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为什么氯化氢气体中氢原子与氯原子在光照条件下就会爆炸?

返回  打印  发布时间:2023-2-1 点击:3259
    为什么氯化氢气体中氢原子与氯原子在光照条件下就会爆炸?
    H2+cl2=2HCl(条件:光照)
    H2和Cl混合气体见光爆炸是一种自由基链反应过程。
    Cl2分子中的Cl-Cl键很弱,可以在光照条件下打断Cl2分子解离成2个CL原子:Cl2—hν→2Cl
    Cl原子可发生以下反应:
    Cl+H2→HCl+H
    生成的H原子可以反应:
    H+Cl2→HCl+Cl

    最后两种反应是自由基反应,因为它们有非常活跃的CL和H参与原子自由基很容易,释放能量,进一步促进能量释放Cl2的解离:
    Cl2+M→2Cl+M (M惰性分子或器壁)
    上述三个反应循环来回,但没有一个反应减少了自由基的数量(早期自由基浓度低,不太可能相互碰撞),导致反应分子迅速转化为大量自由基,产生HCL和释放能量。
    当反应系统自由基浓度达到一定水平时,自由基合并过程明显:
    H+H→H2
    Cl+Cl→Cl2
    H+Cl→HCl
    当这些高能自由基合并成低能稳定分子时,放热会更加剧烈,反应系统的散热会远远落后于急剧放热,导致系统温度和压力急剧上升和爆炸。
    由于反应强烈,释放热量多,气体受热膨胀快,爆炸需要气体混合在一起,从而爆炸。但氯气在氢气中燃烧,两者不混合,而且是纯气体,燃烧而不爆炸。

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