17. 一氯甲烷主要用于生产甲基氯硅烷,一氯乙烯主要用于生产聚氯乙烯等高聚物,1,2-二氯乙烷常用作有机溶剂和化工原料。回答下列问题:
I.在加热或光照条件下,“甲烷一氯气”法得到一氯甲烷是按自由基机理进行的,即CH
4(g)+Cl
2(g)
CH
3Cl(g)+HCl(g)
△H。该反应涉及两个基元步骤①②,其相对能量一反应历程图如图:
(1)已知H
3C-H键能为4.56eV,H-Cl键能为4.46eV,1eV相当于96.5kJ/mol。则步骤①的焓变△H
1=
_______kJ/mol;一氯取代反应的总焓变△H=
______(用△H
1、△H
2表示)。
Ⅱ.一氯乙烯(CH
2=CHC1)的工业生产方法之一是乙烯氯化裂解法,该方法分以下两个过程进行:
乙烯氯化加成:CH
2=CH
2(g)+Cl
2(g)
ClCH
2CH
2Cl(g)
△H
1=-171.7kJ/mol
1,2-二氯乙烷裂解:ClCH
2CH
2Cl(g)
CH
2=CHCl(g)+HCl(g)
△H
2=+73.4kJ/mol
(2)乙烯氯化加成反应在热力学上进行的趋势很大,原因是
______。1,2-二氯乙烷裂解反应的△S=+145.7J
mol/K,则该裂解反应能自发进行的最低温度约为
______K(保留整数)。
(3)在某恒压密闭容器中通入一定量的ClCH
2CH
2Cl(g),仅发生1,2-二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氢,实验测得ClCH
2CH
2Cl(g)的转化率随温度和反应时间的关系如图所示。
①T
1、T
2、T
3的大小关系为
_______,原因是
_______。
②若M点刚好达到平衡状态,则N点的v
正_____v
逆(填“大于”“小于”或“等于”)。K
a是以物质的量分数表示的平衡常数,则T
2温度下1,2-二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氢的反应的K
x=
_____保留2位小数)。
Ⅲ.一种电化学合成1,2-二氯乙婉的实验装置如图所示
(4)交换膜X是
______离子交换膜(填“阴”或“阳”),该实验装置合成1,2-二氯乙烷的总反应的化学方程式为
______。