为什么氢气和氯气混和后点燃会爆炸的原因(为什么氢气和氯气反应)
在生活中,很多人可能想了解和弄清楚为什么氢气和氯气混和后点燃会爆炸?的相关问题?那么关于为什么氢气和氯气混和后点燃会爆炸的原因的答案我来给大家详细解答下。
无论发生哪种爆炸,必须具备三个条件:
① 极快的反应速度;
② 放出大量的热;
③ 产物必须是气体。
上述三点缺一个都不会发生爆炸。
当氢气在氯气中燃烧时,仅在氢与氯接触的界面上发生反应,只要氢、氯一接触,就会立即反应。但是,氢气与氯气接触面毕竟很小,而大量的氢气与氯气仍然没有相互接触,没有发生反应。只有当氢气向边缘扩散而与氯气接触时,才能使更多的分子发生反应。这时燃烧的速度就取决于气体扩散速度,要想使全部的氢气与氯气接触是不可能的。因为氢气与氯气一接触立即反应,扩散控制而比较缓慢地进行。燃烧时,热量与气体产物不断散失,不能聚集,因此,它不能发生爆炸。
当氢气的氯气以4—74.2%(氢气所占百分比)混和后,点燃便发生一系列链锁反应。首先是氯气分子在光或紫外线作用下被离解成活化的Cl·原子,然后以Cl·原子做链反应的传递物,使②、③两反应交错进行:
Cl2+hr→Cl·+Cl·……①
H2+Cl→HCl+H·……②
Cl2+H→HCl+Cl·…..③
H2+Cl→HCl+H·……④
……
每一个原子与作用物分子发生反应后,又生成一个新的原子,即一个Cl·原子经反应后能生成一个H·原子,而每一个H·原子又可以再生一个Cl·原子,依次进行,成一直链反应,直到活化原子消失,使链增长终止。
这时全部氢气与氯气发生反应。因此,燃烧的速度就不取决于气体的扩散速度,而取决于化学反应速度;这个直链反应一瞬间完成,反应后产生的热量不像燃烧情况那样随着反应而消失,而是聚集在一有限空间内。由于气体受热后急剧膨胀,产生了很大的压力,结果就会发生爆炸。
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