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为什么氢气和氯气混和后点燃会爆炸的原因(氢气和氯气为什么会反应)

导语:为什么氢气和氯气混和后点燃会爆炸?

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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