氯化氢合成生产机理探究

（一）布置任务

1．检索氯化氢的物化性质及用途；

2．检索氯化氢合成反应机理。

（二）任务总结

1．氯化氢的性质。

（1）性质：氯化氢（HCl），相对分子质量为36．5，密度为1．63g／L，是无色具有刺激性臭味的气体，极易溶于水。在标准条件下，1体积水中可溶解500体积的HCl气体。干燥的HCl腐蚀性较小，而HCl溶液（盐酸）却有强腐蚀性，原因是在水分子的作用下HCl发生了电离，产生大量的H＋，Cl－可与多种物质发生反应，特别是和金属发生化学反应。因此，为了使设备不受盐酸腐蚀，具有更长的使用寿命，生产氯化氢时应该用干燥的氢气和氯气进行反应。

（2）用途：

①主要用于制染料、香料、药物、各种氯化物及腐蚀抑制剂等，还用于大规模集成电路的生产。

②氯化氢是制造合成材料的主要原料，可用来制造聚氯乙烯和氯丁橡胶等。

③化学上可用来配制标准溶液对碱性物质进行滴定。

2．氯化氢合成原理。

氯化氢合成的主要原料是氯气与氢气，具体过程为氯气与氢气在适宜的条件（如光，燃烧或触媒）下迅速化合，发生链锁反应，其总反应的化学方程式为

Cl2＋H2—→2HCl＋18．42kJ

具体反应历程如下。

（1）链的生成：在氯气和氢气化合生成氯化氢的过程中，一个氯分子吸收光量子后，被离解成两个游离的氯原子即活性氯原子。

Cl2＋—→hr 2Cl·

（2）链的传递：每个活性氯原子会和一个氢分子进行作用，生成一个氯化氢分子和一个游离氢原子即活性氢原子，这个活性的氢原子接着又与一个氯分子发生作用，生成一个氯化氢分子和一个游离的氯原子，如此循环进行就构成一个链锁反应。

Cl·＋H2—→HCl＋H·

H·＋Cl2—→HCl＋Cl·

Cl·＋H2—→HCl＋H·

（3）链的终止：在链锁反应过程中，如果外界的因素发生改变，就会破坏链锁反应，使链传递终止，反应结束。

在氯碱企业的实际生产中，氯气与氢气在燃烧前并不混合（否则会发生爆炸反应），而是通过一种特殊的设备“灯头”使氯与氢达到均衡燃烧，生成的活化氢原子和活化氯原子的浓度相对来说是极其微小的，所以不会出现链终止的现象。

根据氯化氢的合成原理，化合时氯和氢的比例为1∶1的分子比，但在实际的生产操作过程中都是控制氢过剩，一般过剩量在5%以下，最多不超过10%，因为氢过量太多会引起爆炸等不安全因素，并且氯过剩会影响成品氯化氢的质量。