電石遇水為什麼會劇烈反應?

時間 2021-05-06 01:07:27

1樓:

指前因子 A 相同時,Ea 越低,反應速率 k 越大。

活化能低的原因,可能是因為形成 HO---H---[C≡C]2- 這個過渡態很容易。

形成這個過渡態很容易,部分原因是 C2H2 是弱酸 (pKa = 25),[C≡C]2- 是強鹼,奪取質子能力很強。

CaC2 + 2H2O = C2H2↑ + Ca(OH)2

ΔH = -123 kJ/mol

水的比熱容是 4.2 kJ/kg/K,64 g CaC2 完全反應可以把 640 g 水的溫度公升高 45℃. Ea 大約是 60 kJ/mol 這個級別,所以這種條件下反應會加速到 24 倍

Mg 和冷水反應,生成的 MgO 覆蓋在金屬表面,阻礙反應繼續進行。CaC2 和水反應,因為晶格中的陰離子失去,晶格破壞,不會有這樣的阻礙因素。

水的量很少時有可能生成 CaO,但 CaO 不能被稱作中間產物。它不是前面那個反應過程中會出現的物質,而是產物 Ca(OH)2 被 CaC2 奪取質子後生成的。

2樓:萬能的空氣

電石是乙炔基負離子和鈣離子組成的化合物,反應的核心是乙炔基負離子。由於乙炔具有很弱的酸性(pKa=25,這還是電離乙個質子的pKa),其二價負離子的鹼性就非常強了,遇水會很快拔掉水分子上的氫,也就是高中階段熟悉的水解反應(用質子酸鹼解釋的話就是強酸制弱酸,水為強酸,乙炔為弱酸)。

反應和碳碳叄鍵沒什麼關係,因為這純粹是乙個酸鹼反應,還涉及不到碳碳叄鍵的相關性質。劇烈反應和放熱好像關係也不大,酸鹼反應的速率一般都很快的(乙炔基負離子帶負電荷,跟乙炔基負離子反應的氫帶區域性正電荷,彼此容易靠近)。

3樓:面面相趣

電石,化學式寫作CaC2,實際上應該是(- Ca-C≡C-)n的結構,相當於乙炔的氫被鈣取代,眾所周知乙炔的氫是有一定酸性的,按照布朗斯台德酸鹼理論電石就是乙炔的共軛鹼,而乙炔的酸性相比於常規酸弱到幾乎可以忽略不計了,因此一旦去氫所得共軛鹼的鹼性那就是相當強的,在這種高強度的鹼性面前,對於中性的水來說就是酸,酸鹼中和必然會發生劇烈反應。至於水酸性鹼性的問題,常規上我們認為是中性的,但是布朗斯台德酸鹼理論告訴我們酸與鹼沒有絕對的分界線,因此水既可以看做酸又可以看做鹼。

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