ГДЗ (ответы) Химия 10 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2019, §8 Природный газ
Во всех упражнениях
красным цветом приводится решение,
а фиолетовым ― объяснение.
Задание2
Назовите основные продукты химической переработки природного газа и укажите процессы, с помощью которых их получают. Запишите уравнения соответствующих реакций.
Углерод (сажа), водород и ацетилен. Процесс получения: пиролизом (нагреванием без доступа воздуха)
CH4t⟶ C + 2H2
2CH4t⟶ C2H2 + 3H2

Синтез-газ. Процесс получения: конверсия (превращение) водяных паров с метаном:
CH4 + H2O t⟶ CO + 3H2
Бензин и метиловый спирт Процесс получения: промышленный синтез:
nCO + (2n+1) Hкат.⟶ CnH2n+2 + nH2O
CO + 2Hкат.⟶ CH3OH

Галогенпроизводные. Процесс получения: галогенирование (присоединение галогенов):
CH4 + Clсвет⟶ CH3Cl + HCl
CH3Cl + Clсвет⟶ CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Clсвет⟶ CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 свет⟶ CCl4 + HCl

Задание 2
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
а) CH4 ⟶ HC≡CH ⟶ CH2=CHCl ⟶ (–CH2–CHCl–)n

2CH4t⟶ HC≡CH + 3H2
HC≡CH + HCl ⟶ CH2=CHCl
nCH2=CHCl кат.⟶ (―CH2―CHCl―)n

б) CH4 ⟶ CH3Cl ⟶ CH3OH ⟶ CO2
CH4 + Cl2свет⟶ CH3Cl + HCl
CH3Cl + NaOH ⟶ CH3OH + NaCl
2CH3OH + 3O2 ⟶ 2CO2 + 4H2O

в) CH4 ⟶ CO ⟶ CnH2n+2
CH4 + H2O t⟶ CO + 3H2
CO + 2H2кат.⟶ CnH2n+2 + nH2O


Задание 3
Укажите важнейшие месторождения природного газа в Российской Федерации. Найдите их на карте полезных ископаемых нашей страны. Уренгой, Ямбург, Бованенковское, Штокмановское, Ленинградское, Русановское, Заполярное, Медвежье, Астраханское, Западно-Камчатский шельф, Сахалин, Среднеботуобинское нефтегазоконденсатное месторождение, Оренбургское газоконденсатное месторождение, Игримское, Ледовое, Ковыктинское.

Задание 4 Объёмные доли алканов в природном газе некоторого месторождения равны: метан – 82%, этан – 12%, пропан – 6%. Определите их массовые доли.
Дано: φ(CH4)=82%, φ(C2H6)=12%, φ(C3H8)=6%
Найти: ω(CH4)-?, ω(C2H6)-?, ω(C3H8)-?
Решение

1. Допустим имеется 1 л природного газа. Вычисляем объём каждого газа в смеси природного газа: 
V(CH4)=φ(CH4)•V(смеси) : 100%=82% • 1 л : 100%= 0,82 л
V(C2H6)=φ(C2H6)•V(смеси) : 100%=12% • 1 л : 100%= 0,12 л
V(CH4)=φ(C3H8)•V(смеси) : 100%=6% • 1 л : 100%= 0,06 л

2. Вычисляем массу каждого газа.
M(CH4)=16 г/моль, M(C2H6)=30 г/моль, M(C3H8)=44 г/моль

m(CH4)=V(CH4)•M(CH4):Vm=0,82 л • 16 г/моль : 22,4 л/моль = 0,586 г
m(C2H6)=V(C2H6)•M(C2H6):Vm=0,12 л • 30 г/моль : 22,4 л/моль = 0,161 г
m(C3H8)=V(C3H8)•M(C3H8):Vm=0,06 л • 44 г/моль : 22,4 л/моль = 0,118 г

3. Вычисляем массу смеси природного газа:
m(смеси)=m(CH4)+m(C2H6)+m(C3H8)=0,586 г + 0,160 г + 0,118 г = 0,864 г
4. Определяем массовые доли каждого газа в смеси природного газа.
ω(CH4)=(m(CH4):m(смеси))•100%=(0,586 г : 0,864 г) • 100% = 67,8%
ω(C2H6)=(m(C2H6):m(смеси))•100%=(0,161 г : 0,864 г) • 100% = 18,6%
ω(C3H8)=(m(C3H8):m(смеси))•100%=(0,118 г : 0,864 г) • 100% = 13,6%
Ответ: ω(CH4)=67,8%, ω(C2H6)=18,6%, ω(C3H8)=13,6%
 
Задание 5 Рассчитайте объём воздуха (содержащего 20% кислорода), необходимого для сжигания 100 м3 природного газа (н.у.), в котором объёмные доли метана, этана, пропана и азота равны соответственно 80%, 12%, 6% и 2%.
Дано: φ(O2)=20%, V(смеси)=100 м3, φ(CH4)=80%, φ(C2H6)=12%, φ(C3H8)=6%, φ(N2)=2%
Найти: V(воздуха)-?
Решение

В смеси природного газа азот не поддерживает горение.
1. Вычисляем объём метана, этана и пропана в смеси природного газа:
V(CH4)=φ(СН4)•V(смеси):100%=80%•100 м3:100%=80 м3
V(C2H6)=φ(C2H6)•V(смеси):100%=12%•100 м3:100%=12 м3
V(C3H8)=φ(С3Н8)•V(смеси):100%=6%•100 м3:100%=6 м
3
2. Составляем химические уравнения сжигания метана, этана и пропана:
СН4 + 2О2 → СО2 + 2Н2О        (1)    
2Н6 + 7О2 → 4СО2 + 6Н2О    (2)
3Н8 + 10О2 → 6СО2 + 8Н2О  (3)

Согласно закону объёмных отношений Гей-Люссака по уравнению реакции (1) имеем V(СН4):V12)=1:2, поэтому
V12)=2•V(CH4)=2•80 м3=160 м3
Согласно закону объёмных отношений Гей-Люссака по уравнению реакции (2) имеем V(С2Н6):V22)=2:7, отсюда по свойству пропорции имеем 2•V(O2)=7•V(C2H6), поэтому V22)=7•V(C2H6):2=7•12 м3 : 2=42 м3
Согласно закону объёмных отношений Гей-Люссака по уравнению реакции (3) имеем V(С3Н8):V32)=2:10=1:5, поэтому
V32)=5•V(C3H8)=5•6 м3=30 м3

3. Рассчитываем общий объём кислорода, необходимый для сжигания 100 м3 природного газа:

V(О2)=V1(O2)+V2(O2)+V3(O2)=160 м3 + 42 м3 + 30 м3 =232 м3 
4. Вычисляем объёмную долю воздуха:

V(воздуха)=(V(О2)/φ(О2))•100%=(232 м: 20%)•100%=1160 м3

Ответ: необходимо 1160 м3 воздуха.
Похожие новости
%USERNAME%, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


В каком классе вы учитесь?