Номер 7, страница 210 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

7. Около 90% добываемой нефти сжигается в виде топлива. Считая, что средний состав нефти описывается формулой $(CH_2)_n$, определите массу углекислого газа в тоннах, который образуется ежедневно при сжигании нефтепродуктов.

Для решения данной задачи необходимо использовать внешние данные о суточной мировой добыче нефти, так как они не предоставлены в условии. По данным Международного энергетического агентства (МЭА) и ОПЕК, среднесуточная добыча нефти в мире в последние годы составляет около 100 миллионов баррелей, что эквивалентно примерно 13.5 миллионам тонн. Будем использовать это значение для расчетов.

Дано:

Доля сжигаемой нефти, $w = 90\% = 0.9$

Средняя формула нефти: $(CH_2)_n$

Среднесуточная мировая добыча нефти, $m_{общ} \approx 13.5 \times 10^6$ т

Найти:

Массу углекислого газа, $m(CO_2)$ — ? (в тоннах)

Решение:

1. Найдем массу нефтепродуктов, сжигаемых ежедневно. Она составляет 90% от общей массы добываемой нефти:

$m_{сжиг} = m_{общ} \times w = 13.5 \times 10^6 \text{ т} \times 0.9 = 12.15 \times 10^6 \text{ т}$

2. Запишем уравнение реакции горения нефтепродуктов, представленных усредненной формулой $(CH_2)_n$. Для упрощения расчетов можно рассмотреть горение мономерного звена $CH_2$, так как соотношение масс не зависит от степени полимеризации $n$.

$2(CH_2)_n + 3nO_2 \rightarrow 2nCO_2 + 2nH_2O$

Из уравнения реакции видно, что из 2n моль условных единиц $CH_2$ образуется 2n моль углекислого газа $CO_2$. Таким образом, количество вещества (в молях) сгоревших нефтепродуктов (в пересчете на звенья $CH_2$) равно количеству вещества образовавшегося углекислого газа:

$\nu(CH_2) = \nu(CO_2)$

3. Рассчитаем молярные массы звена $(CH_2)$ и углекислого газа $(CO_2)$. Будем использовать округленные атомные массы: $Ar(C) = 12$, $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса звена $CH_2$:

$M(CH_2) = 12 + 2 \times 1 = 14 \text{ г/моль}$ (или 14 т/кмоль)

Молярная масса углекислого газа $CO_2$:

$M(CO_2) = 12 + 2 \times 16 = 44 \text{ г/моль}$ (или 44 т/кмоль)

4. Зная, что количество вещества $\nu = m/M$, мы можем записать равенство $\nu(CH_2) = \nu(CO_2)$ в следующем виде:

$\frac{m(CH_2)}{M(CH_2)} = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)}$

Отсюда можно выразить массу углекислого газа:

$m(CO_2) = m(CH_2) \times \frac{M(CO_2)}{M(CH_2)}$

В нашем случае $m(CH_2)$ — это масса сжигаемых нефтепродуктов, $m_{сжиг}$.

5. Подставим числовые значения и вычислим массу $CO_2$:

$m(CO_2) = 12.15 \times 10^6 \text{ т} \times \frac{44}{14} = 12.15 \times 10^6 \text{ т} \times \frac{22}{7} \approx 38.186 \times 10^6 \text{ т}$

Округлим результат. Ежедневно при сжигании нефтепродуктов образуется около 38.2 миллионов тонн углекислого газа.

Ответ: масса образующегося ежедневно углекислого газа составляет примерно 38.2 миллиона тонн.