Номер 8, страница 28 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.8. Сырьём для получения каких неорганических веществ являются алканы? Приведите соответствующие уравнения реакций.

Алканы, в первую очередь метан ($CH_4$), являющийся основной составляющей природного газа, служат сырьем для получения ряда важных неорганических веществ. Это достигается в основном через реакции горения (полного и неполного), пиролиза и каталитической конверсии.

Получение оксида углерода(IV) ($CO_2$) и воды ($H_2O$)

При полном сгорании алканов в избытке кислорода образуются углекислый газ и вода. Эта реакция лежит в основе использования алканов в качестве топлива.

Уравнение реакции на примере метана:

$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

Получение оксида углерода(II) ($CO$) и углерода (сажи) ($C$)

В условиях недостатка кислорода происходит неполное сгорание алканов, продуктами которого могут быть угарный газ ($CO$) или чистый углерод в виде сажи ($C$).

Уравнение реакции получения угарного газа:

$2CH_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO + 4H_2O$

Уравнение реакции получения сажи:

$CH_4 + O_2 \rightarrow C + 2H_2O$

Полученная сажа используется в производстве резины и как черный пигмент.

Получение водорода ($H_2$)

Водород, важнейшее неорганическое вещество, можно получать из алканов несколькими способами.

1. Термическое разложение (пиролиз) метана при высокой температуре ($t > 1000^\circ C$) без доступа воздуха:

$CH_4 \xrightarrow{t>1000^\circ C} C + 2H_2$

2. Каталитическая конверсия метана с водяным паром. В результате этой реакции образуется синтез-газ — смесь водорода и угарного газа.

$CH_4 + H_2O \xrightarrow{Ni, 800-900^\circ C, p} CO + 3H_2$

Синтез-газ является ценным сырьем для многих химических производств.

Ответ: Из алканов можно получить следующие неорганические вещества: оксид углерода(IV) ($CO_2$), оксид углерода(II) ($CO$), воду ($H_2O$), углерод (сажу, $C$) и водород ($H_2$). Примерами соответствующих реакций являются полное и неполное сгорание, пиролиз и каталитическая конверсия алканов.