Номер 10, страница 51 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

10. Получаемый при газификации угля синтез-газ состоит из веществ, формулы которых

1) $H_2$ и $CO_2$

2) $H_2O$ и $CO$

3) $CH_4$ и $O_2$

4) $H_2$ и $CO$

Решение

Синтез-газ, также известный как «водяной газ», представляет собой газовую смесь, получаемую в процессе газификации твёрдого или жидкого топлива, такого как уголь, биомасса или природный газ. Основной целью газификации угля является преобразование углерода, содержащегося в угле, в горючие газы.

Процесс газификации угля включает в себя несколько химических реакций, происходящих при высокой температуре (обычно выше 700°C) в присутствии газифицирующего агента, которым может быть водяной пар, кислород, воздух или углекислый газ.

Ключевые реакции при паровой газификации угля (когда газифицирующим агентом является водяной пар, $H_2O$):
1. Реакция углерода с водяным паром (основная реакция получения синтез-газа):
$C + H_2O \rightarrow CO + H_2$
2. Реакция конверсии водяного газа (позволяет регулировать соотношение $H_2/CO$):
$CO + H_2O \rightleftharpoons CO_2 + H_2$
3. Реакция Будуара (взаимодействие углерода с диоксидом углерода):
$C + CO_2 \rightleftharpoons 2CO$

Как видно из основной реакции ($C + H_2O \rightarrow CO + H_2$), главными продуктами газификации угля являются монооксид углерода ($CO$) и водород ($H_2$). Эта смесь и называется синтез-газом. В зависимости от условий процесса (температуры, давления, типа газифицирующего агента) в составе синтез-газа могут также присутствовать в различных количествах диоксид углерода ($CO_2$), метан ($CH_4$) и азот ($N_2$, если в качестве окислителя используется воздух).

Рассмотрим предложенные варианты ответа:
1) $H_2$ и $CO_2$: Хотя оба газа могут присутствовать в смеси, $CO$ является более важным и основным компонентом, чем $CO_2$.
2) $H_2O$ и $CO$: Водяной пар ($H_2O$) является реагентом, а не основным продуктом.
3) $CH_4$ и $O_2$: Метан ($CH_4$) может быть побочным продуктом, а кислород ($O_2$) — реагентом, который полностью расходуется в процессе. Смесь метана и кислорода не является синтез-газом.
4) $H_2$ и $CO$: Водород и монооксид углерода являются двумя основными и определяющими компонентами синтез-газа.

Таким образом, синтез-газ, получаемый при газификации угля, состоит в основном из водорода ($H_2$) и монооксида углерода ($CO$).

Ответ: 4) $H_2$ и $CO$