Номер 3, страница 50 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

3. Наиболее важное применение природного газа в промышленности отражает схема

1) $CH_4 \to CH_3Cl \to C_2H_6$

2) $CH_4 \to C_2H_2$

3) $CH_4 \to C_2H_2 \to C_2H_6$

4) $CH_4 \to CO_2$

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать предложенные схемы химических превращений с точки зрения их промышленной значимости для переработки природного газа, основным компонентом которого является метан ($CH_4$).

Природный газ используется в промышленности в двух основных направлениях:

• Как высокоэффективное и экологически чистое топливо для выработки энергии.
• Как ценное химическое сырье для синтеза различных органических и неорганических веществ.

Рассмотрим каждую из предложенных схем:

1) $CH_4 \rightarrow CH_3Cl \rightarrow C_2H_6$

Эта последовательность включает две стадии. Первая, хлорирование метана ($CH_4 + Cl_2 \rightarrow CH_3Cl + HCl$), является промышленным процессом для получения хлорпроизводных метана. Однако вторая стадия, получение этана ($C_2H_6$) из хлорметана ($CH_3Cl$) по реакции Вюрца, не является основным промышленным методом получения этана. Этан в больших количествах содержится в природном газе и его выделяют фракционной перегонкой. Поэтому данная схема не отражает наиболее важное применение.

2) $CH_4 \rightarrow C_2H_2$

Эта схема представляет собой пиролиз метана — процесс, проводимый при очень высокой температуре (около 1500 °C) для получения ацетилена ($C_2H_2$):

$2CH_4 \xrightarrow{t} C_2H_2 + 3H_2$

Ацетилен — это важнейшее сырье для химической промышленности. На его основе получают винилхлорид (мономер для производства поливинилхлорида, ПВХ), винилацетат, акрилонитрил, синтетические каучуки и многие другие ценные продукты. Этот процесс является одним из ключевых направлений переработки природного газа как химического сырья.

3) $CH_4 \rightarrow C_2H_2 \rightarrow C_2H_6$

Эта схема включает получение ценного ацетилена из метана с последующим его гидрированием до этана. Такой процесс нерационален с экономической точки зрения. Нет смысла превращать более ценный и реакционноспособный ацетилен в этан — менее ценный и менее активный продукт, который к тому же является природным компонентом газа. Эта схема не имеет промышленного значения.

4) $CH_4 \rightarrow CO_2$

Эта схема описывает реакцию полного сгорания метана:

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

Это действительно самое массовое применение природного газа — использование его в качестве топлива для получения тепла и электроэнергии. Однако вопрос касается применения в *промышленности*, где использование газа как сырья для синтеза играет не менее важную роль, создавая продукты с высокой добавленной стоимостью. В контексте вопроса о схемах химических превращений, как правило, акцент делается на использовании вещества в качестве реагента для синтеза других соединений.

Сравнивая все варианты, наиболее важным применением природного газа *как химического сырья* в промышленности является его переработка в ацетилен или синтез-газ. Из представленных схем именно получение ацетилена (схема 2) является фундаментальным процессом для дальнейшего органического синтеза в промышленных масштабах.

Ответ: 2