Страница 55 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

7. Верны ли утверждения?

А. В будущем уголь станет главным углеродным энергоресурсом, так как его запасы значительно превышают запасы нефти и природного газа.

Б. По сравнению с природным газом в попутном нефтяном газе доля гомологов метана больше.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

А. В будущем уголь станет главным углеродным энергоресурсом, так как его запасы значительно превышают запасы нефти и природного газа.

Рассуждение в данном утверждении содержит верную посылку, но неверный вывод. Действительно, разведанные мировые запасы угля многократно превышают запасы нефти и природного газа. Однако использование угля как основного источника энергии маловероятно из-за его негативного влияния на окружающую среду. Сжигание угля приводит к наибольшим выбросам парниковых газов ($CO_2$) на единицу энергии, а также к выбросам вредных веществ, таких как оксиды серы и азота, что вызывает кислотные дожди и загрязнение воздуха. Глобальный тренд направлен на переход к более экологически чистым источникам энергии (возобновляемые источники, атомная энергетика), поэтому роль угля в будущем, скорее всего, будет уменьшаться, а не возрастать до главной.

Ответ: утверждение неверно.

Б. По сравнению с природным газом в попутном нефтяном газе доля гомологов метана больше.

Данное утверждение верно. Природный газ, добываемый из газовых месторождений, состоит в основном из метана ($CH_4$) — его доля составляет от 80% до 99%. Доля его гомологов (этан $C_2H_6$, пропан $C_3H_8$, бутан $C_4H_{10}$) невелика. Попутный нефтяной газ (ПНГ), добываемый вместе с нефтью, имеет другой состав: в нем содержится значительно большая массовая и объемная доля гомологов метана, что делает его ценным сырьем для нефтехимии, где из него выделяют этан, пропан-бутановую фракцию и газовый бензин.

Ответ: утверждение верно.

Итоговый анализ показывает, что утверждение А неверно, а утверждение Б верно. Согласно вариантам, предложенным в задаче, этому соответствует пункт, где указано "верно только Б".

Ответ: 2

8. Кокс получают в результате переработки

1) каменного угля

2) природного газа

3) нефти

4) попутного нефтяного газа

Решение

Кокс — это твёрдый пористый продукт с высоким содержанием углерода, который получают из органического сырья путём нагревания до высоких температур (900–1100 °C) без доступа воздуха. Этот процесс называется коксованием.

Основным промышленным методом получения кокса, особенно для металлургических целей (например, для доменных печей), является переработка каменного угля. Для этого используются специальные коксующиеся марки каменного угля. В ходе процесса коксования из угля удаляются летучие вещества (коксовый газ, каменноугольная смола), в результате чего остаётся твёрдый углеродистый остаток — кокс.

Переработка других видов ископаемого топлива, указанных в вариантах, приводит к получению иных продуктов:

• Из природного и попутного нефтяного газа получают, например, синтез-газ, сажу, сжиженные газы.
• При переработке нефти получают бензин, дизельное топливо, мазут. Из тяжёлых нефтяных остатков также можно получить так называемый нефтяной кокс, но в общем контексте под словом "кокс" подразумевают именно продукт переработки каменного угля.

Таким образом, кокс получают в результате переработки каменного угля.

Ответ: 1

9. Не относится к способам переработки угля процесс

1) газификации

2) коксования

3) гидрирования

4) ректификации

Решение

Для ответа на вопрос необходимо проанализировать каждый из предложенных процессов и определить его связь с переработкой угля.

1) газификация

Газификация угля — это высокотемпературный процесс превращения твердого угля в смесь горючих газов, называемую синтез-газом (в основном $CO$ и $H_2$). Этот газ в дальнейшем используется для производства электроэнергии или как сырье в химической промышленности. Таким образом, газификация является одним из основных способов химической переработки угля.

2) коксование

Коксование — это метод термической переработки каменного угля путем его нагрева без доступа воздуха до температуры 900–1100 °C. В результате получают кокс (твердый углеродистый остаток, используемый в металлургии), а также коксовый газ и каменноугольную смолу. Это ключевой процесс в коксохимической промышленности, и он является способом переработки угля.

3) гидрирование

Гидрирование (гидрогенизация) угля — это процесс взаимодействия угля с водородом при высоких температуре и давлении в присутствии катализаторов. Цель этого процесса — получение жидких синтетических топлив (искусственного бензина, дизеля) из твердого угля. Этот процесс также является одним из методов глубокой переработки угля.

4) ректификация

Ректификация — это способ разделения жидких смесей на составляющие их компоненты (фракции), основанный на различии в их температурах кипения. Этот процесс широко применяется при переработке нефти для получения бензина, керосина и других нефтепродуктов, а также для очистки спирта. Уголь является твердым веществом, и к нему непосредственно процесс ректификации неприменим. Ректификации могут подвергаться жидкие продукты, полученные при переработке угля (например, каменноугольная смола или продукты гидрирования), но сам процесс ректификации не является способом переработки исходного твердого угля.

Следовательно, процесс, который не относится к способам переработки угля, — это ректификация.

Ответ: 4) ректификация.

10. Исключите «лишнее» понятие.

1) гудрон

2) аммиачная вода

3) каменноугольная смола

4) коксовый газ

Решение

Для того чтобы определить «лишнее» понятие в предложенном списке, необходимо проанализировать происхождение каждого из перечисленных продуктов. Общий признак, который может объединять или разделять эти понятия — это исходное сырье и процесс получения.

Понятия аммиачная вода, каменноугольная смола и коксовый газ являются продуктами коксования каменного угля. Коксование представляет собой процесс термической переработки каменного угля путем его нагревания до высоких температур (около 1000 °C) без доступа воздуха. В результате этого процесса получают четыре основных продукта:

• кокс (твердый углеродистый остаток),
• коксовый газ (смесь горючих газов),
• каменноугольная смола (жидкая смесь органических веществ),
• аммиачная вода (водный раствор аммиака и его солей).

Понятие гудрон, в свою очередь, является продуктом переработки нефти. Гудрон — это тяжелый, вязкий остаток, который образуется после отгонки из нефти и мазута более легких фракций (бензина, керосина, дизельного топлива, масел) в процессе вакуумной дистилляции.

Таким образом, три из четырех представленных понятий (аммиачная вода, каменноугольная смола, коксовый газ) объединены общим источником происхождения — они все являются продуктами переработки каменного угля. Гудрон же получают из другого сырья — нефти. Следовательно, по признаку исходного сырья гудрон является «лишним» в этом списке.

Ответ: 1) гудрон.

11. Укажите фракции попутного нефтяного газа, получаемые при его перегонке.

1) газовый бензин

2) лигроин

3) газойль

4) сухой газ

5) крекинг-газ

Попутный нефтяной газ (ПНГ) — это природная смесь легких углеводородов, которые добываются вместе с нефтью. Его переработка, которую в общем виде можно назвать перегонкой, а точнее — фракционированием (основанном на процессах низкотемпературной конденсации и ректификации), заключается в разделении смеси на отдельные фракции в зависимости от температур кипения их компонентов. Рассмотрим предложенные в вопросе варианты.

1) газовый бензин

Газовый бензин — это фракция, состоящая из наиболее тяжелых углеводородов, присутствующих в ПНГ, в основном пентанов ($C_5H_{12}$), гексанов ($C_6H_{14}$) и их изомеров. Эта фракция конденсируется в жидкость при переработке ПНГ и является одним из целевых продуктов. Следовательно, газовый бензин — это фракция, получаемая при перегонке попутного нефтяного газа.

Ответ: является фракцией, получаемой при перегонке попутного нефтяного газа.

2) лигроин

Лигроин, также известный как нафта, является продуктом прямой перегонки сырой нефти, а не попутного нефтяного газа. Он представляет собой фракцию, кипящую в интервале температур, который выше, чем у газового бензина, и ниже, чем у керосина. Состав ПНГ не позволяет получать из него лигроин.

Ответ: не является фракцией, получаемой при перегонке попутного нефтяного газа.

3) газойль

Газойль — это фракция, получаемая при перегонке нефти, кипящая в диапазоне температур примерно 200–360 °C. Она состоит из углеводородов с числом атомов углерода от 12 до 20 ($C_{12}$-$C_{20}$) и используется как компонент дизельного топлива. Эти углеводороды слишком тяжелы, чтобы в значительном количестве содержаться в попутном нефтяном газе.

Ответ: не является фракцией, получаемой при перегонке попутного нефтяного газа.

4) сухой газ

Сухой газ — это самая легкая фракция ПНГ, которая не конденсируется в процессе переработки при используемых давлениях и температурах. Она состоит преимущественно из метана ($CH_4$) и этана ($C_2H_6$). Сухой газ является основным по объему продуктом переработки попутного нефтяного газа.

Ответ: является фракцией, получаемой при перегонке попутного нефтяного газа.

5) крекинг-газ

Крекинг-газ — это побочный продукт процесса крекинга. Крекинг — это вторичный процесс нефтепереработки, при котором тяжелые нефтяные фракции (например, мазут) подвергаются термическому или каталитическому расщеплению для получения более легких и ценных продуктов, таких как бензин. Крекинг-газ не получают путем перегонки ПНГ.

Ответ: не является фракцией, получаемой при перегонке попутного нефтяного газа.