Номер 6, страница 56, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6. Какой из газов является более ценным топливом: генераторный или водяной? Почему?

6. Более ценным топливом является водяной газ.

Для ответа на вопрос необходимо сравнить состав и теплотворную способность (теплоту сгорания) генераторного и водяного газов. Ценность топлива напрямую зависит от количества энергии, выделяемой при его сгорании.

Генераторный газ (также известный как воздушный газ) получают в газогенераторах путем неполного сжигания твёрдого топлива (угля, кокса) в потоке воздуха. Основная реакция, приводящая к образованию горючего компонента, — это восстановление диоксида углерода:

$C + O_2 \to CO_2$

$CO_2 + C \to 2CO$

Однако воздух, используемый в процессе, состоит примерно на 78% из азота ($N_2$), который является инертным газом и не горит. В результате генераторный газ содержит большое количество балластного азота (50–60%). Его типичный состав: 20–30% оксида углерода(II) ($CO$), 50–60% азота ($N_2$), а также небольшое количество водорода ($H_2$) и диоксида углерода ($CO_2$). Из-за высокого содержания негорючего азота, теплота сгорания генераторного газа очень низкая и составляет всего 4–7 МДж/м³.

Водяной газ (также известный как синтез-газ) получают при пропускании водяного пара через слой раскалённого кокса при температуре около 1000o C. Происходит следующая эндотермическая реакция:

$C + H_2o \rightleftharpoons Co + H_2$

Как видно из уравнения, водяной газ состоит из двух основных горючих компонентов: оксида углерода(II) ($CO$) и водорода ($H_2$). В отличие от генераторного газа, он практически не содержит инертных примесей. Его состав примерно: 40–50% водорода ($H_2$) и 40–45% оксида углерода(II) ($CO$). Оба эти газа обладают высокой теплотой сгорания. В результате теплота сгорания водяного газа значительно выше и составляет 10–12 МДж/м³.

Таким образом, поскольку водяной газ состоит почти полностью из горючих компонентов и имеет теплоту сгорания примерно в 2-3 раза выше, чем у генераторного газа, он является значительно более ценным и эффективным топливом.

Ответ: Водяной газ является более ценным топливом, потому что он состоит в основном из горючих газов (водорода и оксида углерода(II)) и обладает значительно более высокой теплотой сгорания по сравнению с генераторным газом, который сильно разбавлен негорючим азотом из воздуха.