Номер 4, страница 86 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

4. Что такое крекинг нефти? Составьте уравнения реакций расщепления углеводородов $C_8H_{18}$ и $C_{12}H_{26}$ при этом процессе.

Что такое крекинг нефти?

Крекинг (от англ. cracking — расщепление) — это процесс высокотемпературной переработки нефти и её фракций, целью которого является получение продуктов с меньшей молекулярной массой. В первую очередь, это способ увеличения выхода ценных светлых нефтепродуктов, таких как бензин и керосин, из тяжелых фракций (мазута, гудрона, газойля). Суть процесса заключается в разрыве углерод-углеродных ($C-C$) и углерод-водородных ($C-H$) связей в крупных молекулах углеводородов под действием высокой температуры и, в некоторых случаях, катализаторов.

Различают два основных вида крекинга:

• Термический крекинг — проводится при высокой температуре (около 470–550°C) и давлении. Этот метод позволяет получать бензин, но с невысоким октановым числом.
• Каталитический крекинг — протекает при более низкой температуре (450–520°C) и давлении, но в присутствии катализаторов (обычно алюмосиликатов). Этот процесс позволяет получать бензин с более высоким октановым числом и является основным процессом для производства высококачественного автомобильного топлива.

В результате крекинга длинные молекулы алканов распадаются на более короткие алканы и алкены, которые являются важным сырьем для дальнейшего химического синтеза.

Ответ: Крекинг нефти — это процесс расщепления длинных молекул углеводородов, содержащихся в тяжелых нефтяных фракциях, на более короткие и коммерчески ценные молекулы (например, компоненты бензина) под воздействием высокой температуры и/или катализаторов.

Составьте уравнения реакций расщепления углеводородов C₈H₁₈ и C₁₂H₂₆ при этом процессе.

При крекинге алканов происходит разрыв углеродной цепи. Этот процесс не является однозначным и может протекать по разным путям, приводя к образованию смеси различных продуктов. Как правило, при разрыве одной $C-C$ связи в молекуле алкана образуются алкан и алкен с меньшей молекулярной массой. Ниже приведены наиболее вероятные примеры уравнений реакций.

Уравнения реакций крекинга октана ($C_8H_{18}$):

1. Расщепление молекулы октана примерно пополам:

$C_8H_{18} \xrightarrow{t, p, kat} C_4H_{10} + C_4H_8$

В результате образуются предельный углеводород бутан и непредельный — бутен.

2. Другой возможный путь расщепления:

$C_8H_{18} \xrightarrow{t, p, kat} C_6H_{14} + C_2H_4$

Здесь продуктами являются гексан и этен (этилен).

Уравнения реакций крекинга додекана ($C_{12}H_{26}$):

1. Расщепление молекулы додекана на два равных фрагмента:

$C_{12}H_{26} \xrightarrow{t, p, kat} C_6H_{14} + C_6H_{12}$

Продуктами реакции являются гексан и гексен.

2. Расщепление на более крупные и мелкие фрагменты:

$C_{12}H_{26} \xrightarrow{t, p, kat} C_{10}H_{22} + C_2H_4$

В этом случае образуются декан и этен (этилен).

Ответ:

Примеры уравнений реакций расщепления:

Для октана ($C_8H_{18}$):
$C_8H_{18} \rightarrow C_4H_{10} + C_4H_8$
$C_8H_{18} \rightarrow C_6H_{14} + C_2H_4$

Для додекана ($C_{12}H_{26}$):
$C_{12}H_{26} \rightarrow C_6H_{14} + C_6H_{12}$
$C_{12}H_{26} \rightarrow C_8H_{18} + C_4H_8$