Номер 9, страница 283 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 39. Cepa - номер 9, страница 283.

Условие.

9. Большая часть сероуглерода (примерно 80 %) используется в производстве вискозного волокна. В промышленности его получают в реакции метана с парами серы. Определите условия, при которых осуществляется эта реакция и какие ещё вещества или материалы требуются для получения сероуглерода. Составьте уравнение этой реакции.

Решение.

Решение 2.

В промышленности сероуглерод ($CS_2$) получают каталитической реакцией метана ($CH_4$) с парами серы ($\text{S}$). Этот процесс является основным методом производства данного вещества.

Условия, при которых осуществляется эта реакция
Реакция получения сероуглерода из метана и серы является эндотермической, то есть требует подвода тепла, и для её эффективного протекания необходимы следующие условия:
1. Высокая температура: Процесс проводится при нагревании до $500–700 \degree C$. Оптимальный температурный диапазон составляет $600–650 \degree C$.
2. Наличие катализатора: Для увеличения скорости реакции и повышения выхода целевого продукта используют гетерогенные катализаторы.
3. Давление: Реакцию обычно проводят при давлении, незначительно превышающем атмосферное.
Ответ: Реакция осуществляется при высокой температуре ($500–700 \degree C$) в присутствии катализатора.

Какие ещё вещества или материалы потребуются для получения сероуглерода
Помимо исходных реагентов — метана и серы — ключевым компонентом для осуществления промышленного процесса является катализатор. Катализатор ускоряет реакцию, позволяя проводить её при более низких температурах и с большей эффективностью. В качестве катализаторов в данном процессе обычно используют вещества с большой площадью поверхности, например, силикагель ($SiO_2$) или оксид алюминия ($Al_2O_3$).
Ответ: Для получения сероуглерода, помимо метана и серы, требуется катализатор, например, силикагель ($SiO_2$) или оксид алюминия ($Al_2O_3$).

Уравнение этой реакции
Взаимодействие метана с парами серы приводит к образованию сероуглерода и сероводорода. Процесс описывается следующим суммарным уравнением реакции, где над стрелкой указываются условия (температура и катализатор):
$CH_{4(г)} + 4S_{(г)} \xrightarrow{t, \space катализатор} CS_{2(г)} + 2H_2S_{(г)}$
Здесь метан, сера, сероуглерод и сероводород находятся в газообразном состоянии.
Ответ: $CH_4 + 4S \rightarrow CS_2 + 2H_2S$.