Номер 2, страница 97 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Какие преимущества по сравнению с другими видами топлива имеет природный газ? Для каких целей используют природный газ в химической промышленности?

Какие преимущества по сравнению с другими видами топлива имеет природный газ?

Природный газ, основной компонент которого — метан ($CH_4$), обладает рядом значительных преимуществ по сравнению с твердыми (уголь, торф) и жидкими (нефть, мазут) видами топлива:

• Экологическая чистота: При сгорании природного газа образуется значительно меньше вредных веществ. В продуктах сгорания практически отсутствуют оксиды серы ($SO_2$) и твердые частицы (сажа), а выбросы оксидов азота ($NO_x$) и углекислого газа ($CO_2$) на единицу полученной энергии ниже, чем у угля и нефтепродуктов.
• Высокая теплота сгорания: Удельная теплота сгорания природного газа (около 33–38 МДж/м³) выше, чем у многих других видов топлива, что делает его высокоэффективным источником энергии.
• Отсутствие твердых отходов: В отличие от угля, после сжигания природного газа не остается золы и шлака, что упрощает эксплуатацию котельных и снижает затраты на утилизацию отходов.
• Простота транспортировки и использования: Газ легко транспортируется на большие расстояния по магистральным газопроводам непосредственно к потребителю. Процессы сжигания газа легко автоматизируются.
• Относительно низкая стоимость: Добыча и транспортировка газа часто обходятся дешевле, чем добыча и переработка угля или нефти, что делает его экономически выгодным топливом.

Ответ: Основными преимуществами природного газа являются его более высокая экологичность (меньше вредных выбросов), высокая теплота сгорания, отсутствие твердых отходов (золы), удобство транспортировки по трубопроводам и относительная дешевизна.

Для каких целей используют природный газ в химической промышленности?

В химической промышленности природный газ является не только топливом для технологических процессов, но и важнейшим сырьем для производства широкого спектра химических продуктов. Основные направления его использования:

• Производство водорода и синтез-газа: Путем паровой конверсии метана ($CH_4 + H_2o \rightleftharpoons Co + 3H_2$) получают синтез-газ (смесь оксида углерода (II) и водорода). Водород, в свою очередь, является ключевым реагентом во многих процессах.
• Синтез аммиака: Полученный из метана водород используется для синтеза аммиака по процессу Габера-Боша ($N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$). Аммиак — основа для производства азотных удобрений, азотной кислоты и других продуктов.
• Производство метанола: Из синтез-газа получают метанол ($Co + 2H_2 \rightarrow CH_3OH$), который является сырьем для производства формальдегида, синтетических смол, растворителей и уксусной кислоты.
• Получение ацетилена: При пиролизе (термическом разложении) метана при очень высоких температурах получают ацетилен ($2CH_4 \rightarrow C_2H_2 + 3H_2$), используемый для органического синтеза (например, винилхлорида, из которого делают ПВХ) и для газовой сварки и резки металлов.
• Производство сажи (технического углерода): Неполное сгорание или термическое разложение метана ($CH_4 \rightarrow C + 2H_2$) позволяет получать сажу, которая используется как наполнитель в производстве резины (особенно для автомобильных шин) и как черный пигмент.
• Получение хлорпроизводных метана: Хлорирование метана приводит к образованию хлорметана, дихлорметана, хлороформа и тетрахлорметана. Эти вещества широко применяются в качестве растворителей и в дальнейших синтезах.

Ответ: В химической промышленности природный газ используется как ценное сырье для производства водорода, аммиака (и далее азотных удобрений), метанола, ацетилена, сажи и различных хлорорганических соединений.