Номер 1, страница 198 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Тестовые задания. Параграф 43. Химия в промышленности. Принципы химического производства. Глава VIII. Химия и жизнь - номер 1, страница 198.

Условие.

1. Катализатор используют

1) при поглощении оксида серы(VI)

2) при обжиге пирита

3) при перегонке нефти

4) при синтезе аммиака

Решение.

Решение 2.

Решение

Проанализируем каждый из предложенных вариантов, чтобы определить, в каком из процессов используется катализатор.

1) при поглощении оксида серы(VI)

Поглощение оксида серы(VI) ($SO_3$) является одной из заключительных стадий в контактном способе производства серной кислоты. Этот процесс заключается во взаимодействии оксида серы(VI) с концентрированной серной кислотой с образованием олеума ($H_2SO_4 \cdot nSO_3$). Данная химическая реакция протекает достаточно быстро и не требует применения катализатора. Катализатор (например, оксид ванадия(V) $V_2O_5$) используется на предыдущей стадии – каталитическом окислении оксида серы(IV) в оксид серы(VI). Таким образом, для поглощения оксида серы(VI) катализатор не используют.

Ответ: Неверно.

2) при обжиге пирита

Обжиг пирита ($FeS_2$) – это первая стадия в производстве серной кислоты из сульфидных руд. Процесс представляет собой окисление пирита кислородом воздуха при высокой температуре (в "кипящем слое"): $4FeS_2 + 11O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3 + 8SO_2$. Эта реакция является экзотермической и протекает без катализатора за счет высокой температуры. Таким образом, для обжига пирита катализатор не используют.

Ответ: Неверно.

3) при перегонке нефти

Перегонка (или фракционная дистилляция) нефти — это физический процесс разделения её на фракции (бензин, лигроин, керосин, газойль, мазут) на основе различий в их температурах кипения. Этот процесс не является химической реакцией и, следовательно, не требует катализатора. Катализаторы широко применяются в последующих процессах химической переработки нефти, таких как каталитический крекинг и каталитический риформинг, но не в самой перегонке.

Ответ: Неверно.

4) при синтезе аммиака

Промышленный синтез аммиака из простых веществ — азота и водорода — осуществляется по процессу Габера-Боша. Это классический пример гетерогенного катализа. Реакция является обратимой и экзотермической: $N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г) + Q$. Для того чтобы реакция протекала с экономически выгодной скоростью, необходимо использование катализатора, так как молекула азота ($N_2$) очень инертна. В качестве катализатора применяют пористое железо с добавками оксидов алюминия, калия и кальция в качестве промоторов. Процесс ведут при высоких давлениях (150–350 атм) и температуре около 400–500 °C. Таким образом, использование катализатора является ключевым условием для синтеза аммиака.

Ответ: Верно.

Исходя из анализа всех вариантов, единственным процессом, для которого необходимо использование катализатора, является синтез аммиака.

Ответ: 4