Вспомните!, страница 213 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Вспомните!

Какую валентность проявляет углерод в соединениях? Где применяется метан? В состав какого вещества он входит?

Какую валентность проявляет углерод в соединениях?

Атом углерода (C) находится в 14-й группе (IVA) Периодической системы и имеет 4 электрона на внешнем энергетическом уровне (электронная конфигурация $2s^22p^2$).

В большинстве своих соединений, особенно в органических, атом углерода переходит в возбужденное состояние ($2s^12p^3$), в котором он имеет четыре неспаренных электрона. Это позволяет ему образовывать четыре ковалентные связи, проявляя таким образом валентность, равную IV. Например, в молекуле метана ($CH_4$) углерод четырехвалентен.

В редких случаях, например в молекуле угарного газа ($CO$), углерод может проявлять валентность II, используя для образования связей только два неспаренных p-электрона.

Ответ: В подавляющем большинстве соединений углерод проявляет валентность IV. Значительно реже встречается валентность II.

Где применяется метан?

Метан ($CH_4$) имеет широкое применение в различных сферах:

1. Топливо. Метан является основной составляющей природного газа, который используется как экологически чистое и эффективное топливо:

- в быту для приготовления пищи и отопления жилых домов;

- в промышленности как топливо для котельных и печей;

- на теплоэлектростанциях для выработки электроэнергии;

- в качестве моторного топлива для автомобилей (в сжатом или сжиженном виде).

2. Сырье в химической промышленности. Метан является важным исходным веществом для получения множества продуктов:

- водорода ($H_2$) и синтез-газа (смеси $CO$ и $H_2$), которые используются для производства аммиака, метанола и синтетического жидкого топлива;

- ацетилена ($C_2H_2$), используемого для сварки и резки металлов, а также в органическом синтезе;

- хлоропроизводных метана (хлорметан, дихлорметан, хлороформ), которые применяются как растворители и хладагенты;

- сажи (технического углерода), необходимой для производства шин, резинотехнических изделий и в качестве пигмента для красок и пластмасс.

Ответ: Метан применяется в основном как топливо (в составе природного газа) для бытовых нужд, промышленности и энергетики, а также как ценное сырье для химической промышленности.

В состав какого вещества он входит?

Метан ($CH_4$) является основным компонентом нескольких видов природных и искусственно полученных газов:

1. Природный газ. Это основное вещество, в состав которого входит метан. Его содержание в природном газе, добываемом из месторождений, колеблется от 70 до 98%.

2. Попутный нефтяной газ. Газ, который добывается вместе с нефтью, также содержит значительное количество метана.

3. Рудничный (шахтный) газ. Метан выделяется из угольных пластов при добыче угля, образуя с воздухом взрывоопасные смеси.

4. Болотный газ. Образуется в результате разложения органических веществ без доступа кислорода на дне болот и других водоемов.

5. Биогаз. Получается в ходе анаэробной переработки органических отходов (например, навоза или пищевых отходов) и состоит в основном из метана и углекислого газа.

Ответ: Метан является основным компонентом природного газа. Также он входит в состав попутного нефтяного, рудничного, болотного газов и биогаза.