ГДЗ до підручника «Хімія» О.В. Григоровича. 9 клас

§ 29. Природні джерела вуглеводнів

Контрольні запитання (с. 170)

334. Нафта, природний газ і кам’яне вугілля.

335. Метод перегонки (дистиляції або ректифікації) нафти ґрунтується на тому, що різні речовини у складі нафти киплять за різних температур.

336. Фракції нафти і їх застосування:

газова фракція - паливо;
бензин - автомобільне пальне;
лігроїн - паливо, сировина для синтезу;
гас - авіаційний бензин;
газойль - дизельне пальне;
важкий газойль (мазут) - паливо для теплоелектростанцій;
важкий мазут - виробництво асфальту, бітуму, парафіну, мастильних матеріалів; паливо для котелень.

Найціннішою фракцією нафти є бензин.

337. Різняться числом атомів Карбону в молекулах: газова фракція містить вуглеводи з 1-4 атомами Карбону в молекулі, бензин - з 5-10 атомами, лігроїн - з 6-12, гас - з 10-16, газойль - з 13-25, мазут - з 26-30, важкий мазут - містить 30 атомів Карбону в молекулі.

338. Використання природного газу:

добування ненасичених вуглеводнів (етилену і ацетилену);
добування синтез-газу (суміші СО та Н₂);
сировина для виготовлення пластмас, каучука, спирту, органічних кислот та ін.

339. Продукти коксування кам’яного вугілля: кокс і кам’яновугільна смола.

340. Для того, щоб не було горіння.

341. У складі вугілля є негорючі домішки, які під час горіння перетворюються на шлаки. Також у складі вугілля є невеликі кількості сполук Сульфуру й Нітрогену, під час згоряння яких утворюються оксиди, що забруднюють атмосферу. Натомість при згорянні природного газу не утворюються ані зола, ані отруйний чадний газ. Таким чином, природний газ є екологічно чистим паливом.

342. Продукти переробки природного газу: синтез-газ та ненасичені вуглеводні. Продукти переробки кам’яного вугілля: кокс та кам’яновугільна смола.

Завдання для засвоєння матеріалу (с. 171)

344. Ректифікація - це розділення складної суміші на окремі компоненти, з різними температурами кипіння. Це фізичний процес. Натомість крекінг - це хімічний розклад складної високомолекулярної сполуки на більш прості, з меншою молекулярною масою. Це хімічний процес.

345. Оскільки вміст вуглеводнів з 5-10 атомами Карбону в молекулі в нафті складає до 20 %.

346. Схема перегонки нафти (за мал. 29.2):

1) Першим відокремлюється вуглеводневий газ, який виводиться з установок у газоподібному і рідкому вигляді.

2) Другою - бензинова фракція, яка википає в межах 50-150°С.

3) Далі - гасова фракція, яка википає в межах 150-200°С.

4) Наступною - дизельна фракція (газойль), яка википає в межах 200-300°С.

5) Потім - мазут, який википає вище 300-370°С.

6) Далі настає черга вакуумних дистилятів (вакуумних газойлів), які википають у межах 370-400°С.

7) Останнім є гудрон - залишок атмосферно-вакуумної перегонки нафти, який википає при температурі вище 500°С.

348. 8СО + 17Н₂→ С₈Н₁₈ + 8Н₂О

349. 2C₈H₁₈ + 25О₂→ 16СО₂ + 18Н₂О

350. Карбон(II) оксид СО - через неповне згоряння палива (згоряння в умовах нестачі кисню). Нітроген(IV) оксид ΝΟ₂ - через згоряння нітрогеновмісних компонентів палива.

351. За умовою вихідна суміш має об’єм: 3000 мл повітря + 40 мл октану = 3040 мл.

Складаємо рівняння реакції:

2С₈Н₁₈ + 25O₂ → 16СО₂ + 18Н₂О

Визначаємо об’єм кисню в повітрі:

За рівнянням реакції для повного згоряння об’єми випарів октану та кисню

мають співвідноситись як 2 : 25. Тобто для згоряння 40 мл октану потрібно:

Отже, 600 мл - 500 мл = 100 мл кисню залишаться невикористаними в кінцевій суміші.

За рівнянням реакції співвідношення об’ємів октану, що згорів, та продуктів реакції - вуглекислого газу та парів води - становлять 2 : 16 : 18, або 1 : 8 : 9. Обчислюємо об’єми вуглекислого газу і води, що утворяться:

V(CO₂) = V(C₈H₁₈) • 8 = 40 мл • 8 = 320 мл

V(H₂O) = V(C₈H₁₈₎ • 9 = 40 мл • 9 = 360 мл

Кінцева суміш має об’єм: 3040 мл - 500 мл кисню - 40 мл октану + 320 мл вуглекислого газу + 360 мл водяної пари = 3180 мл.

352. Через різну здатність до випаровування речовин з більшою та меншою молекулярною масою за різної температури. В країнах з холодним кліматом бензин містить більше летких фракцій. Це дозволяє здійснити пуск навіть холодного двигуна.

353. Шляхи раціонального використання природних вуглеводнів:

запобігти втратам і забрудненню середовища під час добування, транспортування і переробки;
створення економних двигунів внутрішнього згоряння (оптимально - перехід на електродвигуни);
модернізація комунального господарства;
вторинна переробка виробів з вуглеводневої сировини;
збільшення частки менш енергоємних галузей, розвиток нових технологій;
розвиток атомної енергетики;
перехід на інші екологічно чисті джерела енергії (із застосуванням енергії вітру, води, сонячної енергії тощо).

354. Зараз це неможливо. Оскільки продукти переробки кам’яного вугілля, нафти та природного газу або неможливо отримати з інших джерел, або це економічно недоцільно (принаймні, в наш час).

355. Вугільні басейни:

Донецький кам’яновугільний - у районі Донецької складчастості; S ≈ 50 тис. км²; 120 пластів досягають робочої потужності в 0,6 м, максимально - до 1,2-1,5 м; промислові запаси вугілля оцінюються в 109 млрд. т.;
Львівсько-Волинський кам’яновугільний - у районі Галицько-Волинського прогину; S ≈ 10 тис. км²; глибини залягання пластів від 300 до 900 м, максимальна потужність 2,8 м; промислові запаси вугілля оцінюються в 1 млрд. т.
Дніпровський буровугільний - приурочений до осадового чохла Українського щита; S ≈ 150 тис. км²; загальні запаси конденційного вугілля оцінюються приблизно в 4 млрд. т; глибини залягання пластів від 10-60 м до 120-150 м; потужність пластів від 1,5 до 12 м.

Нафтогазоносні райони:

Дніпровсько-Донецький - у межах Дніпровсько-Донецької западини; понад 140 родовищ нафти, нафто-газоконденсату, газу і конденсату (Шебелинське, Гнідинцівське, Леляківське), які поступово змінюються з північного заходу на південний схід; сировина якісна, газ переважно метановий (98,5 %), нафти малопарафінисті з умістом сірки до 1 %; продуктивні горизонти - на глибинах 360-6000 м.
Карпатський - у межах Передкарпатського, Закарпатського прогинів, Карпатської складчастої споруди; найстаріший в Європі район нафтовидобування; багато родовищ вичерпані.
Причорноморсько-Кримський - у межах Причорноморського прогину; маловивчений; поклади на глибинах від 200 до 5000 м, на суші та в шельфовій зоні (Голіцинське).

Інші паливні ресурси:

горючі сланці - у межах Українського щита (Бовтиське), Дніпровсько-Донецької западини, смугою вздовж східного схилу Карпат; використовуються для отримання смол; наявні запаси майже не використовуються.
торф - у заболочених районах на півночі і заході країни; запаси становлять близько 2,5 млрд. т; використовується як паливо для місцевих потреб, сировина для органічних добрив; видобуток незначний.

Підприємства з переробки цих корисних копалин розташовані з урахуванням розміщення родовищ - для зменшення витрат на транспортування сировини. Приклади найбільших переробних підприємств галузі та їхнє розташування: