Giải bài 1 2 3 4 trang 169 sgk Hóa Học 11

Nội Dung

Hướng dẫn giải Bài 37. Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên sgk Hóa Học 11. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 trang 169 sgk Hóa Học 11 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết và bài tập, đi kèm công thức, phương trình hóa học, chuyên đề… có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn hóa học 11, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.

LÍ THUYẾT

1. Dầu mỏ

– Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp gồm hàng trăm hiđrocacbon thuộc các loại ankan, xicloankan, aren, ngoài ra còn có một lượng nhỏ các chất hữu cơ chứa oxi, nitơ, lưu huỳnh và vết các chất vô cơ.

– Chưng cất dầu mỏ (lọc dầu), gồm: chưng cất dưới áp suất thường, áp suất cao, áp suất thấp để phân đoạn dầu mỏ thành các sản phẩm có số nguyên tử cacbon khác nhau.

– Chế biến dầu mỏ bằng phương pháp hóa học:

+ Refoming là quá trình dùng xúc tác và nhiệt biến đổi cấu trúc của hiđrocacbon từ không phân nhánh thành phân nhánh, từ không thơm thành thơm.

+ Crackinh là quá trình bẻ gãy phân tử hiđrocacbon nhờ tác dụng của nhiệt hoặc của xúc tác và nhiệt.

2. Khí thiên nhiên và khí dầu mỏ

– Khí mỏ dầu có trong các mỏ dầu, khí thiên nhiên có trong các mỏ khó riêng biệt. Thành phần: metan (trong khí thiên nhiên có trong các mỏ khí riêng biệt, Thành phần gồm: metan(trong khí thiên nhiên metan chiếm từ 75 – 95%), etan, propan, butan, pentan và một số khí vô cơ khác (như nitơ, hiđro, hiđrosusunfua,…)

– Khí mỏ dầu và khí thiên nhiên của Việt Nam chứa rất ít hợp chất lưu huỳnh.

3. Than mỏ

– Chưng khô than mỡ thu được than cốc, khí cốc và nhựa than đá.

– Chưng cất nhựa than đá thu được hiđrocacbon thơm, dị vòng thơm và các dẫn xuất của chúng. Cặn còn lại là hắc ín.

BÀI TẬP

Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 trang 169 sgk Hóa Học 11 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải các bài tập các bạn xem sau đây:

1. Giải bài 1 trang 169 hóa 11

Hãy cho biết thành phần dầu mỏ. Tại sao dầu mỏ không có nhiệt độ sôi nhất định? Có thể biểu thị thành phần của dầu mỏ bằng một công thức phân tử nhất định được không? Tại sao?

Bài giải:

– Thành phần dầu mỏ: là hỗn hợp của rất nhiều các hiđrocacbon khác nhau, thành phần cơ bản gồm các loại ankan, xicloankan, aren ngoài ra còn 1 só lượng nhỏ các chất hữu cơ chứa oxi, nito, lưu huỳnh và vết các chất hữu cơ.

– Lý do dầu mỏ không có nhiệt độ sôi nhất định vì

Một cách chính xác thì dầu mỏ là hỗn hợp của các hiđrocacbon, là hợp chất của hiđro và cacbon. Nên nó không có nhiệt độ sôi nhất định.

Trong điều kiện thông thường, bốn ankan nhẹ nhất -CH₄ (metan), C₂H₆ (etan), C₃H₈ (propan) và C₄H₁₀ (butan) — ở dạng khí, sôi ở nhiệt độ -161.6 °C, -88.6 °C, -42 °C, và -0.5 °C tương ứng (-258.9°, -127.5°, -43.6°, và -31.1 °F).

– Dầu mỏ không có công thức nhất định cũng vì lý do trên.

Thành phần chính của dầu mỏ là metan, etan, butan, và propan. Còn có rất nhiều các chất khác nhưng tỷ lệ 4 chất này là nhiều nhất.

Hoặc:

Dầu mỏ là hỗn hợp lỏng, sánh, màu sẫm, có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước và không tan trong nước. Dầu mỏ khai thác được từ các mỏ dầu dưới lòng đất (trong lục địa cũng như ngoài thềm lục đia). Dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp gồm hàng trăm hiđrocacbon thuộc các loại ankan, xicloankan, aren (hiđrocacbon thơm). Ngoài hiđrocacbon ra, trong dầu mỏ còn có một lượng nhỏ các chất hữu cơ chứa oxi, nitơ, lưu huỳnh và vết các chất vô cơ.

Dầu ở các mỏ khác nhau thường có thành phần các lợi hiđrocacbon và các tạp chất rất khác nhau nhưng về thành phần nguyên tố thì thường như sau: 83-87% C, 11-14% H, 0,01-2% N. các kim loại nặng vào khoản phần triệu đến phần vạn.

2. Giải bài 2 trang 169 hóa 11

Khí thiên nhiên, khí dầu mỏ, khí lò cốc là gì? Nêu thành phần chính của mỗi loại khí này và ứng dụng của nó.

Bài giải:

– Khí thiên nhiên có trong các mỏ khí riêng biệt, khí dầu mỏ có trong các mỏ dầu.

– Thành phần gồm: metan (trong khí thiên nhiên metan chiếm từ 75-95%), etan, propan, butan, pentan và một số khí vô cơ khác (như nito, hidro,hidrosunfua,…)

Thành phần của khí mỏ dầu và khí thiên nhiên ở các mỏ khác nhau dao động như các số liệu ở bảng sau.

Các hợp phần	Khoảng % thể tích
Các hợp phần	Khí mỏ dầu	Khí thiên nhiên
Metan	50 ÷ 70	70 ÷ 95
Etan	~ 20	2 ÷ 8
Propan	~ 11	~ 2
Butan	~ 4	~ 1
Pentan (khí)	~ 2	~ 1
N₂, H₂, H₂S, He, CO₂^–	~ 12	4 ÷ 20

– Khí lò cốc: là hỗn hợp các chất dễ cháy. thành phần phụ thuộc vào nguyên liệu ban đầu nhưng hàm lượng trung bình các chất theo thành phần phần trăm thể tích.

Các hợp phần	Khoảng % thể tích
H₂	59
CH₄	25
Hidrocacbon khác	3
CO	6
CO₂, N₂, O₂	7

– Ứng dụng: làm nhiên liệu cho các nhà mấy nhiệt điện.

3. Giải bài 3 trang 169 hóa 11

Trình bày tóm tắt quy trình chưng cất dầu mỏ, các phân đoạn và ứng dụng của chúng. Có mấy loại than chính? Thành phần và cách chế biến chúng.

Bài giải:

Sơ đồ chưng cất dầu mỏ:

Dầu khai thác từ mỏ lên gọi là dầu thô. Dầu thô sau khi sơ chế loại bỏ nước, muối, được chưng cất ở áp suất thường trong các tháp chưng cất phân đoạn liên tục cao vài chục mét. Nhờ vậy người ta tách được những phân đoạn dầu có nhiệt độ sôi khác nhau. Các phân đoạn đó được đưa đi sử dụng hoặc được chế biến tiếp.

Các sản phẩm chưng cất dầu mỏ ở áp suất thường:

Nhiệt độ sôi	Số nguyên tử C trong phân tử	Hướng xử lí tiếp theo
< 180^oC	1 ~ 10 Phân đoạn khí và xăng	Chưng cất áp suất cao, tách phân đoạn C1-C2, C3-C4 khỏi phân đoạn lỏng (C5-C10).
170 – 270^oC	10 ~ 16 Phân đoạn dầu hỏa	Tách tạp chất chứa S, dùng làm nhiên liệu phản lực, nhiên liệu thắp sáng, đun nấu…
250 – 350^oC	16 – 21 Phân đoạn điêzen	Tách tạp chất chứa S, dùng làm nhiên liệu cho động cơ điezen.
350 – 400^oC	21 – 30 Phân đoạn dầu nhờn	Sản xuất dầu nhơn, làm nguyên liệu cho crăckinh.
> 400^oC	> 30 Cặn mazut	Chưng cất áp suất thấp lấy nguyên liệu cho crăckinh, dầu nhờn, parafin, nhựa rải đường.

Trong các loại than mỏ (than gầy, than béo, than bùn,…) hiện nay chỉ có than béo (than mỡ) được dùng để chế biến than cốc và cung cấp một lượng nhỏ hiđrocacbon. Than gầy chủ yếu dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện, xi măng, vv…

4. Giải bài 4 trang 169 hóa 11

Một loại khí thiên nhiên có thành phần phần trăm về thể tích các khí như sau: 85% metan; 10,0% etan; 2,0% nitơ và 3,0% cacbon đioxit.

a) Tính thể tích khí (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) cần để đun nóng 100,0 lít nước từ 20,0^oC lên 100^oC, biết nhiệt lượng tỏa ra khi đốt 1 mol metan, 1 mol etan lần lượt bằng: 880,0 kJ; 1560,0 kJ và để nâng 1 ml nước lên 1⁰ cần 4,18 J.

b) Nếu chuyển được toàn bộ hiđrocacbon trong 1,000.10³ m³ khí trên (đktc) thành axetilen, sau đó thành vinyl clorua với hiệu suất toàn bộ quá trình bằng 65,0% thì sẽ thu được bao nhiêu kilogram vinyl clorua?

Bài giải:

a) Nhiệt lượng cần để để đun nóng 100 lít nước từ 20^oC lên 100^oC

$Q = 4,18 . (100 – 20).10^5$ $ = 334.10^5 (J) = 334.10^2 KJ$.

Gọi số mol khí thiên nhiên là $x mol$.

Vậy: số mol CH₄ là $0,85x mol$; số mol C₂H₆ là $0,1x mol$.

Do đó: $0,85x mol$ CH₄ tỏa ra nhiệt lượng là:

$880 . 0,85x = 748 (kJ)$.

$0,1x mol$ C₂H₆ tỏa ra nhiệt lượng là:

$1560 . 0,10x = 156x (kJ)$.

Ta có:

$748x + 156x = 334 . 10^2 ⇒ x = 36,9 mol$.

Vậy, thể tích khí thiên nhiên cần dùng để đun nóng 100 lít nước từ 20^oC lên 100^oC là:

$22,4.x = 22,4 . 36,9 ≈ 827 lít$.

b) 827 lít khí thiên nhiên có $0,85x mol$ CH₄ và $0,1x mol$ C₂H₆

10⁶ lít khí thiên nhiên có $a mol$ CH₄ và $b mol$ C₂H₆.

$⇒ a = \frac{10^6 . 0,85 . 36,9}{827} = 3,79.10^4 \ (mol) \ CH_{4}$

$⇒ b = \frac{10^6.0,1.36,991}{827} = 4,46.10^3 \ (mol) \ C_{2}H_{6}$

Ta có dãy phản ứng 1:

2C₂H₄ → C₂H₂ → C₂H₃Cl

$2 mol → 1mol$

$3,79.10^4 mol → 1,9.10^4 mol$

Ta có dãy phản ứng 2:

C₂H₆ → C₂H₂ → C₂H₃Cl

$1 mol → 1mol$

$4,46.10^3 mol → 4,46.10^3 mol$

Số mol C₂H₃Cl thực tế thu được:

$(1,9.10^4 + 4,46.10^3).0,65 = 1,52.10^4 (mol)$

Vậy khối lượng C₂H₃Cl thực tế thu được:

$m =1,52.10^4 . 62,5 = 95.104 (g) = 950 kg$.

Bài trước:

Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 162 sgk Hóa Học 11

Bài tiếp theo:

Giải bài 1 2 3 4 5 trang 172 sgk Hóa Học 11

Xem thêm:

Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 trang 169 sgk Hóa Học 11 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn hóa học 11 tốt nhất!

“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“