Trang chủ > Lớp 11 > Giải BT Hóa học 11 nâng cao > Bài 48: Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên - Giải BT Hóa học 11 nâng cao

Bài 48: Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên - Giải BT Hóa học 11 nâng cao

Bài 48: Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên

Bài 1 (trang 203 sgk Hóa 11 nâng cao): Hãy nêu tính chất vật lí, thành phần và tầm quan trọng của dầu mỏ.

Bài giải:

1. Tính chất vật lí:

Dầu mỏ là chất lỏng sánh, màu nâu đen, không tan trong nước và nhẹ hơn nước.

2. Thành phần của dầu mỏ:

Dầu mỏ là một hỗn hợp phức tập gồm hàng trăm hidrocacbon thuộc các loại ankan, xicloankan, aren (hidrocacbon thơm). Ngoài ra, trong dầu mỏ còn có một lượng nhỏ các chất hữu cơ chứa oxi, nitơ, lưu huỳnh và vết các chất vô cơ.

3. Vai trò của dầu mỏ: Dầu mỏ chủ yếu dùng để sản xuất dầu hỏa, diezen và xăng nhiên liệu. Ngoài ra, dầu thô cũng là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất ra các sản phẩm của ngành hóa dầu như dung môi, phân bón hóa học, nhựa đường...

Bài 2 (trang 203 sgk Hóa 11 nâng cao): Chọn câu đúng trong các câu sau:

A. Nhà máy “lọc dầu” là nhà máy chỉ lọc bỏ các tạp chất có trong dầu mỏ.

B. Nhà máy “lọc dầu” là nhà máy chỉ sản xuất xăng dầu.

C. Nhà máy “lọc dầu” là nhà máy chế biến dầu mỏ thành các sản phầm khác nhau.

D. Sản phẩm của nhà máy “lọc dầu” đều là các chất lỏng.

Bài giải:

Đáp án đúng là C. Nhà máy “lọc dầu” là nhà máy chế biến dầu mỏ thành các sản phầm khác nhau.

Bài 3 (trang 203 sgk Hóa 11 nâng cao): Hãy trình bày sơ lược về chưng cất dầu mỏ dưới áp suất thường (tên phân đoạn, số nguyên tử cacbon trong phân đoạn, ứng dụng của phân đoạn)

Bài giải:

Sơ đồ chưng cất dầu mỏ:

- Khi chưng cất dầu mỏ ở áp suất thường có các phân đoạn sau:

Nhiệt độ sôi Số nguyên tử C trong phân tử Ứng dụng
< 180oC

1-10

Phân đoạn khí và xăng

 Nhiên liệu cho ô tô, xe máy
170 – 270oC

10 -16

Phân đoạn dầu hỏa

 Nhiên liệu cho máy bay
250 – 350oC

16 – 21

Phân đoạn dầu điezen

 Nhiên liệu điezen cho xe tải, tàu hỏa
350 – 400oC

21 – 30

Phân đoạn dầu nhờn

 Chế tạo dầu nhờn, làm nguyên liệu cho crakinh
400oC

> 30

Cặn mazut

 Chưng cất dưới áp suất thấp để làm nguyên liệu cho crackinh, dầu nhờn, nhựa đường, parafin.

Bài 4 (trang 203 sgk Hóa 11 nâng cao): Vì sao đối với phân đoạn sôi < 180oC cần phải chưng cất tiếp dưới áp suất cao, còn với phân đoạn sôi > 350oC cần phải chưng cất tiếp dưới áp suất thấp?

Bài giải:

- Đối với phân đoạn sôi < 180oC số nguyên tử C từ 1 - 4 là chủ yếu, tồn tại chủ yếu ở dạng khí dễ bay hơi nên phải chưng cất dưới áp suất cao mới tách được C1 - C2; C3 - C4.

- Đối với phân đoạn sôi > 350oC thành phần chủ yếu là cặn mazut có nhiệt độ sôi cao nên cần phải chưng cất dưới áp suất thấp.

Bài 5 (trang 203 sgk Hóa 11 nâng cao): Rifominh là gì? Mục đích của rifominh? Cho thí dụ minh hoạ.

Bài giải:

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

Mục đích của rifominh là để tăng chỉ số octan

Ví dụ: Xăng được chưng cất từ dầu mỏ chứa chủ yếu là những ankan không phân nhánh vì vậy có chỉ số octan thấp, để tăng chỉ số octan người ta dùng phương pháp rifominh.

Bài 6 (trang 203 sgk Hóa 11 nâng cao): Hãy điền vào bảng so sánh crăckinh nhiệt và crăckinh xúc tác sau:

Bài giải:
Crackinh nhiệt Crackinh xúc tác
Mục đích chủ yếu Tạo anken, làm monome để sản xuất polime Chuyển hợp chất mạch dài có ts cao thành xăng nhiên liệu
Điều kiện tiến hành Nhiệt độ cao Có xúc tác, nhiệt độ thấp hơn
Sản phẩm chủ yếu Anken Xăng có chỉ số octan cao hơn
Sản phẩm khác Ankan, dùng làm nhiên liệu cho crackinh Khí, dầu.

Bài 7 (trang 204 sgk Hóa 11 nâng cao): Dầu mỏ khai thác ở thềm lục địa phía Nam có đặc điểm là nhiều ankan mạch dài và hàm lượng S rất thấp. Các nhận định sau đúng hay sai:

a) Dễ vận chuyển theo đường ống.

b) Chưng cất phân đoạn sẽ thu được xăng chất lượng cao.

c) Crăckinh nhiệt sẽ thu được xăng với chất lượng cao.

d) Làm nguyên liệu cho crăckinh, rifominh tốt vì chứa ít S.

Bài giải:

a) là nhận định sai

b) là nhận định sai

c) là nhận định sai

d) là nhận định đúng

Bài 8 (trang 204 sgk Hóa 11 nâng cao): Hãy chọn nguyên liệu (phân đoạn nào, ts) và phương pháp (chưng cất, crăckinh nhiệt, crăckinh xúc tác) thích hợp cho các mục đích ghi trong bảng sau:

Bài giải:
Mục đích Nguyên liệu Phương pháp
Xăng cho mô tô, taxi Dầu mỏ, phân đoạn xăng, ts = 50 – 200oC Crakinh xúc tác
Nhiên liệu cho máy bay phản lực Dầu mỏ, phân đoạn xăng, ts = 170 – 270oC Crakinh xúc tác
Nhiên liệu cho động cơ diezen Dầu mỏ, phân đoạn dầu diezen, ts = 250 – 350oC Chưng cất
Etilen, propilen Dầu mỏ, phân đoạn khí và xăng, ts < 180oC Chưng cất dưới áp suất cao, tách phân đoạn
Hỗn hợp benzen, toluen, xilen Than đá, phân đoạn sôi, ts = 80 -170oC Chưng cất than đá.

Bài 9 (trang 204 sgk Hóa 11 nâng cao):

a) Hãy nêu thành phần và ứng dụng của khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí crăckinh và khí lò cốc.

b) Nhựa than đá là gì, có công dụng như thế nào?

Bài giải:

a)

- Khí dầu mỏ: 51% CH4; 19% C2H6; 11%; 4,4% C4H10; 2,1% C5H12 và 12,5% các khí khác (N2, H2, H2S, He.... )

- Khí thiên nhiên: 92% CH4; 1,9% C2H6; 0,6%; 0,3% C4H10; 1,1% C5H12 và 4,1% các khí khác (N2, H2, H2S, He.... )

Ứng dụng của khí dầu mỏ và khí thiên nhiên:

+ CH4: dùng cho nhà máy điện, sứ, đạm, sản xuất ancol metylic

+ C2H6: Điều chế etilen sản xuất nhựa PE

+ C3H8, C4H10: Khí hóa lỏng dùng làm nhiên liệu cho công nghiệp, đời sống.

- Khí lò cốc: 65% H2; 35% CH4, CO2, CO, C2H6, N2.... dùng làm nhiên liệu.

- Khí crackinh là hỗn hợp khí chủ yếu của các hidrocacbon như CH4, C2H2, C3H6,.... phụ thuộc vào điều kiện phản ứng. Dùng làm nhiên liệu cho tổng hợp hữu cơ.

b) Nhựa than đá là phần lỏng thu được khi chưng cất than đá. Lớp nhựa không tan trong nước tự tách ra. Ở mỗi phân đoạn thu được hợp chất:

- Dầu nhẹ: (80 - 170oC) chứa benzen, toluen, xilen....

- Dầu trung: (170 – 230oC) chứa naphtalen, phenol, piridin, ....

- Dầu nặng: (230 – 270oC) chứa crezol, xilenol,...

Bài 10 (trang 204 sgk Hóa 11 nâng cao): Một loại xăng có thành phần về khối lượng như sau: hexan 43,0%, heptan 49,5%, pentan 1,80%, còn lại là octan. Hãy tính xem cần phải hỗn hợp 1,0g xăng đó tối thiểu với bao nhiêu lít không khí (đktc) để đảm bảo sự cháy được hoàn toàn và khi đó tạo ra bao nhiêu lít CO2.

Bài giải:

1g xăng có:

mC6H4 = 0,43 g ⇒ nC6H4 = 0,43/86 mol

mC7H16 = 0,495 g ⇒ nC7H16 = 0,495/100 mol

mC5H12 = 0,018 g ⇒ nC5H12 = 0,018/72 mol

mC8H18 = 0,057 g ⇒ nC8H18 = 0,057/114 mol

PTHH tổng quát:

⇒ Thể tích không khí tối thiểu cần dùng là:

5.0,1102.22,4 = 12,325 lit

VCO2= 0,0699.22,4 = 1,566 lit

Bài 11 (trang 204 sgk Hóa 11 nâng cao): Bảng dưới đây cho biết một số đặc tính hoá lí của 3 loại khí hoá lỏng thương phẩm (chứa trong các bình GAS):

Bài giải:

a) Nhận thấy: Thành phần chính của 3 loại gas là propan và butan.

Propan có khối lượng riêng và nhiệt độ sôi đều nhỏ hơn butan nên propagas có khối lượng riêng nhỏ hơn nhưng áp suất hơi lớn hơn butagas. Còn gas hỗn hợp propa – butan gas có khối lượng riêng và áp suất hơi nằm trong khoảng giữa của 2 loại gas đó.

b) 1kg propagas có:

17g C2H6; 968g C3H8; 1,5g C4H10

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt là:

Làm tương tự ta được:

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt 1kg butagas là: 49605,78 kJ

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt 1kg propa- butagas là: 50025,14 kJ

c) Người ta dùng axetilen làm nhiên liệu trong đèn xì mà không dùng etan, etilen hoặc metan vì quá trình sản xuất axetilen từ CaC2 dễ dàng và tiện lợi hơn và axetilen cháy tỏa nhiều nhiệt.