YOMEDIA

Giải Hóa 11 SGK nâng cao Chương 7 Bài 48 Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên

Dưới đây là Hướng dẫn giải Hóa 11 SGK nâng cao Chương 7 Bài 48 Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên được hoc247 biên soạn và tổng hợp, nội dung bám sát theo chương trình SGK Hóa học 11 nâng cao giúp các em học sinh nắm vững phương pháp giải bài tập và ôn tập kiến thức hiệu quả hơn

Bài 1 trang 203 SGK Hóa 11 nâng cao

Hãy nêu tính chất vật lí, thành phần và tầm quan trọng của dầu mỏ.

Hướng dẫn giải:

1. Tính chất vật lí: Dầu mỏ là chất lòng 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.

Hướng dẫn giải:

Chọn đáp án 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

Hướng dẫn 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?

Hướng dẫn 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.

Hướng dẫn 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:

  Crackinh nhiệt Crackinh xúc tác
Mục đích chủ yếu    
Điều kiện tiến hành    
Sản phẩm chủ yếu    
Sản phẩm khác    

Hướng dẫn 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.

Hướng dẫn giải:

- Nhận định đúng: d

- Nhận định sai: a, b, c


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:

Mục đích Nguyên liệu Phương pháp
Xăng cho mô tô, taxi    
Nhiên liệu cho máy bay phản lực    
Nhiên liệu cho động cơ diezen    
Etilen, propilen    
Hỗn hợp benzen, toluen, xilen    

Hướng dẫn 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?

Hướng dẫn giải:

Câu 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.

Câu 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.

Hướng dẫn 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:

\(\begin{array}{l}
{C_n}{H_{2n - 2}} + \frac{{3n + 1}}{2}{O_2} \to nC{O_2} + (n + 1){H_2}O\\
 \to n{O_2} = \frac{{19}}{2}.\frac{{0,43}}{{86}} + 11.\frac{{0,495}}{{100}} + 8.\frac{{0,018}}{{72}} + \frac{{25}}{2}.\frac{{0,057}}{{114}} = 0,1102mol
\end{array}\)

⇒ Thể tích không khí tối thiểu cần dùng là:

5. 0,1102 .22,4 = 12,325 lit

\(nCO_2 = 6.\frac{{0,43}}{{86}} + 7.\frac{{0,495}}{{100}} + 5.\frac{{0,018}}{{72}} + 8.\frac{{0,057}}{{114}} = 0,0699\)

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 hoa lí của 3 loại khí hóa lỏng thương phẩm (chứa tròn các bình GAS):

Đặc tính Propagas Butagas Propa-butaga
Khối lượng (%) Etan 1,7 0,0 0,0
Propan 96,8 0,4 51,5
Butan 1,5 99,4 47,5
Pentan 0,0 0,2 1,0
D, g/cm3 (15oC) 0,507 0,580 0,541
Áp suất hơi, kg/cm2 (40oC) 13,5 3,2 9,2


a) Hãy giải thích sự biến đổi khối lượng riêng, áp suất hơi từ loại *gas* này sang loại *gas* khác.
b) Hãy tính nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 kg mỗi loại *gas* kể trên và cho nhận xét. Biết rằng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol etan, propan, butan, pentan lần lượt bằng 1560, 2219, 2877, 3536 kJ.
c) Nhận xét khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol metan, etilen, axetilen lần lượt bằng 890, 1410, 1300kJ. Vì sao người ta dùng axetilen làm nhiên liệu trong đèn xì mà không dùng etan, etilen hoặc metan ? 

Hướng dẫn giải:

Câu 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.

Câu b:

1kg propagas có:

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

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt là:

\(\frac{{17}}{{30}}.1560 + \frac{{968}}{{44}}.2219 + \frac{{15}}{{58}}.2877 = 50446,05KJ\)

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

Câu 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.

 

Trên đây là nội dung chi tiết Giải bài tập nâng cao Hóa 11 Chương 7 Nguồn hidrocacbon thiên nhiên , với hướng dẫn giải chi tiết, rõ ràng, trình bày khoa học. Hoc247 hy vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các bạn học sinh lớp 11 học tập thật tốt

 

YOMEDIA