§23 Горючие вещества: газ, нефть, уголь
Вопросы перед параграфом
Задание №1
Что образуется при сжигании горючих органических веществ?
Ответ
При сжигании горючих органических веществ образуется вода ($H_{2}O$) и углекислый газ ($CO_{2}$).
Задание №2
Какие вещества получают из природного газа, нефти, угля?
Ответ
Природный газ − не только топливо, но и важнейшее химическое сырьё, из которого получают водород, а также некоторые важные органические вещества.
Сырую нефть подвергают переработке. При первичной переработке с помощью перегонки нефть разделяют на фракции − смеси веществ, обладающих близкими температурами кипения. Так, в числе других получают бензиновую фракцию, содержащую углеводороды, которые кипят в интервале от 100 до 140°С. Более высококипящие фракции подвергают вторичной обработке − крекингу. Крекинг приводит к разрушению длинных молекул углеводородов и к образованию из них молекул, входящих в состав бензина. Твёрдый остаток от перегонки нефти − мазут − используют для производства асфальта.
Каменный уголь не только используют как топливо, но и перерабатывают с целью получения многих ценных веществ. Для этого его нагревают в печах без доступа воздуха. Такой процесс называют коксованием, так как в результате образуется большое количество твёрдого остатка − кокса.
Задание №3
Как образовались нефть и каменный уголь?
Ответ
Нефть образовалась в толще осадочных пород в результате разложения останков живых организмов без доступа воздуха.
Бурый и каменный уголь залегает в земной коре большими пластами между слоями глины, песка, известняка. Уголь образовался из древовидных папоротников, которые росли на Земле миллионы лет назад. Они произрастали на болотистой, покрытой водой почве и поэтому, погибнув, падали прямо в воду. Так на дне болот скапливалось большое количество деревьев. Сверху их заносило глиной и песком. Погребённые на дне болот и озёр деревья без доступа воздуха не могли гнить, но разлагались, превращаясь в уголь. Сверху на них давили слои земли. Уголь слёживался, становился плотнее. Чем дольше лежал уголь в земле, тем выше его качество.
§23. проблемный вопрос
Задание №1
Почему при сжигании органических веществ всегда выделяется теплота? Что полезнее − сжигать горючие вещества или перерабатывать их?
Ответ
Горючее, имеющее в своем составе водород, при сгорании образует воду в газообразном состоянии, которая, охлаждаясь, будет конденсироваться. Так как в процессе конденсации паров тепло выделяется, то общее количество теплоты, полученное при сгорании вещества, будет больше на эту величину. При этом количество теплоты, выделяющееся при конденсации паров, равно количеству теплоты, затраченному на парообразование.
Полезнее будет перерабатывать горючие вещества, так как в этом случае не будет выделяться так много парниковых газов, которые вредят экологии Земли.
§23. вопросы и задания
Задание №1
Перечислите важнейшие горючие полезные ископаемые. Какое из них преимущественно используют без дополнительной переработки?
Ответ
Важнейшие горючие полезные ископаемые: природный газ, сланцевый газ, нефть, бурый уголь, каменный уголь, торф.
Без дополнительной переработки используют: природный газ.
Задание №2
Какие полезные вещества получают при переработке нефти? Где их применяют?
Ответ
Полезные вещества, которые получают при переработке нефти Где и как их используют
Бензин Топливо, растворитель
Дизельное топливо Топливо
Авиационное топливо Топливо, растворитель
Горючий нефтяной газ Топливо в химической промышленности
Мазут Топливо
Задание №3
Какое расстояние может проехать автомобиль, заправленный бензином, полученным из 1 барреля нефти, если средний расход топлива составляет 7 л бензина на 100 км пути?
Ответ
Дано:
V (бензина) = 7л
S = 100 км
1 баррель нефти = 85 л
Найти:
S (пройденное автомобилем) = ?
Решение:
При переработке из 1 барреля нефти получают 85 л бензина.
7 л − 100 км
85 л − x км
x = $\frac{85\; * \;100}{7}$ = 1214 км
Ответ: автомобиль может проехать 1214 км.
Задание №4
На поверхности воды разлилась нефть объёмом 1 л. Какую площадь займёт нефтяное пятно, если толщина нефтяной плёнки составляет 25 нм (1 нм = $10^{-9}$ м)?
Ответ
Дано:
V = 1 л
h = 25 нм
Найти: S = ?
Решение:
V = 1 л = 0,001 $м^3$
h = 25 нм = 25 * 10$^{-9}$ м = 25 * $0,1^9$
S = $\frac{V}{h}$ = $\frac{0,001м^3}{25\; * \;0,1^9}$ = 40000 $м^2$
Ответ: S = 40000 $м^2$
Задание №5
Что называют антрацитом; бурым углём? Для чего их применяют?
Ответ
Антрацит ― горная порода, которая содержит от 95% углерода, залегает на больших глубинах (около 6 км), имеет характерный блеск и повышенную твердость. Антрацит применяют в качестве топлива в энергетике и в быту, в чёрной и цветной металлургии, а также для производства адсорбентов.
Бурый уголь ― горная порода, которая содержит менее 75% углерода, залегает на наименьших глубинах, имеет характерную чёрно−бурую окраску, низкую плотность и рыхлую структуру, содержит летучие вещества, влагу, а также неорганические примеси. Бурый уголь используется как энергетическое и коммунально−бытовое топливо.
