Giải bài tập SBT Hóa 11 Bài 37: Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên

Nhận xét nào sau đây về thành phần của dầu mỏ là đúng?

A. Dầu mỏ là một hiđrocacbon ở thể lỏng.

B. Dầu mỏ là một hỗn hợp của nhiều hiđrocacbon thể lỏng.

C. Dầu mỏ là một hỗn hợp của nhiều hiđrocacbon ở thể lỏng, thể khí và thể rắn.

D. Thành phần chính của dầu mỏ là các hiđrocacbon thể lỏng có hoà tan các hiđrocacbon thể rắn và thể khí, ngoài ra dầu mỏ còn chứa một lượng nhỏ các chất hữu cơ có oxi, nitơ, lưu huỳnh,.. và một lượng rất nhỏ các chất vô cơ.

Phương pháp giải

Xem lại lí thuyết về Hiđrocacbon thiên nhiên

Hướng dẫn giải

Thành phần chính của dầu mỏ là các hiđrocacbon thể lỏng có hoà tan các hiđrocacbon thể rắn và thể khí, ngoài ra dầu mỏ còn chứa một lượng nhỏ các chất hữu cơ có oxi, nitơ, lưu huỳnh,.. và một lượng rất nhỏ các chất vô cơ.

Đáp án D

Hãy ghép mỗi công đoạn của việc chế biến dầu mỏ (xử lý sơ bộ, chưng cất, crăckinh, rifominh) với nội dung cho phù hợp

Công việc

1. Xử lí sơ bộ            

2. Chưng cất

3. Crăckinh

4. Rifominh

Nội dung

A. “Bẻ gãy” phân tử hidrocacbon mạch dài, tạo thành các phân tử hidrocacbon mạch ngắn hơn nhờ tác dụng của nhiệt hoặc của xúc tác và nhiệt.

B. Dùng xúc tác và nhiệt làm biến đổi cấu trúc của hidrocacbon từ mạch cacbon không nhánh thành phân nhánh, từ không thơm thành thơm.

C. Loại bỏ nước, muối, phá nhũ tương,...

D. Tách dầu mỏ thành những sản phẩm khác nhau dựa vào nhiệt độ sôi khác nhau của các hidrocacbon có trong dầu mỏ.

Phương pháp giải

Xem lại lí thuyết về Hiđrocacbon thiên nhiên

Hướng dẫn giải

1 - C

2 - D

3 - A

4 - B

Hãy ghép tên khí với nguồn khí cho phù hợp.

Loại khí

1. Khí thiên nhiên

2. Khí mỏ dầu

3. Khí Crăckinh

4. Khí lò cốc

Nguồn

A. Thu được khi nung than mỡ trong điều kiện không có không khí.

B. Thu được khi chế biến dầu mỏ bằng phương pháp crăckinh.

C. Khai thác từ các mỏ khí.

D. Có trong các mỏ dầu.

Phương pháp giải

Xem lại lí thuyết về Hiđrocacbon thiên nhiên

Hướng dẫn giải

1 - C

2 - D

3 - B

4 - A

Khi chưng cất một loại dầu mỏ, 15% (khối lượng) dầu mỏ chuyển thành xăng và 60% khối lượng chuyển thành mazut. Đem crăckinh mazut đó thì 50% (khối lượng) mazut chuyển thành xăng. Hỏi từ 500 tấn dầu mỏ đó qua hai giai đoạn chế biến, có thể thu được bao nhiêu tấn xăng?

Phương pháp giải

- Khối lượng xăng thu được nhờ chưng cất

- Khối lượng mazut

- Khối lượng xăng thu được nhờ crăckinh

→ Khối lượng xăng thu được tổng cộng 

Hướng dẫn giải

Khối lượng xăng thu được nhờ chưng cất:

500. \(\dfrac{{15}}{{100}}\) =75 (tấn).

Khối lượng mazut là : 500. \(\dfrac{{60}}{{100}}\) = 300 (tấn).

Khối lượng xăng thu được nhờ crăckinh là :

300. \(\dfrac{{50}}{{100}}\) = 150 (tấn).

Khối lượng xăng thu được tổng cộng là :

150 + 75 = 225 (tấn).

Một loại khí thiên nhiên có thành phần về thể tích như sau: 85% CH₄; 10% C₂H₆; 3% N₂; 2% CO₂.

1. Người ta chuyển metan trong 1000 m³ (đktc) khí thiên nhiên đó thành axetilen (hiệu suất 50%) rồi thành vinyl clorua (hiệu suất 80%). Viết phương trình hoá học của các phản ứng và tính khối lượng vinyl clorua thu được.

2. Người ta đốt cháy hoàn toàn khí thiên nhiên đó để đun nóng 100 lít nước từ 20^oC lên 100^oC. Tính thể tích khí thiên nhiên (đktc) cần đốt, biết rằng nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy 1 mol CH₄ và 1 mol C₂H₆ lần lượt là 880 kJ và 1560 kJ ; để làm cho lml nước tăng thêm 1^o cần 4,18 J và khi đốt khí thiên nhiên, 20% nhiệt lượng toả ra môi trường không khí.

Phương pháp giải

1. 2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂

C₂H₂ + HCl → CH₂=CH-Cl

Hướng dẫn giải

1. Trong 1000 m³ khí thiên nhiên có 850 m³ CH₄

Khối lượng vinyl clorua thu được (nếu hiệu suất các quá trình là 100%) là : 

\(\dfrac{{850.62,5}}{{22,4.2}} = 1185,8(kg)\)

Với hiệu suất cho ở đầu bài, khối lượng vinyl clorua là : 

\(\dfrac{{1185,8.50.80}}{{100.100}}\) =474,3 (kg).

2. Nhiệt lượng cần dùng để làm nóng 100 lít nước từ 20°C lên 100°C :

100.4,18.(100 - 20) = 33440 (kJ)

Vì 20% nhiệt lượng đã toả ra môi trường nên nhiệt lượng mà khí thiên nhiên cần cung cấp phải là : 

\(\dfrac{{33440.100}}{{100 - 20}}\) = 41800 (kJ)

Đặt số mol C₂H₆ tà x thì số mol CH₄ là \({85.10^{ - 1}}x\).

Ta có 1560x+ 880\({85.10^{ - 1}}x\) = 41800

x = \({462.10^{ - 2}}\) 

Thể tích khí thiên nhiên cần dùng :

\(\dfrac{{{{462.10}^{ - 2}}.100}}{{10}}.22,4 = 1035(l)\)

Khi crăckinh butan, đã xảy ra các phản ứng:

C₄H₁₀ → CH₄ + C₃H₆

C₄H₁₀ → C₂H₆ + C₂H₄

C₄H₁₀ → H₂ + C₄H₈

Một phần butan không tham gia các phản ứng.

Hỗn hợp khí A thu được sau phản ứng có thể tích là 47 lít; Dẫn hỗn hợp khí này đi qua nước brom có dư thì thể tích hỗn hợp khí còn lại là 25 lít. Đốt cháy hoàn toàn 5 lít hỗn hợp khí còn lại này thì thu được 9,4 lít CO₂. Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện.

1. Tính phần trăm thể tích butan đã tham gia các phản ứng.

2. Tính phần trăm theo thể tích của từng khí trong hỗn hợp A nếu biết thêm rằng thể tích C₂H₄ gấp 3 lần thể tích C₃H₆.

Phương pháp giải

1. Đặt thể tích C₄H₁₀ tham gia 3 phản ứng trên lần lượt là x, y, z. Số mol C₄H₁₀ không tham gia phản ứng là t lít.

Biến đổi toán học → thể tích C₄H₁₀ trước phản ứng → phần trăm thể tích butan đã tham gia các phản ứng.

2. Phương trình đốt cháy:

\(C{H_4} + 2{O_2} \to C{O_2} + 2{H_2}O\)

\(2{C_2}{H_6} + 7{O_2} \to 4C{O_2} + 6{H_2}O\) 

\(2{H_2} + {O_2} \to 2{H_2}O\) 

\(2{C_4}{H_{10}} + 13{O_2} \to 8C{O_2} + 10{H_2}O\)

Lập hệ phương trình → x, y, z, t → phần trăm theo thể tích của từng khí trong hỗn hợp A

Hướng dẫn giải

\({C_4}{H_{10}} \to C{H_4} + {C_3}{H_6}\)

x lít               x lít          x lít

\({C_4}{H_{10}} \to {C_2}{H_6} + {C_2}{H_4}\)

y lít                y lít            y lít

\({C_4}{H_{10}} \to {H_2} + {C_4}{H_8}\)

z lít              z lít        z lít

Đặt thể tích C₄H₁₀ không tham gia phản ứng là t lít.

2x + 2y + 2z + t = 47 (1)

Khi đi qua nước brom dư thì C₃H₆, C₂H₄ và C₄H₈ bị hấp thụ ; thể tích các khí còn lại :

x + y + z + t = 25 (2)

Lấy (1) - (2) ta có x + y + z = 22 ; đó chính là thể tích C₄H₁₀ đã phản ứng, còn x + y + z + t = 25 cũng chính là thể tích C₄H₁₀ trước phản ứng.

Phần trăm theo thể tích của C₄H₁₀ phản ứng : \(\dfrac{{22}}{{25}}\). 100% = 88%.

2. Giả sử đốt 25 lít khí còn lại sau khi qua nước brom 

\(C{H_4} + 2{O_2} \to C{O_2} + 2{H_2}O\)

x lít                         x lít

\(2{C_2}{H_6} + 7{O_2} \to 4C{O_2} + 6{H_2}O\) 

y lít                              2y lít

\(2{H_2} + {O_2} \to 2{H_2}O\) 

\(2{C_4}{H_{10}} + 13{O_2} \to 8C{O_2} + 10{H_2}O\)

t lít                                   4t lít

Thể tích CO₂ thu được sẽ là : 

\(x + 2y + 4t = \dfrac{{9,4.25}}{5} = 47(3)\)

Ngoài ra theo đầu bài y = 3x (4)

Giải hệ (1), (2), (3), (4) ta được x = 5; y =15; z = 2; t = 3.

Thành phần phần trăm về thể tích của hỗn hợp A :

\(\% {V_{C{H_4}}} = \% {V_{{C_3}{H_6}}} = \dfrac{5}{{47}}.100\%  = 10,6\% \)

\(\% {V_{{C_2}{H_6}}} = \% {V_{{C_2}{H_4}}} = \dfrac{15}{{47}}.100\%  = 31,9\% \)

\(\% {V_{{H_2}}} = \% {V_{{C_4}{H_8}}} = \dfrac{2}{{47}}.100\%  = 4,3\% \)

\(\% {V_{{C_4}{H_{10}}}} = \dfrac{3}{{47}}.100\%  = 6,4\% \)