Колонна синтеза — вертикальный химический реактор в котором происходит синтез химических веществ. Применяется для синтеза аммиака и метанола из газов. Аммиак синтезируется из азота и водорода, а метанол из моноксида углерода и водорода. Очень общее описание колонны выглядит следующим образом. В колонну подается газовая смесь, газовая смесь перед подачей в колонну проходит предварительную подготовку, сжатие, нагрев, очистку от примесей. Колонна содержит встроенные теплообменники для регулирования температуры газовой смеси. Регулировании температуры имеет большое значение, входящее сырье необходимо разогреть до температуры при которой начнётся реакция синтеза. А сама реакция синтеза может протекать с выделением тепла, и может возникнуть необходимость охлаждать зону реакции. Слишком высокая температура может приводить к смещению химического равновесия в сторону исходных веществ. В колоне на катализаторе происходит синтез. На выходе из колонны происходит разделение продукта синтеза от остатков непрореагировавших исходных веществ, исходные вещества возвращаются снова возвращаются в цикл. Синтез в колонне идет непрерывно, в колонну непрерывно поступают исходные вещества, они вытесняют из колонны смесь содержащая продукты синтеза.
Ректификационная колонна (ректификационный колонный аппарат) — Ректификационные колонны применяются в процессах дистилляции, экстрактивной ректификации, экстракции жидкостей, теплообмена между паром и жидкостью и в других процессах. Один и тот же принцип действия ректификационной колонны используется как в относительно простых лабораторных приборах, так и в сложных промышленных установках нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой, пивоваренной и других отраслей.
Ректификация – это способ разделения компонентов смеси, основанный на свойстве компонентов данной смеси выкипать при различных температурах. Ректификация представляет собой процесс разделения бинарных, многокомпонентных или непрерывных смесей на практически чистые компоненты или их смеси (фракции), отличающиеся температурами кипения (для бинарных и многокомпонентных смесей) или интервалами выкипания (для непрерывных смесей)
Ректификационная колонна является одним из центральных аппаратов технологической установки по первичной переработке нефти или нефтепродуктов. Применение данного аппарата вызвано необходимостью реализации простого способа разделения нефти или ее продуктов на фракции в зависимости от их температур кипения. Такой способ получил название ректификации, а аппарат для проведения данного процесса – ректификационной колонной.
Как устроена ректификационная колонна? Снизу колонны подается нагретая смесь веществ, эта зона называется эвапорационной (evaporation — парообразование) здесь происходит однократное отделение пара от жидкости.
Пары поднимаются в верхнюю часть колонны, охлаждаются, конденсируются в холодильнике-конденсаторе и подаются обратно на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения (флегма).
Таким образом, в верхней части колонны (укрепляющей) противотоком движутся пары (снизу вверх) и стекает жидкость (сверху вниз). Стекая вниз по тарелкам, жидкость обогащается высококипящими компонентами, а пары чем выше поднимаются в верх колонны, тем более обогащаются легкокипящими компонентами. Таким образом, отводимый с верха колонны продукт обогащен легкокипящим компонентом. Продукт, отводимый с верха колонны, называют дистиллятом. Часть дистиллята, сконденсированного в холодильнике и возвращённого обратно в колонну, называют орошением или флегмой. Отношение количества возвращаемой в колонну флегмы и количества отводимого дистиллята называется флегмовым числом.
Для создания восходящего потока паров в кубовой (нижней, отгонной) части ректификационной колонны часть кубовой жидкости направляют в теплообменник, образовавшиеся пары подают обратно под нижнюю тарелку колонны.
Достоинство колонны в том что процесс можно организовать непрерывной, и в том, что смесь продуктов можно одновременно разделять на несколько компонентов, а также сразу получать продукт высокой степени очистки.
Циклон — воздухоочиститель, используемый в промышленности, а также в некоторых моделях пылесосов для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки — инерционный (с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности.
Циклон используется при промышленном производстве серной кислоты. Первая стадия при производстве серной кислоты — обжиг перита. Обжиг производят в печи в «кипящем слое»
4 FeSX2+11 OX2→t=800°C2 FeX2OX3+8 SOX2+Qce{4FeS2 + 11O2 ->[t = 800°C] 2Fe2O3 + 8SO2 + Q}
Из печи выходит печной газ, состав которого: сернистый газ SO2 , кислород O2, азот, пары воды и мельчайшие частицы огарка (оксида железа), соединения мышьяка. Такой газ называют обжиговым газом, его необходимо очистить от твердых частиц,соединений мышьяка, и паров воды, поскольку они отравляют катализатор. Катализатор нужен для каталитического окисления SO2 в SO3. От твердых частиц газ очищают в циклоне. От соединений мышьяка газ очищают пропуская через электрофильтры и промывочную башню. Влага поглощается концентрированной серной кислотой в сушильной башне.
Задание №1:
Установите соответствие между аппаратом, который используется в химическом производстве, и процессом, происходящем в этом аппарате.
АППАРАТ:
А) печь кипящего слоя
Б) колонна синтеза
В) поглотительная башня
ПРОЦЕСС:
1) взаимодействие водорода и азота
2) окисление оксида азота(IV)
3) получение олеума
4) получение оксида серы(IV)
Решение:
Итак, рассмотрим первый пункт — печь для обжига в «кипящем слое».
Кипящий слой — это часть процесса производства серной кислоты, в которой совмещены твердая и жидкая фазы; при помощи этой технологии получают сернистый газ(SO2), ответ 4.
Колонна синтеза — это сложный аппарат, направленный на получение аммиака из водорода и азота, ответ 1.
Поглотительная башня используется при получении олеума(раствор SO3 в серной кислоте), ответ 3.
Задание №2:
Установите соответствие между осуществляемым в промышленности процессом и оборудованием, которое используется при получении серной кислоты.
ПРОЦЕСС:
А) получение сернистого газа
Б) получение олеума
В) получение оксида серы(VI)
ОБОРУДОВАНИЕ:
1) окислительная башня
2) печь «кипящего слоя»
3) контактный аппарат
4) поглотительная башня
Решение:
Получение сернистого газа сопровождается обжигом пирита(FeS) в печи «кипящего слоя», ответ 2.
Получение олеума происходит путем растворения оксида серы(SO3) в серной кислоте, сам процесс осуществляется в поглотительной башне, ответ 4.
Оксид серы(VI) получают в контактном аппарате с помощью каталитического окисления SO2, ответ 3.
Задание №3:
Установите соответствие между веществом и основной областью его применения.
ВЕЩЕСТВО:
А) стирол
Б) этиленгликоль
В) синтез-газ
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) получение полиэфиров
2) производство маргарина
3) производство метанола
4) получение пластмасс
Решение:
Стирол(винилбензол) — это гомолог бензола, имеет формулу C6H5ꟷCH=CH2, за счет наличия кратной связи способен к реакциям полимеризации, в частности, в производстве пластмасс, ответ 4.
Этиленгликоль(1,2-этандиол) — это двухатомный спирт, который используется при получении полиэфиров, так как имеет две OH группы, которые потенциально могут вступать в реакцию поликонденсации с образованием полиэтилентерефталата (наши «любимые» пластиковые бутылки), ответ 1.
Синтез-газ(CO + H2) — довольно известная смесь угарного газа и водорода, используется при промышленном способе получения метилового спирта(метанола), ответ 3.
Задание №4:
Установите соответствие между веществом и способом его попадания в окружающую среду.
ВЕЩЕСТВО:
А) углекислый газ
Б) оксиды азота
В) гексахлоран
СПОСОБ ПОПАДАНИЯ В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ:
1) сгорание углеводородного топлива
2) борьба с насекомыми
3) протравливание семян
4) сточные воды
Решение:
Углекислый газ и оксиды азота попадают в окружающую среду путем сгорания углеводородного топлива, А и Б ответ 1.
Гексахлоран используется в качестве инсектицида, ответ 2.
Задание №5:
Установите соответствие между названием процесса переработки нефти и его результатом.
НАЗВАНИЕ ПРОЦЕССА:
А) риформинг
Б) перегонка нефти
В) крекинг
РЕЗУЛЬТАТ:
1) разделение нефти на фракции
2) получение смазочных масел
3) увеличение количества легкокипящих фракций
4) получение ароматических углеводородов
Решение:
Риформинг — это процесс переработки алифатических углеводородов в ароматические(например, бензол), здесь подходит вариант 4.
Перегонка нефти приводит к разделению ее на фракции(лигроин, мазут, бензин), ответ 1.
Крекинг — это процесс высокотемпературного расщепления нефти с получением низкомолекулярных органических соединений, ответ 3.
Задание №6:
Установите соответствие между металлом и веществом, которое используется для получения этого металла в промышленности, или способом промышленного получения.
МЕТАЛЛ:
А) железо
Б) алюминий
В) натрий
ВЕЩЕСТВО /СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ:
1) красный железняк
2) электролиз раствора оксида в криолите
3) электролиз раствора поваренной соли
4) электролиз расплава поваренной соли
Решение:
Железо — в промышленности его получают из красного железняка, или гематита, который имеет формулу Fe2O3, ответ 1.
Алюминий можно получить электролизом Al2O3 в расплаве криолита, ответ 2.
Криолит, или гексафторалюминат натрия(Na3AlF6) — это необычный, редкий минерал, впервые обнаружен в Гренландии(отсюда название(криос — холод, литос — камень)), плавится при температуре 1012 С,
может растворять оксиды алюминия, что позволяет легко извлекать алюминий электролизом.
Натрий — для него здесь указано два возможных пункта, 3 и 4, однако, чистый Na можно получить только в РАСПЛАВЕ поваренной соли(NaCl), ответ 4.
Задание №7:
Установите соответствие между смесью веществ и способом разделения данной смеси.
СМЕСЬ ВЕЩЕСТВ:
А) вода и этиловый спирт
Б) вода и глина
В) вода и поташ
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ:
1) фильтрование
2) выпаривание
3) использование делительной воронки
4) перегонка
Решение:
Первая смесь — вода и этиловый спирт, она может быть разделена перегонкой, ответ 4.
Следующая смесь — вода и глина, здесь нужно использовать фильтрование, ответ 1.
Последний ряд веществ — вода и поташ; поташ имеет формулу K2CO3, как и все соли калия, она растворима, и отделить ее от воды можно путем выпаривания, ответ 2.
Задание №8:
Установите соответствие между веществом и областью его применения.
ВЕЩЕСТВО:
А) изопропилбензол
Б) этанол
В) триолеин
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) получение полиэфиров
2) получение ацетона
3) производство маргарина
4) получение дивинила
Решение:
Первое вещество — изопропилбензол, или кумол, оно используется для получения ацетона, ответ 2.
Второе соединение — этанол, который имеет важное значение для получения дивинила, или бутадиена-1,3(это реакция Лебедева, проведенная в 1926 году, давшая начало производству синтетического каучука), ответ 4.
Последнее вещество в списке — триолеин, составной частью этого химического соединения является «олеин», что означает принадлежность к жирам, а соответственно, к получению маргарина, ответ 3.
Задание №9:
Установите соответствие между веществом и основной областью его применения.
ВЕЩЕСТВО:
А) криолит
Б) пирит
В) метилметакрилат
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) производство антифриза
2) получение алюминия
3) производство серной кислоты
4) получение органического стекла
Решение:
Криолит(Na3AlF6) используется при получении чистого алюминия путем электролиза, ответ 2.
Пирит(FeS2) является начальной составной частью производства серной кислоты, ответ 3.
Метилметакрилат(метил-2-метилпроп-2-еноат) — это сложное органическое соединение, из которого получают органическое стекло, ответ 4.
Задание №10:
Установите соответствие между веществом и областью его применения.
ВЕЩЕСТВО:
А) глицерин
Б) формальдегид
В) глюкоза
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) получение полиэфиров
2) получение взрывчатых веществ
3) хранение биологических препаратов
4) источник энергии в организме
Решение:
Глицерин, или 1,2,3 — пропантриол, это трехатомный спирт, который используется для получения нитроглицерина, являющегося составной частью взрывчатых веществ, ответ 2.
Формальдегид, или муравьиный альдегид, хорошо знаком биологам для сохранения биологических объектов в течение длительного времени, ответ 3.
Глюкоза(C6H12O6) — это моносахарид, который является источником АТФ(энергия) в организме живых существ, ответ 4.
Задание №11:
Установите соответствие между происхождением полимера и его названием.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОЛИМЕРА:
А) природный органический
Б) синтетический органический
В) искусственный органический
Название полимера:
1) сахароза
2) пенька
3) полиэфир
4) вискоза
Решение:
Природный органический полимер — из данного списка нам подходит пенька(грубое лубяное конопляное волокно), ответ 2.
Синтетический органический полимер из указанных веществ — полиэфир, ответ 3.
Искусственным органическим полимером является вискоза, ответ 4.
На сегодня все!
Получение одноатомных cпиртов
Гидратация алкенов
В присутствии сильных минеральных кислот, алкены вступают в реакцию гидратации с образованием спиртов:
В случае несимметричных алкенов присоединение происходит в соответствии с правилом Марковникова – атом водорода молекулы воды присоединяется к более гидрированному атому углерода, а гидрокси-группа к менее гидрированному при двойной связи:
Гидрирование (восстановление) альдегидов и кетонов
Гидрирование альдегидов на металлических катализаторах (Pt, Pd или Ni) при нагревании приводит к образованию первичных спиртов:
В аналогичных условиях из кетонов получаются вторичные спирты:
Гидролиз сложных эфиров
При действии на сложные эфиры сильных минеральных кислот они подвергаются гидролизу с образованием спирта и карбоновой кислоты:
Гидролиз сложных эфиров в присутствии щелочей называют омылением. Данный процесс является необратимым и приводит к образованию спирта и соли карбоновой кислоты:
Данный процесс протекает по действием на моногалогенпроизводные углеводородов водного раствора щелочи:
Другие способы получения отдельных представителей одноатомных спиртов
Спиртовое брожение глюкозы
В присутствии некоторых дрожжей, точнее под действием вырабатываемых ими ферментов, возможно образование этилового спирта из глюкозы. При этом в качестве побочного продукта образуется также углекислый газ:
Получение метанола из синтез-газа
Синтез-газом называют смесь угарного газа и водорода. Действием на данную смесь катализаторов, нагрева и повышенных давлений в промышленности получают метанол:
Получение многоатомных спиртов
Реакция Вагнера (мягкое окисление алкенов)
При действии на алкены нейтрального раствора перманганата калия на холоду (0oC) образуются вицинальные двухатомные спирты (диолы):
Схема, представленная выше, не является полноценным уравнением реакции. В таком виде ее проще запомнить, для того чтобы суметь ответить на отдельные вопросы тестовые вопросы ЕГЭ. Однако, если данная реакция попадется в заданиях высокой сложности, то ее уравнение обязательно нужно записывать в полном виде:
Хлорирование алкенов с последующим гидролизом
Данный метод является двустадийным и заключается в том, что на первой стадии алкен вступает в реакцию присоединения с галогеном (хлором или бромом). Например:
А на второй, полученный дигалогеналкан подвергается обработке водным раствором щелочи:
Получение глицерина
Основным промышленным способом получения глицерина является щелочной гидролиз жиров (омыление жиров):
Получение фенола
Трехстадийный метод через хлорбензол
Данный метод является трехстадийным. На первой стадии осуществляют бромирование или хлорирование бензола в присутствии катализаторов. В зависимости от используемого галогена (Br2 или Cl2) в качестве катализатора используется соответствующий галогенид алюминия или железа (III)
На второй стадии полученное выше галогенпроизводное обрабатывается водным раствором щелочи:
На третьем этапе фенолят натрия обрабатывается сильной минеральной кислотой. Фенол вытесняется поскольку является слабой кислотой, т.е. малодиссоциирующим веществом:
Окисление кумола
Получение альдегидов и кетонов
Дегидрирование спиртов
При дегидрировании первичных и вторичных спиртов на медном катализаторе при нагревании получаются альдегиды и кетоны соответственно
Окисление спиртов
При неполном окислении первичных спиртов получаются альдегиды, а вторичных – кетоны. В общем виде схемы такого окисления можно записать как:
и 
Как можно заметить неполное окисление первичных и вторичных спиртов приводит к тем же продуктам, что и дегидрирование этих же спиртов.
В качестве окислителей можно использовать оксид меди при нагревании:
Или другие более сильные окислители, например раствор перманганата калия в кислой, нейтральной, или щелочной среде.
Гидратация алкинов
В присутствии солей ртути (часто вместе с сильными кислотами) алкины вступают в реакцию гидратации. В случае этина (ацетилена) образуется альдегид, в случае любого другого алкина — кетон:
Пиролиз солей карбоновых кислот двухвалентных металлов
При нагревании солей карбоновых кислот двухвалентных металлов, например, щелочно-земельных, образуется кетон и карбонат соответствующего металла:
Гидролиз геминальных дигалогенпроизводных
Щелочной гидролиз геминальных дигалогенпроизводных различных углеводородов приводит к альдегидам если атомы хлора были прикреплены к крайнему атому углерода и к кетонам,если не к крайнему:
Каталитическое окисление алкенов
Каталитическим окислением этилена получают ацетальдегид:
Получение карбоновых кислот
Каталитическое окисление алканов
Окисление алкенов и алкинов
Для этого чаще всего используют подкисленный раствор перманганата или дихромата калия. При этом происходит разрыв кратной углерод-углеродной связи:
Окисление альдегидов и первичных спиртов
В этом способе получения карбоновых кислот также наиболее распространенные используемые окислители это подкисленный раствор перманганата или дихромата калия:
С помощью гидролиза тригалогензамещенных углеводородов
На первой стадии тригалогеналкан подвергается обработке водным раствором щелочи. При этом образуется соль карбоновой кислоты:
На второй стадии следует обработка соли карбоновой кислоты сильной минеральной кислотой. Т.к. карбоновые кислоты являются слабыми они легко вытесняются сильными кислотами:
Гидролиз сложных эфиров
Из солей карбоновых кислот
Данная реакция уже была рассмотрена при получении карбоновых кислот посредством гидролиза тригалогенпроизодных (см. выше). Заключается в том, что карбоновые кислоты, являясь слабыми, легко вытесняются сильными неорганическими кислотами:
Специфические методы получения кислот
Получение муравьиной кислоты из угарного газа
Данный метод является промышленным и заключается в том, что на первой стадии угарный газ под давлением при высоких температурах реагирует с безводной щелочью:
а на второй полученный формиат обрабатывают сильной неорганической кислотой:
2HCOONa + H2SO4 > 2HCOOH + Na2SO4
Получение высших карбоновых кислот гидролизом жиров
Данный метод является основным для получения высших карбоновых кислот:
Получение бензойной кислоты окислением гомологов бензола
Автор: С.И. Широкопояс https://scienceforyou.ru/
За это задание ты можешь получить 1 балл. На решение дается около 7 минут. Уровень сложности: базовый.
Средний процент выполнения: 66.8%
Ответом к заданию 25 по химии может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.
Разбор сложных заданий в тг-канале
Задачи для практики
Задача 1
Установите соответствие между мономером, используемым в реакции полимеризации, и схемой реакции его получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| МОНОМЕР | СХЕМА РЕАКЦИИ |
| А) $CH_2=CH–CH=CH_2$ Б) $CH_2=C(Cl)–CH=CH_2$ В) $CH_2=CHCl$ |
1) $CH_2=CH–C≡CH + HCl →$ 2) $C_2H_5OH {→}↙{катализатор}↖{t°}$ 3) $C_2H_2 + HCl →$ 4) $CH_2=CH–CH=CH_2 + HCl →$ 5) $CH_2=CH_2 + HCl →$ |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Бутадиен синтезируется пропусканием этилового спирта через катализатор из оксидов металлов при температуре 400—450 °C.
Б) Хлоропрен получается в реакции винилацетилена с хлороводородом.
В) Винилхлорид получается в реакции ацетилена с хлороводородом.
Ответ: 213
Задача 2
Установите соответствие между реагирующими веществами и изменениями, которые наблюдаются в ходе реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ИСТОЧНИК | ПРОДУКТ ПЕРЕРАБОТКИ |
| А) нефть Б) древесина В) природный газ |
1) глицерин 2) метан 3) мазут 4) этиловый спирт |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А: Мазут – один из видов топлива, фракция нефти.
Б: Благодаря брожению продуктов древесины получаются сахаро-подобные вещества, за счет гидролиза которых образуется этанол.
В: Метан – главный продукт переработки природного газа.
Ответ: 342
Задача 3
Установите соответствие между аппаратом, который используется в химическом производстве, и технологическим процессом, происходящим в этом аппарате: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| АППАРАТ | ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС |
| А) контактный аппарат Б) компрессор В) поглотительная башня |
1) синтез аммиака 2) обжиг пирита 3) получение олеума 4) окисление диоксида серы |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.</
Решение
А) Контактный аппарат используется для окисления диоксида серы кислородом в присутствии катализатора.
Б) Компрессор используется для производства аммиака, потому что смесь газов в процессе производства должны быть под давлением.
В) Поглотительная башня используется для получения олеума. В нее подается оксид серы (VI) и 98% серная кислота, а выходит олеум.
Ответ: 413
Задача 4
Установите соответствие между веществом и схемой его получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВО | СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ |
| А) дивиниловый каучук Б) фенолформальдегидная смола В) нейлон |
1) nCH2=CH–CH=CH2 → 2) nCH2=C(CH3)–CH=CH2 → 3) nC6H5OH + nCH2O → 4) nHOOC–(CH2)4–COOH + nH2N–(CH2)6–NH2 → 5) nCH2(OH)–CH2OH + nHOOC–C6H4–COOH → |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Дивиниловый(бутадиеновый) каучук получается путем полимеризации бутадиена ($CH_2 =CH–CH=CH_2$).
Б) Фенолформальдегидные смолы – продукты поликонденсации фенола $C_6H_5OH$ с формальдегидом $CH_2=O$.
В) Нейлон синтезируется поликонденсацией адипиновой кислоты ($HOOC–(CH_2)_4 –COOH$) и гексаметилендиамина ($H_2N–(CH_2)_6 –NH_2$).
Ответ: 134
Задача 5
Установите соответствие между лабораторным оборудованием и его применением: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ОБОРУДОВАНИЕ | ПРИМЕНЕНИЕ |
| А) ступка Б) стеклянная воронка В) шпатель |
1) отбор твёрдых веществ 2) измельчение веществ 3) разделение несмешивающихся жидкостей 4) разделение осадка от раствора |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Ступка используется для измельчения веществ.
Б) Воронка используется для фильтрования (в неё помещают фильтровальную бумагу, через которую пропускают фильтруемую жидкость).
В) Шпатель используется для отбора твёрдых веществ.
Ответ: 241
Задача 6
Установите соответствие между веществом и областью его применения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВО | ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ |
| А) изопропилбензол Б) этанол В) триолеин |
1) получение полиэфиров 2) получение ацетона 3) производство маргарина 4) получение дивинила |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Изопропилбензол (кумол) является сырьём для получения ацетона.
Б) Этанол используют для получения дивинила (бутена-1,3): $2CH_3CH_2OH = CH_2=CH−CH=CH_2 + 2H_2O + H_2$
В) Триолеин — жир, используемый для получения маргарина
Ответ: 243
Задача 7
Установите соответствие между получаемым в промышленности веществом и сырьём, используемым для его получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВО | ИСПОЛЬЗУЕМОЕ СЫРЬЁ |
| А) аммиак Б) азотная кислота В) водород |
1) раствор поваренной соли 2) атмосферный азот 3) нитрат аммония 4) аммиак |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Аммиак получают реакцией соединения водорода и азота, азот дешевле всего получать из атмосферы, так как он составляет бо́льшую её часть.
Б) Азотная кислота может быть получена в несколько стадий из аммиака.
В) Водород выделяется при электролизе растворов солей активных металлов, в том числе раствора поваренной соли (хлорида натрия).
Ответ: 241
Задача 8
Установите соответствие между аппаратом, который используется в химическом производстве, и процессом, происходящим в этом аппарате: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| АППАРАТ | ПРОЦЕСС |
| А) печь для обжига Б) компрессор В) ректификационная колонна |
1) получение сернистого газа 2) синтез метанола 3) переработка нефти 4) дегидрирование метана |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) В печи для обжига протекает первая стадия получения серной кислоты — сжигание пирита до сернистого газа.
Б) Компрессор увеличивает давление газов, что является необходимым условием для проведения реакции синтеза метанола из синтез-газа — смеси СО и $Н_2$.
В) В ректификационной колонне нефть делят на фракции, это одна из основных стадий переработки нефти.
Ответ: 123
Задача 9
Установите соответствие между осуществляемым в промышленности процессом и оборудованием, которое используется в производстве: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ПРОЦЕСС | ОБОРУДОВАНИЕ |
| А) получение сернистого газа Б) получение олеума В) получение оксида серы(VI) |
1) окислительная башня 2) печь «кипящего слоя» 3) контактный аппарат 4) поглотительная башня |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А: Для получения сернистого газа используют печь кипящего слоя, в ней происходит обжиг пирита.
Б: Для получения олеума используют поглотительную башню, в которой серная кислота поглощает $SO_3$.
В: Оксид серы (VI) можно получить в контактном аппарате, где, при помощи катализатора, оксид серы (IV) реагирует с кислородом.
Ответ: 243
Задача 10
Установите соответствие между веществом и способом его получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВО | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ |
| А) сернистый газ Б) анилин В) натрий |
1) электролиз расплава поваренной соли 2) обжиг пирита в «кипящем слое» 3) восстановление нитробензола 4) электролиз раствора хлорида натрия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) сернистый газ является промежуточным продуктом при получении серной кислоты в промышленности, он образуется при обжиге пирита в «кипящем слое».
Б) анилин (фениламин) $С_6Н_5-NH_2$ получают реакцией Зинина — восстановлением нитробензола $С_6Н_5-NO_2$.
В) Натрий — очень активный металл, поэтому получают его электролизом расплавов солей, например, поваренной соли (хлорида натрия). При электролизе раствора на катоде выделяется водород.
Ответ: 231
Задача 11
Установите соответствие между веществом и основной областью его применения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВО | ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ |
| А) криолит Б) пирит В) метилметакрилат |
1) производство антифриза 2) получение алюминия 3) производство серной кислоты 4) получение органического стекла |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А: Криолит – гексафторалюминат натрия, из него электролитически получают алюминий.
Б: Из пирита можно получить оксид серы (IV), который позже окисляют и получают серную кислоту.
В: Из метилметакрилата получает полиметилметакрилат путем поликонденсации, а это и есть органическое стекло.
Ответ: 234
Задача 12
Установите соответствие между металлом и веществом, которое используется для получения металла в промышленности, или способом промышленного получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| МЕТАЛЛ | ВЕЩЕСТВО/СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ |
| А) железо Б) алюминий В) натрий |
1) красный железняк 2) электролиз раствора оксида в криолите 3) электролиз раствора поваренной соли 4) электролиз расплава поваренной соли |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Красный железняк (гематит) — $Fe_2O_3$, используется для получения железа. В природе алюминий больше всего встречается в составе оксида $Al_2O_3$, из которого и получают металлический алюминий. Поваренная соль — NaCl используется для получения металлического натрия. Активные металлы удается получить только электролизом расплава соли (при электролизе раствора на катоде будет восстанавливаться водород).
Ответ: 124
Задача 13
Установите соответствие между аппаратом, который используется в химическом производстве, и процессом, происходящим в этом аппарате: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| АППАРАТ | ПРОЦЕСС |
| А) печь кипящего слоя Б) колонна синтеза В) поглотительная башня |
1) взаимодействие водорода и азота 2) окисление окcида азота(IV) 3) получение олеума 4) получение оксида серы(IV) |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) В печи кипящего слоя обжигают пирит, получая сернистый газ.
$4FeS_2 +11O_2 = 2Fe_2O_3 + 8SO_2$
Это первая стадия производства серной кислоты.
Б) Колонна синтеза — основной реактор производства аммиака, в нём протекает реакция соединения водорода и азота.
$3H_2 + N_2 = 2 NН_3$
В) В поглотительной башне протекает последняя стадия производства серной кислоты — взаимодействие оксида серы 6 с концентрированным раствором серной кислоты, в результате которого получают олеум.
Ответ: 413
Задача 14
Установите соответствие между веществом и способом его получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВО | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ |
| А) полипропилен Б) фторопласт В) бутадиенстирольный каучук |
1) вулканизация 2) полимеризация 3) поликонденсация 4) сополимеризация |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Вещества А и Б являются полимерами, а полимеры получаются в результате полимеризации.
В: Как мы видим по названию, это полимер двух веществ: бутадиен и стирол, значит нужно использовать сополимеризацию.
Ответ: 224
Задача 15
Установите соответствие между органическим веществом и способом его промышленного получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВО | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ |
| А) метан Б) бензол В) метанол |
1) ароматизация продуктов перегонки нефти 2) получение из синтез-газа 3) выделяют из природного газа 4) димеризация ацетилена |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Метан — одна из основных составляющих природного газа, из которого его и получают.
Самое дешёвое сырьё для получения бензола — продукты перегонки нефти, из которых его получают реакцией ароматизации алифатических соединений.
Реакция синтеза метанола: $CO + 2H_2 = CH_3OH$.
Смесь угарного газа и водорода называется синтез-газом.
Ответ: 312
Задача 16
Установите соответствие между процессом и технологическим приёмом/оборудованием, который(-ое) используется при осуществлении этого процесса: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ПРОЦЕСС | ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРИЁМ / ОБОРУДОВАНИЕ |
| А) получение олеума Б) обжиг пирита В) очистка обжигового газа |
1) циркуляционный процесс 2) циклон 3) контактный аппарат 4) принцип противотока |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А: При получении олеума кислота распыляется сверху, а оксид серы (VI) поступает снизу.
Б: Обжиг пирита происходит в кипящем слое, а это принцип противотока.
В: Циклон используется для очистки газа после обжига от крупных пылинок.
Ответ: 442
Рекомендуемые курсы подготовки
Задание № 19007
Установите соответствие между процессом и аппаратом, в котором он протекает: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ПРОЦЕСС
А) получение сернистого газа из пирита
Б) окисление оксида серы(IV)
В) очистка сернистого газа от оставшихся мелких частиц пыли
Г) получение серной кислоты из оксида серы(VI)
АППАРАТ
1) поглотительная башня
2) контактный аппарат
3) аппарат «Циклон»
4) электрофильтр
5) печь для обжига в «кипящем слое»
Показать ответ
Комментарий:
1) Сернистый газ получают в результате обжига измельченного пирита в печи.
2) 2SO2 + O2 = 2SO3. Так как оба реагента являются газами, то для их взаимодействия нужен «контакт». Отсюда и название «контактный аппарат».
3) От мелких частиц очищают через фильтр.
4) SO3 растворяют в олеуме, то есть газ поглощается концентрированным раствором серной кислоты (название аппарата — поглотительная башня).
Ответ: 5241
Нашли ошибку в задании? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
- Курс
Меня зовут Быстрицкая Вера Васильевна.
Я репетитор по Химии
![[[pictureof]]](https://dist-tutor.info/s3/dist-tutor/user/20094/ava/thumbnails/mQ6siSVtAT1Szar.jpg)
Вам нужны консультации по Химии по Skype?
Если да, подайте заявку. Стоимость договорная.
Чтобы закрыть это окно, нажмите «Нет».
АММИАК NH₃ — бесцветный газ с чрезвычайно острым, характерным, вызывающим слезы запахом
Схема производства аммиака включает следующие стадии:
Вспомогательный материал: катализатор (пористое железо)
1. Основной химический процесс: азотоводородную смесь получают парокислородной конверсией метана:
СН4 + Н2O(г) ↔ СО + ЗН2 — 207 кДж
2СН4+ O2 ↔ 2СО + 4Н2 + 70 кДж
СО + Н2O(г) ↔ СO2 + Н2 + 42 кДж
Газы реагируют при 450—500 °С в присутствии катализатора под давлением 15-106 Па с образованием 10—20% аммиака:
N2 + ЗН2 ↔ 2NН3 + 92 кДж
Данная реакция:
- обратимая
- экзотермическая
- каталитическая
- гетерогенная (катализатор – твердое вещество)
Оптимальные условия:
- температура 400-500 0С
- давление 15-30 МПа
- катализатор – порошкообразное железо с примесью оксидов алюминия и калия
ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
H2SO4 -бесцветная маслянистая жидкость без запаха плотностью 1,83 г/см3
Пагубно действует на растительные и животные ткани, отнимая от них воду, вследствие чего они обугливаются.
С водой смешивается во всех соотношениях, причём при разбавлении соединения водой происходит сильное разогревание, сопровождающееся разбрызгивание жидкости.
Одна из самых сильных кислот. В водных растворах практически полностью диссоциирует на ионы:
H2SO4 = 2 Н+ + SO42-
Раствор оксида серы (+6) SO3 в серной кислоте называется олеумом H2SO4∙SO3
- S(самородная сера)
- H2S(сероводород)
- Cu2S, ZnS, PbS (цветные металлы)
- CaSO4*2H2O (гипс)
- FeS2 (пирит) – содержание серы 54,3%.
Вспомогательные материалы:
серная кислота (98%), катализатор — оксид ванадия (V).
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА
I СТАДИЯ
Обжиг сырья (пирита) и получение оксида серы SO2.
4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂ + Q
(минерал пирит)
Условия
1. Воздух, обогащенный кислородом.
2. t=8000 , теплота экзотермической реакции отводиться.
3. «Кипящий» слой (принцип противотока — увеличение площади соприкосновения).
4. Время обжига — несколько секунд, процесс непрерывный
ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ ДЛЯ II СТАДИИ
Прежде чем приступить ко II стадии SO2 очищают от пыли:
Циклон – от крупных частиц пыли.
Электрофильтр – от мелких частиц пыли
Осушить в сушильной башне – поглощается газ концентрированной серной кислотой
Нагреть до t=4000 в теплообменнике
ПРИНЦИПЫ II СТАДИИ (контактный аппарат)
2 SO2 + O2 ↔ 2 SO3 + Q
1. Понижение температуры от 6000С до 4000С.
2. Повышение давления
3. Катализатор V2O5 на керамике.
4. Окисление в «кипящем слое» катализатора.
5. Противоточное движение.
6. Теплообмен.
III СТАДИЯ: ПОГЛОЩЕНИЕ СЕРНОГО ГАЗА (ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ БАШНЯ)
SO3+H2O=H2SO4+Q (t до 300оС)
1. Противоток газа и кислоты
2. Увеличивают площадь соприкосновения (керамические кольца Рашига)
3. Отводят продукты реакции
4. Орошают 98% серной кислотой, образуется олеум (раствор SO3 в H2SO4)
ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
Транспортируют в железнодорожных и автоцистернах из кислотостойкой стали
Хранят в герметически закрытых емкостях из полимера или нержавеющей стали, покрытой кислотоупорной плёнкой
ПОТРЕБЛЕНИЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
1. Производство минеральных удобрений.
2. Производство сульфатов (солей серной кислоты).
3. Производство синтетических волокон.
4. Черная и цветная металлургия.
5. Производство органических красителей.
6. Спирты, кислоты, эфиры(орг. вещества).
7. Пищевая промышленность(патока, глюкоза), эмульгатор (загуститель) Е513.
8. Нефтехимия(минеральные масла).
9. Производство взрывчатых веществ.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ УЩЕРБ ПРОИЗВОДСТВА
При аварийных выбросах в атмосферу попадают соединения серы: SO2;SO3; H2S; H2SO4; Fe2O3(пыль)
ПОСЛЕДСТВИЯ: «закисление» почв и водоёмов, «металлизация» атмосферы
РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ:
1. Непрерывность технологического процесса;
2. Комплексное использование сырья;
3. Совершенствование технологического оборудования.
ПРОИЗВОДСТВО МЕТАНОЛА
Сегодня исходный синтез-газ (сингаз) для синтеза метанола получают в результате конверсии (превращения) углеводородного сырья:
природного газа, коксового газа, жидких углеводородов (нефти, мазута, легкого каталитического крекинга) и твердого топлива (угля, сланцев).
Исходный газ для синтеза метанола можно получить почти из всех видов сырья, которые используют при получении водорода, например в процессах синтеза аммиака. Поэтому производство метанола часто базируется на тех же сырьевых ресурсах, что и производство аммиака и поэтому является составной частью основного химического производства.
Примером такого смешанного производства являются ОАО «Невинномысский Азот», расположенное в г. Невинномысске (Ставропольский край) и НПО «Азот» в г. Новомосковске.
ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАНОЛА ИЗ СИНТЕЗ-ГАЗА.
1 стадия:
Конверсия природного газа в синтез-газ:
СН4 +Н2О = СО + 3Н2
метан синтез-газ
2 стадия:
Каталитический синтез метанола из монооксида углерода и водорода
Сырьем для синтеза метанола служит синтез-газ (CO + H2), обогащенный водородом:
Процесс осуществляют на цинк-хромовых и медьсодержащих катализаторах.
На отечественных производствах метанола в основном используют активный цинк-хромовый катализатор (3ZnO-ZnCr2О4) при 380—4000C и давлении 20 – 30 МПа.
Выбирая оптимальный температурный режим и величину давления, необходимо учитывать возможность образования побочных соединений: метана, высших спиртов, кислот, альдегидов, кетонов и эфиров.
Эти реакции обусловливают бесполезный расход синтез-газа и удорожают очистку метанола.
Таким образом, промышленный синтез метилового спирта включает три основные стадии:
1. получение смеси окиси углерода и водорода (синтез-газ);
2. получение метилового спирта-сырца;
3. выделение и очистка метилового спирта (ректификация).
Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий
Версия для печати и копирования в MS Word
1
Установите соответствие между веществом и областью его применения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ВЕЩЕСТВО
A) аммиак
Б) метан
В) изопрен
Г) этилен
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1) получение капрона
2) в качестве топлива
3) получение каучука
4) производство удобрений
5) получение пластмасс
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2017 по химии
2
Установите соответствие между процессом и его целью: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ПРОЦЕСС
A) перегонка (фракционирование) сжиженного воздуха
Б) прокаливание фосфатов кальция с углем и диоксидом кремния
В) крекинг нефтепродуктов
Г) каталитическое окисление диоксида серы в триоксид серы
ЦЕЛЬ ПРОЦЕССА
1) получение бензина
2) получение серной кислоты
3) получение каучука
4) получение фосфора
5) получение легких газов (азот, кислород)
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
3
Установите соответствие между мономером и получаемым из него полимером: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
МОНОМЕР
A) хлорэтилен
Б) этилен
В) пропен
Г) винилбензол
ПОЛИМЕР
1) поливинилхлорид
2) полипропилен
3) полиэтилен
4) полистирол
5) каучук
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
4
Установите соответствие между органическим соединением и реактивом, который может быть использован для его обнаружения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ВЕЩЕСТВО
A) уксусная кислота
Б) фенол
В) этилен
Г) глицерин
РЕАКТИВ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ
1) гидроксид железа(III)
2) озон
3) бромная вода
4) 
5) гидрокарбонат натрия
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
5
Установите соответствие между классом органических соединений и реактивом, который может быть использован для их качественного определения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ВЕЩЕСТВО
A) многоатомные спирты
Б) одноатомные спирты
В) альдегиды
Г) терминальные алкины
РЕАКТИВ ДЛЯ КАЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
1) 
2) аммиачный раствор оксида серебра
3) водород
4) оксид меди(II)
5) кислород
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Пройти тестирование по этим заданиям