Билет №15. 1. Нефть. Месторождения. Прямая перегонка нефти. Продукты перегонки и их применение. 2. Основные законы химии: Закон сохранения вещества и его количества. Подтвердить на уравнении химической реакции. Al O2 Al2O3

1. Нефть:

Нефть — это ценное природное горючее ископаемое, представляющее собой сложную смесь углеводородов (алканов, циклоалканов, ароматических углеводородов) и других органических соединений.

Месторождения: Нефть добывают из земных недр в различных частях света. Крупнейшие месторождения находятся на Ближнем Востоке, в России, США, Канаде, Венесуэле.

Прямая перегонка нефти:

Прямая перегонка (дистилляция) — это процесс разделения нефти на фракции, основанный на разнице в температурах кипения её компонентов. Нефть нагревают и пары поступают в ректификационную колонну, где происходит их последовательное охлаждение и конденсация. Более высококипящие компоненты конденсируются в нижней части колонны, а низкокипящие — в верхней.

Продукты перегонки и их применение:

• Бензиновая фракция (температура кипения 40-200 °C): используется как топливо для бензиновых двигателей, сырье для нефтехимии.
• Нафта (лигроин) (температура кипения 180-240 °C): используется как растворитель, сырье для получения высокооктановых бензинов (процесс каталитического риформинга).
• Керосиновая фракция (температура кипения 200-300 °C): используется как топливо для реактивных двигателей, осветительный керосин, сырье для химической промышленности.
• Газойлевая фракция (температура кипения 300-350 °C): дизельное топливо, сырье для каталитического крекинга (получение бензина).
• Мазут (температура кипения выше 350 °C): котельное топливо, сырье для получения смазочных масел, битума, а также подвергается дальнейшей переработке (крекинг, коксование).

2. Закон сохранения вещества и его количества:

Закон сохранения массы веществ (Закон Ломоносова-Лавуазье): Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.

Закон сохранения количества вещества (не существует в таком виде, скорее речь идет о законе сохранения атомов/массы): Химические реакции происходят так, что атомы каждого химического элемента не возникают и не исчезают, а лишь перегруппировываются.

Подтверждение на уравнении реакции:

Возьмем реакцию получения оксида алюминия из алюминия:

\( 4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3 \)

Рассмотрим закон сохранения массы:

• Масса реагентов:
• Масса алюминия (Al): 4 атома * 27 г/моль = 108 г/моль
• Масса кислорода (O₂): 3 молекулы * (2 атома * 16 г/моль) = 3 * 32 = 96 г/моль
• Общая масса реагентов: 108 + 96 = 204 г/моль
• Масса продуктов:
• Масса оксида алюминия (Al₂O₃): 2 формульные единицы * (2 атома Al * 27 г/моль + 3 атома O * 16 г/моль) = 2 * (54 + 48) = 2 * 102 = 204 г/моль

Масса реагентов (204 г/моль) равна массе продуктов (204 г/моль), что подтверждает закон сохранения массы.

Рассмотрим закон сохранения атомов:

• В реагентах: 4 атома Al, 6 атомов O (3 молекулы \( O_2 \) по 2 атома O).
• В продуктах: 2 формульные единицы \( Al_2O_3 \) содержат 2 * 2 = 4 атома Al и 2 * 3 = 6 атомов O.

Число атомов каждого элемента до и после реакции совпадает.

Ответ: Закон сохранения массы веществ и закон сохранения атомов подтверждаются на примере реакции 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃.