Giải bài tập SGK Hóa 12 Nâng cao Bài 56: Hóa học và vấn đề phát triển kinh tế

Nhiên liệu nào sau đây thuộc loại nhiên liệu sạch đang được nghiên cứu để sử dụng thay thế một số nhiên liệu khác gây ô nhiễm môi trường?

A. Than đá

B. Xăng dầu

C. Khí butan (gaz)

D. Khí hiđro

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng cần ghi nhớ: Khí hiđro là nguồn nguyên liệu sạch đang được sử dụng để thay thế các nguồn nguyên liệu khác, tránh ô nhiễm môi trường.

Hướng dẫn giải

Khí hiđro là nguồn nguyên liệu sạch đang được sử dụng để thay thế các nguồn nguyên liệu khác, tránh ô nhiễm môi trường.

⇒ Đáp án D.

Người ta sản xuất khí metan thay thế một phần cho nguồn nguyên liệu thiên nhiên là khí thiên nhiên và khí dầu mỏ bằng cách nào sau đây?

A. Lên men các chất thải hữu cơ như phân gia súc trong lò Biogaz.

B. Thu khí metan từ khí bùn ao.

C. Lên men ngũ cốc.

D. Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ trong lò.

Phương pháp giải

Người ta sản xuất khí metan thay thế một phần cho nguồn nguyên liệu thiên nhiên là khí thiên nhiên và khí dầu mỏ bằng cách lên men các chất thải hữu cơ như phân gia súc trong lò Biogaz.

Hướng dẫn giải

Người ta sản xuất khí metan thay thế một phần cho nguồn nguyên liệu thiên nhiên là khí thiên nhiên và khí dầu mỏ bằng cách lên men các chất thải hữu cơ như phân gia súc trong lò Biogaz.

⇒ Đáp án A.

Một trong những hướng con người đã nghiên cứu để tạo ra nguồn năng lượng nhân tạo to lớn để sử dụng cho mục đích hoà bình, đó là:

A. Năng lượng mặt trời.

B. Năng lượng thuỷ điện.

C. Năng lượng gió.

D. Năng lượng hạt nhân.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần ghi nhớ: Một trong những hướng con người đã nghiên cứu để tạo ra nguồn năng lượng nhân tạo to lớn để sử dụng cho mục đích hoà bình, đó là năng lượng hạt nhân.

Hướng dẫn giải

Một trong những hướng con người đã nghiên cứu để tạo ra nguồn năng lượng nhân tạo to lớn để sử dụng cho mục đích hoà bình, đó là năng lượng hạt nhân.

⇒ Đáp án D.

Hóa học đã góp phần giải quyết vấn đề nhiên liệu và năng lượng của nhân loại trong tương lai như thế nào?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ vai trò của hóa học trong việc giải quyết vấn đề nhiên liệu và năng lượng.

Hướng dẫn giải

Hóa học đã góp phần giải quyết vấn đề nhiên liệu và năng lượng:

• Sản xuất CH₄ bằng hầm biogas hay bằng phản ứng Fischer-Trop.
• Sản xuất khí than khô và khí than ướt từ than đá và nước.
• Sản xuất các vật liệu chuyên dụng cho các nhà máy lọc hóa dầu, điện hạt nhân.
• Sản xuất các vật liệu chuyên dụng cho pin mặt trời, thiết bị đun nước nóng mặt trời, sản xuất các loại acquy.
• Sử dụng các nguồn năng lượng trong công nghiệp hóa học một cách tiết kiệm hiệu quả.

Hãy kể 3 thí dụ về 3 loại vật liệu hóa học được dùng trong đời sống và sản xuất.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần ghi nhớ vật liệu hóa học được dùng trong đời sống và sản xuất.

Hướng dẫn giải

3 thí dụ về 3 loại vật liệu hóa học được dùng trong đời sống và sản xuất:

• Vật liệu quang điện tử có độ siêu dẫn ở nhiệt độ cao được dùng trong sinh học, y học, điện,…
• Vật liệu compozit có tính năng bền, chắc không bị axit hoặc kiềm và một số chất phá hủy.       
• Thủy tinh hữu cơ, trong suốt, chịu nhiệt và có độ bền cơ học cao… được dùng làm răng sứ, kính chống đạn,...

Nhiều loại sản phẩm hóa học được sản xuất từ muối ăn trong nước biển như: HCl, nước Gia-ven, NaOH, NaCO₃

a. Hãy viết các phương trình hóa học biểu diễn các quy trình sản xuất đó.

b. Tính khối lượng NaCl cần thiết để sản xuất 15 tấn NaOH. Biết hiệu suất của quá trình là 80%.

Phương pháp giải

• Bước 1: Viết các phương trình hóa học biểu diễn các quy trình sản xuất HCl, nước Gia-ven, NaOH, NaCO₃
• Bước 2: Từ phương trình: 2NaCl + 2H₂O \(\xrightarrow{{dpdd}}\) 2NaOH + H₂ + Cl₂

Tính khối lượng NaCl cần dùng

Hướng dẫn giải

Câu a

Phương trình hóa học biểu diễn các quy trình sản xuất:

2NaCl + 2H₂O \(\xrightarrow{{dp{\text{dd}}}}\) 2NaOH + H₂ + Cl₂

H₂ + Cl₂ \(\xrightarrow{{as}}\) 2HCl  

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

CO₂ + NaOH → NaHCO₃

2NaHCO₃ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

Câu b

2NaCl + 2H₂O \(\xrightarrow{{dpdd}}\) 2NaOH + H₂ + Cl₂

 2.58,5 gam           2.40 gam

x tấn                     15 tấn

Khối lượng NaCl cần dùng là:

m_NaCl = (15 . 2 . 58,5) / 2 . 40 = 21,9375 tấn.

Metan là thành phần chủ yếu của khí tự nhiên. Tính thể tích khí tự nhiên ở đktc chứa 92% metan cần thiết để sản xuất 10 tấn nhựa phenol fomanđhit (novolac).

Phương pháp giải

• Bước 1: Viết phương trình điều chế nhựa novolac.
• Bước 2: Tính khối lượng phenol và anđehit formic cần dùng.
• Bước 3: Viết sơ đồ hợp thức điều chế phenol và anđehit formic từ metan.
• Bước 4: Tính khối lượng CH₄ cần dùng.
• Bước 5: Tính thể tích khí thiên nhiên cần dùng.

Hướng dẫn giải

Phương trình điều chế nhựa novolac:

Khối lượng phenol và anđehit formic cần dùng là:

\({m_{phenol}} = \frac{{10.94n}}{{107n}} = 8,785\) tấn

\({m_{andehitfomic}} = \frac{{10.30n}}{{107n}} = 2,8\) tấn

Từ khí metan điều chế phenol và anđehit formic dựa vào hai sơ đồ hợp thức sau đây:

Khối lượng CH₄ cần dùng là:

\({m_{C{H_4}}} = \frac{{8,785.6.16}}{{94}} + \frac{{2,8.16}}{{30}} = 10,47\) tấn

Thể tích khí thiên nhiên cần dùng là:

\(V = \frac{{10,{{47.10}^6}.100}}{{16.92}}.22,4 = {16.10^6}(l)\)