Hydrocarbon có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và công nghiệp. Hydrocarbon là thành phần chính của dầu mỏ và khí đốt tự nhiên, được sử dụng để sản xuất xăng, dầu diesel, khí đốt tự nhiên hóa lỏng (LPG) và nhiều sản phẩm khác.
a) Khí Acetylene cháy trong oxygen tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ cao nên được dùng trong đèn xi acetylen – oxygen dùng để hàn và cắt kim loại.
b) Da nhân tạo (PVC) được điều chế từ khi thiên nhiên theo sơ đồ: CH4 (1500°C) → A → B → (-CH2-CHCl-)n (PVC)
Nếu toàn bộ hiệu suất của cả quá trình là 20%, muốn điều chế được 1 tấn PVC thì thể tích khí thiên nhiên (chứa 80% thể tích khí methane) ở điều kiện chuẩn cần dùng là 4,958 m³.
c) Hydrocarbon thơm thường được làm dung môi để sản xuất sơn, cao su, các loại polymer, mực in, mỹ phẩm, dược phẩm.
d) Thành phần của LPG bao gồm hỗn các khí hydrocacbon, chủ yếu là propane (C3H8) và butane (C4H10). Một bình gas loại 12kg chứa hỗn hợp propane và butane với tỉ lệ mol 1 : 2 khi đốt cháy hết thì lượng nhiệt tỏa ra tối đa là 597,6 MJ. biết lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol propane và 1 mol butane lần lượt là 2220 kJ và 2874 kJ.
(a) Đúng, khí acetylene (C2H2) khi cháy hoàn toàn trong oxygen nguyên chất sinh ra ngọn lửa có nhiệt độ có thể đạt đến trên 3000°C. Nhiệt độ cao này đủ để làm nóng chảy nhiều kim loại, vì vậy nó được ứng dụng phổ biến trong đèn xì oxy-acetylene để hàn và cắt kim loại.
(b) Sai
A là CH≡CH, B là CH2=CHCl, chuyển hóa 2nCH4 → (-CH2-CHCl-)n
nCH4 cần dùng = 1000.2/(62,5.20%) = 160 kmol
—> V khí thiên nhiên = 160.24,79/80% = 4958 m³.
(c) Đúng, các hydrocarbon thơm như benzene, toluene, xylene có khả năng hòa tan tốt nhiều hợp chất hữu cơ nên được sử dụng phổ biến làm dung môi công nghiệp trong sản xuất sơn, nhựa, cao su, mực in, mỹ phẩm và dược phẩm.
(d) Đúng
12 kg (12000 gam) gas chứa C3H8 (x mol) và C4H10 (2x mol)
—> 44x + 58.2x = 12000 —> x = 75 mol
Q = 2220x + 2874.2x = 597600 kJ = 597,6 MJ.