Задачи по химии с экологическим содержанием

Решение задач экологического содержания в курсе

неорганической химии.

Решение задач продолжает тему экологического воспитания как на уроках, так и на факультативных занятиях. В данной теме подобраны задачи только данной тематики.

ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

1. Сколько литров углекислого газа, водяного пара и оксида азота (IV) выбрасывается в атмосферу при сгорании 1 т каменного угля, учитывая, что в его состав входит 94% углерода и по два процента приходится на долю водорода, кислорода и азота.

2. Сколько м³ воздуха расходуется при сжигании 10 м³ коксового газа, содержащего 60% водорода, 7% угарного газа и 2% метана.

3. В 1989г. при крушении танкера «Эксон Валдиз» у берегов Аляски, в океан попало 500 млн. л. нефти. Один из предлагаемых способов ликвидации нефтяных разливов в океане состоит в том, что нефть поджигают. Предскажите экологические последствия применения этого способа. Какие другие методы борьбы с нефтяными разливами вам известны? Подготовьте небольшие сообщения на эту тему.

4. Аэробные бактерии, деятельность которых обусловливает естественное самоочищение водоемов, окисляют нефтепродукты по схеме:

СН₃ - (СН₂)_n - СН₃ + 0₂ СН₃ - (СН₂)_n-1 - СOOH + СО₂ + Н₂О

Какое бы количество углекислого газа выделилось в атмосферу при окислении 2 кг октана, содержащего в нефти, если бы метаболическое превращение этого алкана протекало с выходом 20%?

5. Получение биогаза позволит в будущем решать энергетические проблемы. Так, при выращивании в море бурых водорослей (Macrocistis puribere и Sargasum enerie) и дальнейшей ферментации полученной биомассы представляется возможным получать 3200-12600м³ метана на 1 га в год. Сколько выделится кДж энергии при сжигании метана объемом 12800 м³?

Термохимическое уравнение: СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О + 880 кДж.

6. Сколько кг сажи можно было бы получить из метана, если в биореактор, работающий на отходах свиноводческой фермы поступило 10 м³ ферментируемой жидкости. Технологические возможности биореактора: с 1 м³ ферментируемой жидкости выделяет 2.6 м³ биогаза, содержащего 65% метана.

7. В Китае на отходах ферм работает 6.5 млн. локальных установок получения биогаза, обеспечивающих 30 млн. крестьян бытовым источником энергии. Ежегодно производится 100 млрд. м³ биогаза, содержащего 60% метана. Сколько кДж тепла выделяется при сгорании метана и сколько тонн углекислого газа поступает в атмосферу?

8. Для утилизации отходов нефтеперерабатывающей промышленности еще в 1968г в г.Уфе пущена установка по производству кормовых дрожжей на углеводородах нефти мощностью 12 тыс. тонн дрожжей в год. Сколько было переработано тонн парафиновых отходов, если выход дрожжей составляет 330 кг на одну тонну алканов?

9. Сейчас известно более 100 видов микроорганизмов, способных перерабатывать отходы нефтеперерабатывающей промышленности. Переработка углеводородов микробами предположительно (Таусон,1950), происходит по схеме:

С₁₈Н₃₈ + 9,50₂ = ЗС₆Н₁₂0₆ +Н₂0

глюкоза

Сколько можно было бы получить глюкозы из 1т нефтяных отходов, содержащих 15% алкана С^Нзв и какой объем воздуха потребовался бы для окисления?

10. Один из штаммов алканоокисляющего микроба Pseudomonas methanica развиваясь в среде, содержащей пропан позволяет получать пропиловый спирт. Представьте схему этого микробиологического окисления и рассчитайте сколько бы образовалось пропанола из 1 м газа содержащего 60% пропана и 20% метана, если окисление протекало бы с выходом 60%.

11. Перспективным и экологически чистым способом переработки отходов нефтеперерабатывающей промышленности является их окисление микроорганизмами. Например, переработка углеводородов микробами, предположительно (Таусон, 1950), происходит по схеме:

С₁₈Н₃₈ + 3,5 0₂ + 6СО₂ + 5 Н₂О = 4С₆Н₁₂О₆

Сколько можно было бы получить углевода из 1т нефтяных отходов, содержащих 20% указанного алкана, предполагая, что окисление протекало бы с выходом 50%?

12. Метан используется для очистки дымовых газов от оксида серы (IV):

2SО₂+ СН₄ С0₂ + Н₂О + 2S

катализаторы: А1₂О₃; Fе₂0з; Сu₂О; Сr₂О₃; МnО₂

Укажите степени окисления в схеме и рассчитайте, сколько выделяется серы при поглощении 2 м³ сернистого газа, если реакция протекает с выходом 96%?