1
Задача 1
Основным источником органического сырья для промышленности является:
Правильный ответ: нефть и природный газ
Нефть и природный газ – основа нефтехимии и органического синтеза.
Занятие 4
Органическая технология, биохимия и зелёная химия
Изучим переработку нефти, получение полимеров и биотоплива. Познакомимся с принципами зелёной химии, рассчитаем выход продуктов, атомную эффективность реакций и выбросы парниковых газов.
Базовый уровень
Выберите один вариант ответа и нажмите «Проверить».
2
Задача 2
Процесс, при котором высокомолекулярные углеводороды нефти расщепляются на низкомолекулярные при высокой температуре, называется:
Правильный ответ: крекинг
Крекинг (от англ. crack – расщеплять) увеличивает выход бензина из нефти.
3
Задача 3
Какой полимер НЕ относится к биоразлагаемым?
Правильный ответ: полиэтилен (PE)
Полиэтилен – синтетический полимер, устойчивый в окружающей среде сотни лет.
4
Задача 4
Биотопливо «биодизель» получают из:
Правильный ответ: растительных масел
Биодизель – это метиловые эфиры жирных кислот, получаемые из растительных масел переэтерификацией.
5
Задача 5
Эвтрофикация водоёмов – это:
Правильный ответ: чрезмерное обогащение биогенными элементами (N, P) и зарастание
Избыток N и P вызывает бурный рост водорослей, что приводит к дефициту O₂ и гибели рыб.
6
Задача 6
Принцип «зелёной химии», направленный на предотвращение отходов, звучит так:
Правильный ответ: «лучше предотвратить образование отходов, чем бороться с ними»
Первый из 12 принципов зелёной химии – предотвращение образования отходов.
Продвинутый уровень
Выберите один вариант ответа и нажмите «Проверить».
7
Задача 7
В производстве полиэтилена высокого давления (ПЭВД) используется инициатор:
Правильный ответ: O₂ (в следовых количествах) или пероксиды
Радикальная полимеризация при 150–300 МПа и 200–280°C инициируется O₂ или пероксидами.
8
Задача 8
При перегонке нефти первой фракцией, отгоняющейся при 40–200°C, является:
Правильный ответ: бензин
Бензиновая фракция (C₅–C₁₁) – самая лёгкая, отгоняется первой.
9
Задача 9
Для синтеза поливинилхлорида (ПВХ) используется мономер:
Правильный ответ: CH₂=CHCl
Винилхлорид (хлорэтен) CH₂=CHCl полимеризуется с образованием (–CH₂–CHCl–).
10
Задача 10
Процесс ферментативного гидролиза крахмала до глюкозы используется в производстве:
Правильный ответ: биоэтанола
Крахмал → глюкоза → этанол (биотопливо) – основа биоэтаноловой промышленности.
11
Задача 11
Какой принцип зелёной химии рекомендует использовать катализаторы вместо стехиометрических реагентов?
Правильный ответ: принцип №9 (ход реакции)
Катализаторы не расходуются в реакции, что уменьшает отходы и энергозатраты.
12
Задача 12
«Атомная эффективность» реакции – это:
Правильный ответ: отношение молярной массы целевого продукта к сумме молярных масс всех продуктов (в %)
Atom economy = M(продукт) / ΣM(все продукты) × 100%. Важный показатель «зелёных» реакций.
13
Задача 13
Какой тип пластмасс при нагревании размягчается и может быть повторно переработан?
Правильный ответ: термопласты
Термопласты (PE, PP, PET) имеют линейную структуру и могут подвергаться вторичной переработке.
Экспертный уровень
Выберите один вариант ответа и нажмите «Проверить».
14
Задача 14
Рассчитайте атомную эффективность (%) реакции этерификации: CH₃COOH + C₂H₅OH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O, если целевым продуктом является этилацетат.
Правильный ответ: 83%
M(CH₃COOC₂H₅) = 88. M(H₂O) = 18. Atom economy = 88 / (88 + 18) × 100% = 88/106 × 100% = 83,0%.
15
Задача 15
В процессе каталитического крекинга октана (C₈H₁₈) образуются бутан и этилен. Выберите уравнение реакции и массу этилена, которую можно получить из 100кг октана при 70%‑ном выходе.
Правильный ответ: C₈H₁₈ → C₄H₁₀ + 2C₂H₄
34,4кг
C₈H₁₈ → C₄H₁₀ + 2C₂H₄ (один из вариантов). n(C₈H₁₈) = 100 / 114 = 0,877кмоль. n(C₂H₄) теор = 2 × 0,877 = 1,754кмоль. Практически: 1,754 × 0,7 = 1,228кмоль. m = 1,228 × 28 = 34,4кг.
16
Задача 16
При производстве поливинилхлорида (ПВХ) в суспензии используют инициатор – дитретбутилпероксид. Рассчитайте массу инициатора, необходимую для полимеризации 1000кг винилхлорида, если концентрация инициатора составляет 0,1% от массы мономера.
Правильный ответ: 1кг
m(инициатора) = 1000 × 0,001 = 1кг.
17
Задача 17
Рассчитайте «углеродный след» (в кг CO₂) при сжигании 50л бензина (ρ = 0,75кг/л, условная формула C₈H₁₈).
Правильный ответ: 116кг
m(бензина) = 50 × 0,75 = 37,5кг. n(C₈H₁₈) = 37 500/114 = 329моль. 2C₈H₁₈ + 25O₂ → 16CO₂ + 18H₂O. n(CO₂) = 8 × 329 = 2632моль. m(CO₂) = 2632 × 44 = 115 800г ≈ 116кг.
18
Задача 18
В фармацевтической промышленности для синтеза аспирина используют салициловую кислоту и уксусный ангидрид. Рассчитайте атомную эффективность этой реакции, если целевой продукт – аспирин (ацетилсалициловая кислота).
Правильный ответ: 87%
C₇H₆O₃ + (CH₃CO)₂O → C₉H₈O₄ + CH₃COOH. M(аспирина) = 180. M(CH₃COOH) = 60. Atom economy = 180 / (180 + 60) × 100% = 180/240 × 100% = 75%.
19
Задача 19
Рассчитайте, сколько килограммов CO₂-эквивалента выбрасывается в атмосферу при утечке 10кг хладагента R134a (C₂H₂F₄), если его потенциал глобального потепления GWP = 1430.
Правильный ответ: 14 300кг CO₂-экв.
CO₂-эквивалент = 10 × 1430 = 14 300кг = 14,3т CO₂-экв. Это эквивалентно выбросу ~5700л бензина при сжигании.
20
Задача 20
В производстве биоэтанола из глюкозы по реакции спиртового брожения C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ теоретический выход этанола составляет 51,1% по массе. Рассчитайте, сколько литров 96%ного этанола (ρ = 0,805кг/л) можно получить из 1т глюкозы при фактическом выходе 90% от теоретического.
Правильный ответ: 595л
m(этанола) теор = 1000 × 0,511 = 511кг. Фактически: 511 × 0,9 = 459,9кг чистого этанола. Масса 96%‑ного: 459,9/0,96 = 479кг. V = 479/0,805 ≈ 595л.