(8分) 二甲醚（CH3OCH3）簡稱CME，是一種理想的煤基清潔燃料，可由生物甲烷或天然氣合成。合成二甲醚主要步驟為造氣和合成。過程如下：

 
 

 

 

 

 

 

(1)生物甲烷是由植物在一定條件下發(fā)酵(代謝產(chǎn)物為相等物質(zhì)的量的CH4和CO2 )而制得，植物纖維素發(fā)酵制得甲烷的化學方程式為 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

(2)若162 kg纖維素含量為10%的農(nóng)作物桔桿，在微生物作用下完全轉(zhuǎn)化為CH4和CO2，通入適量的水蒸氣合成二甲醚，理論上最多可得到  　　　　　　　　　　　　　　　　　　  kg的二甲醚。

(3)若天然氣中只含CH4，空氣中只含N2和O2，且體積比為4∶1。某企業(yè)用標準狀況下22.4 m3天然氣及水蒸氣、空氣為原料生產(chǎn)二甲醚，同時利用N2與H2合成氨。在合成二甲醚的同時，理論上還可得到多少千克的NH3？（假設(shè)天然氣完全反應后的N2全部轉(zhuǎn)化為NH3，且生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)化率均為100%；合成塔中水與CO不反應）

 

 

(1) (C6H10O5)n+nH2O→3nCH4↑+3nCO2↑ (2分)

(2)9.20   (162 kg纖維素→ 300 mol CH4  300 mol CO2 → 400 mol CH3OH → 200 mol CH3OCH3)   (2分)

(3) 設(shè)反應③中消耗O2的物質(zhì)的量為x，則N2的物質(zhì)的量為4x

 2CH4+O2→4H2+2CO      CH4  +  H2O →　　　3H2            +     CO

 2x   x   4x   2x       1×103－2x      (1×103－2x)×3     (1×103－2x)

合成二甲醚反應中CO和H2為1∶2，合成氨反應中，N2與H2體積比為1∶3，則

4x＋(1×103－2x)×3－[2x＋(1×103－2x)]×2=4x×3   (關(guān)系式2分)

x=1000/14 mol

NH3 ：4x×2×17=9.71 kg   (結(jié)果2分)

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

二甲醚是一種重要的清潔燃料，工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物（水煤氣）合成二甲醚．利用水煤氣合成二甲醚的熱化學方程式為：
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-274kJ?mol-1．
（1）該反應在一定條件下的密閉容器中達到平衡后，為同時提高反應速率和二甲醚的產(chǎn)率，可以采取的措施是
 
（填字母）
A．降低溫度   B．加入催化劑   C．縮小容器體積    D．增加H2的濃度   E．分離出二甲醚
（2）該反應可以分兩步進行：
4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1 ①
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2△H2=-42kJ?mol-1
則反應①的焓變△H1=
 
kJ?mol-1，熵變△S
 
（填“＞、＜或=”）0．
已知某些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示：
化學鍵 C-H O-H H-H C-O C≡O(shè)
鍵能/kJ．mol-1 413 463 436 358 1072
CO中C與O之間為叁鍵連接，則CO2中碳氧鍵的鍵能是
 
kJ?mol-1．
（3）二甲醚也可以通過CH3OH分子間脫水制得：
2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3=-23.5kJ?mol-1．在T1℃，恒容密閉容器中建立上述平衡，體系中各組分濃度變化如下表：
物質(zhì) CH3OH （g） CH3OCH3 （g） H2O （g）
起始濃度/mol．l-1 2 0.2 0
平衡濃度/mol．l-1 0.4 1 0.8
①該條件下反應平衡常數(shù)K=
 
．
②相同條件下，若改變起始濃度．
物質(zhì) CH3OH （g） CH3OCH3 （g） H2O （g）
起始濃度/mol．l-1 0.4 1.2 0.6
此時正、逆反應速率的大小：v正
 
（填“＞、＜或=”）v逆．
（4）二甲醚-空氣是一種高效的燃料電池，在氫氧化鉀溶液中，電池反應方程式為：
CH3OCH3（l）+3O2（g）+4KOH（aq）═2K2CO3（aq）+5H2O（l）
請寫出負極的電極反應式：
 
．

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科目：高中化學 來源：2011-2012學年上海市崇明縣高三高考模擬考試（二模）化學試卷（解析版） 題型：填空題

（共10分）二甲醚是一種重要的清潔燃料，也可替代氟利昂作制冷劑等，對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用焦炭與水蒸氣在高溫下的反應產(chǎn)物（水煤氣）合成二甲醚。請回答下列問題：

（1）、制水煤氣的主要化學反應方程式為：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）、煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收，生成兩種酸式鹽，該反應的化學方程式為：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）、利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下：

　�、� 2H2(g)CO(g)CH3OH(g)90.8 kJ

　�、� 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)23.5 kJ

　�、� CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)41.3 kJ

　　總反應：3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)Q，其中Q　　　　　kJ；

　　一定條件下的密閉容器中，該總反應達到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是

　　　　　（填字母代號）。

       a．低溫高壓                b．加入催化劑            c．減少CO2的濃度     d．增加CO的濃度

（4）、已知某溫度下反應②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)在一密閉容器中進行到10min時恰好達平衡，測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)

CH3OH

CH3OCH3

H2O

濃度／(mol·L)

0.44

0.6

0.6

　　比較此時正、逆反應速率數(shù)值（單位相同）的大�。�(甲醇) 　　　(水)（填“＞”、“＜”或“＝”)。

　　反應開始時(CH3OH) 　　　　　；

　　該時間內(nèi)的平均反應速率(CH3OH)　　　　　；

　　該溫度下反應的平衡常數(shù)值為　　　　　。（精確到0.01）

 

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科目：高中化學 來源： 題型：

（1）選擇題

①二甲醚和乙醇是同分異構(gòu)體，其鑒別可采用化學方法及物理方法，下列鑒別方法中不能對二者進行鑒別的是 （     ）

A．利用金屬鈉或者金屬鉀

B．利用質(zhì)譜法

C．利用紅外光譜法

D．利用核磁共振氫譜

②下列化合物的1H-NMR譜圖中吸收峰數(shù)目正確的是（     ）

③手性分子是指在分子結(jié)構(gòu)中，當a、b、x、y為彼此互不相同的原子或原子團時，稱此分子為手性分子，中心碳原子為手性碳原子。下列分子中指定的碳原子（用＊標記）不屬于手性碳原子的是(      )

A．蘋果酸                           

 


B．丙氨酸

 


C．葡萄糖                      

 


D．甘油醛

 

 

（2）僅由碳、氫、氧三種元素組成的有機化合物，經(jīng)測定其相對分子質(zhì)量為46，取該有機化合物樣品4.6g，在純氧中完全燃燒，將產(chǎn)物先后通過濃硫酸和堿石灰，兩者分別增重5.4g和8.8g。

①求該有機化合物的分子式。

②若該有機化合物的1H核磁共振譜如下圖所示，請寫出該有機化合物的結(jié)構(gòu)簡式。

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