Question

合成氣（CO+H₂）是一種重要的化工原料，在化工生產(chǎn)中具有十分廣泛的用途．其制備及運(yùn)用的一種工藝流程如圖所示（其中X與X′的主要成分類似）

（1）在合成氣冶煉金屬鐵的流程中，向燃燒室中通入甲烷與氧氣的目的是

 

，其最佳體積配比V（CH₄）：V（O₂）為

 

．
（2）甲醇、二甲醚（CH₃OCH₃）等物質(zhì)被稱為21世紀(jì)的新型燃料，具有清潔、高效等優(yōu)良的性能．
①寫出用合成氣生產(chǎn)甲醇的化學(xué)方程式：

 

，
用該方法合成甲醇的最大優(yōu)點(diǎn)是

 

．
②用合成氣為原料生產(chǎn)二甲醚，隨著原料配比的不同反應(yīng)產(chǎn)物不盡相同，但產(chǎn)生的尾氣可循環(huán)使用，試寫出以CO、H₂為原料制取二甲醚的兩種不同的化學(xué)方程式：

 

、

 

．
（3）某化工廠試圖使用上圖所示流程聯(lián)合生產(chǎn)甲醇、二甲醚、生鐵，你認(rèn)為是否可行？若不可行，請(qǐng)說(shuō)明理由；若可行，聯(lián)合生產(chǎn)有什么優(yōu)點(diǎn)？

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化石燃料與基本化工原料

專題：有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用

分析：（1）甲烷與氧氣反應(yīng)放出大量熱；根據(jù)反應(yīng)方程式判斷；
（2）①氫氣與一氧化碳反應(yīng)生成甲醇，根據(jù)原子守恒書寫；
②以CO、H₂為原料生成二甲醚，同時(shí)生成二氧化碳或水，根據(jù)原子守恒書寫；
（3）圖中所示流程聯(lián)合生產(chǎn)甲醇、二甲醚、生鐵是可行的，從原料利用率等方面分析．

解答： 解：（1）甲烷與氧氣反應(yīng)放出大量熱，所以向燃燒室中通入甲烷與氧氣的目的是為還原鐵礦石提供熱量；甲烷在點(diǎn)燃條件下燃燒生成二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₄+2O₂

點(diǎn)燃  .

CO₂+2H₂O，所以最佳體積配比V（CH₄）：V（O₂）為1：2；
故答案為：為還原鐵礦石提供熱量；1：2；
（2）①氫氣與一氧化碳反應(yīng)生成甲醇，其反應(yīng)的方程式為：CO+2H₂=CH₃OH；反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物，所以該反應(yīng)的原子利用率為100%；
故答案為：CO+2H₂=CH₃OH；原子利用率為100%；
②以CO、H₂為原料生成二甲醚，同時(shí)生成二氧化碳或水，根據(jù)原子守恒書寫其反應(yīng)的方程式為：2CO+4H₂=CH₃OCH₃+H₂O；3CO+3H₂=CH₃OCH₃+CO₂；
故答案為：2CO+4H₂=CH₃OCH₃+H₂O；3CO+3H₂=CH₃OCH₃+CO₂；
（3）圖中所示流程聯(lián)合生產(chǎn)甲醇、二甲醚、生鐵是可行的，因?yàn)樵�料為甲烷、氧氣等容易得到、從反�?yīng)方程式可知原料利用率高、中間產(chǎn)物能有效地循環(huán)利用；
故答案為：可行，因?yàn)樵�料易得、原料利用率高、中間產(chǎn)物能有效地循環(huán)利用．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了工藝流程圖，注意把握工業(yè)生產(chǎn)的原理，根據(jù)反應(yīng)物的性質(zhì)分析，題目難度不大．