题目列表(包括答案和解析)
二甲醚(CH3OCH3)是一种新型的合成“柴油”。它可由生物甲烷或天然气合成。
⑴生物甲烷是由植物和动物粪便在一定条件下发酵而得的甲烷:
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若某植物纤维素的含量为10%,某沼气池,当加入该植物162kg,在微生物作用下完全转化可得CH4在标准状况下的体积为 m3。
⑵合成二甲醚主要步骤为造气和合成。过程如下:
若造气时,设每步转化率均为100%,设某天然气中只含5%CO2,不含其他杂质,每100m3天然气,应同时通入水蒸气和空气各多少体积(空气只含N2和O2,且体积比为4:1,下同),才能保证合成时CO和H2充分利用。V[H2O(g)]= m3;V[空气]= m3。
⑶为了充分利用反应过程中生成的比较纯净的氮气,某企业用天然气为主要原料联合生产二甲醚和氨,过程如下:
制气设备:①CH4+H2O → CO+3H2 ②2CH4+O2 → 2CO+4H2
合成塔Ⅰ:CO+2H2 → CH3OH ; 2CH3OH → CH3OCH3+H2O
合成塔Ⅱ:N2+3H2==2NH3
假设天然气中只含CH4,反应②中通入适量空气,调节①和②投入的CH4的量,以使反应①剩余的H2和反应②剩余的N2的体积比恰好为3:1,以便合成氨。该企业每生产34t NH3理论上同时可以得到二甲醚多少吨?(设工业多次转化,总转化率假定为100%设合成塔Ⅰ中水与CO不反应)?
(8分) 二甲醚(CH3OCH3)简称CME,是一种理想的煤基清洁燃料,可由生物甲烷或天然气合成。合成二甲醚主要步骤为造气和合成。过程如下:
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(1)生物甲烷是由植物在一定条件下发酵(代谢产物为相等物质的量的CH4和CO2 )而制得,植物纤维素发酵制得甲烷的化学方程式为 。
(2)若162 kg纤维素含量为10%的农作物桔杆,在微生物作用下完全转化为CH4和CO2,通入适量的水蒸气合成二甲醚,理论上最多可得到 kg的二甲醚。
(3)若天然气中只含CH4,空气中只含N2和O2,且体积比为4∶1。某企业用标准状况下22.4 m3天然气及水蒸气、空气为原料生产二甲醚,同时利用N2与H2合成氨。在合成二甲醚的同时,理论上还可得到多少千克的NH3?(假设天然气完全反应后的N2全部转化为NH3,且生产过程中转化率均为100%;合成塔中水与CO不反应)
合成氨联产二甲醚是一项具有中国特色的化工工艺,具有节能环保,其工艺流程如下:
已知造气时,主要发生的反应有:CH4+H2O→CO+3H2………①;2CH4+O2→2CO+4H2………②.
CO、CO2均可与H2合成甲醇,合成甲醇后排出的醇后气中有很少量的CO、CO2,需与H2转化为甲烷,防止CO使合成氨催化剂中毒.
(1)已知:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1323 kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol-1;及CO的燃烧热:283 kJ·mol-1.
在一定条件下,CO、H2能生成二甲醚和气态水,该热化学方程式为________.(本题涉及的条件均在同一条件下)
(2)相同体积的天然气,采用“合成氨同时联产二甲醚”和直接合成氨相比,新工艺优越性有________.
a.减少二氧化硫排放
b.适应低碳经济
c.可提高氮肥产量
d.资源综合利用率和经济效益高
(3)下图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图.a电极的电极反应式为________.
(4)假定造气时产生的转化气中不含CO2,H2与CO物质的量之比为2.2,空气由80% N2和20% O2组成,天然气中CH4为100%,且①和②的转化率均为100%.则同温同压下通入的空气和水蒸气的体积比,V(空气)/V(水蒸气)=________.
(5)今有224 m3(已折合成标准状况)由CO、H2、N2组成的混合气体,分别合成甲醇和氨,且三种气体均完全转化,驰放气中甲烷忽略不计,若得到液氨34 kg,则同时得到二甲醚________千克?
合成氨联产二甲醚是一项具有中国特色的化工工艺,具有节能环保,其主要工艺流程如下:
已知造气时,主要发生的反应有:CH4+H2O→CO+3H2 ①;2CH4+O2→2CO+4H2 ②.
CO、CO2均可与H2合成甲醇,合成甲醇后排出的醇后气中有很少量的CO、CO2,需与H2转化为甲烷,防止CO使合成氨催化剂中毒.
(1)NH3(g)→NH3(l)ΔH________0(填:“>”、“<”或“=”,下同);ΔS________0.
(2)相同体积的天然气,采用“合成氨同时联产二甲醚”和直接合成氨相比,新工艺优越性有________.
(a)减少二氧化硫排放
(b)适应低碳经济
(c)可提高氮肥产量
(d)资源综合利用率和经济效益高
(3)在催化剂、高温、高压下,CO2转化为甲烷的化学方程式为________.
(4)假定造气时产生的转化气中不含CO2,H2与CO物质的量之比为2.2,空气由80% N2和20% O2组成,天然气中CH4为100%,且①和②的转化率均为100%.则同温同压下通入的空气和水蒸气的体积比,V(空气)/V(水蒸气)=________.
(5)今有224 m3(已折合成标准状况)由CO、H2、N2组成的混合气体,分别合成甲醇和氨,且三种气体均完全转化,驰放气中甲烷忽略不计,若得到液氨34 kg,则同时得到二甲醚多少千克?________
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