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    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：

    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）？

    （1）6.72m3  (2分)   (2)10m3,200m3  (每空2分)    (3)80.5t  (4分)


    解析:

    本题考查多步反应的化学计算，关系复杂，难度较大，容易出错，是一道考查综合思维能力、区分度好的试题。(1)(C6H10O5) n ~ 3nCH4,即C6H10O5 ~ 3CH4

    n(CH4)=3n(C6H10O5) =

    V(CH4)=300mol×22.4L/mol=6.72×103L=6.72m3

    (2)依题意，100m3天然气含CH495m3、CO25m3。观察合成反应，CO:H2=1:2时才能充分利用。再观察造气反应，反应（1）必须是（2）的2倍才能达到上述要求。又知反应（2）耗CH4为5m3，则反应（1）耗CH4为10m3，同时需水10m3；所以反应（3）的CH4为80m3，需O240m3，即空气200m3。

    （3）由反应N2+3H2==2NH3可求得生产34t氨需1×106molN2和3×106molH2，则反应②通入的O2为1×1/4=0.25×106mol，生成H21×106mol；则反应①应生成H29×106mol，其中用于合成CH3OCH3的H2为6×106mol，由关系式4H2 ~ CH3OCH3可求得：n(CH3OCH3)=（1×106+6×106）mol×1/4=1.75×106mol，为80.5t。

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    二甲醚是一种重要的清洁燃料．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．主要的三步反应如下：
    ①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）；△H=-91.8kJ?mol
    ②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-23.5kJ?mol
    ②CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H=-41.3kJ?mol
    回答下列问题：
    （2）水煤气合成二甲醚三步反应总的热化学方程式为：
     

    （3）-定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡后，要提高CO的转化率，下列措施中可以采取的是
     
     （填字母代号）．
    a．升高温度； b．降低温度； c．增大压强； d．减小压强；
    e．缩小体积；f．增大CO的浓度；g．增大CO2的浓度
    （3）某温度下，将一定里的CH3OH加入密闭容器中发生反应：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g），
    经20min反应达到平衡，此时测得c（CH3OH）=0.56mol?L；c（H2O）=0.72mol?L-1
    ①达平衡时，c（CH3OCH3）=
     
    该时间段内反应逨率v（CH3OH）=
     
    ．开始加入的CH3OH浓度c（CH3OH）=
     
    ．
    ②在相同的条件下，若起始浓度的数值如下表所示
     物质  CH3OH  CH3OCH3  H2O
     浓度/（mol?L-1）  0.28  0.86  0.86
    则该反应正、逆反应速率（v正、v逆）随时间（＜）变化的曲线是下列图中的：
     
    平衡时CH3OCH在混合物中的体积百分含量是
     

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    科目：高中化学 来源：2011-2012学年江苏省无锡市高三上学期期末考试化学试卷 题型：填空题

    （14分）二甲醚（CH3OCH。）和甲醇（CH3OH）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：

        （1）催化反应室B中CO与H2合成二甲醚的化学方程式为           .

        （2）催化反应室A中发生的反应为：

        CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）……（I）、CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）……（Ⅱ）催化反应室C中发生的反应为：

        CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）……（Ⅲ）、CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）……（Ⅳ）

        ①已知：原子利用率=×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为        。

        ②反应（Ⅳ）的△S         0（填“>”、“=”或“<”）。

        ③在压强为5MPa，体积为VL的反应室c中，amol CO与20mol H2在催化剂作用下发生反应（Ⅲ）生成甲醇，CO的转化率与温度的关系如右图。则该反应的△H      0（填“>”、“=”或“<”）。300℃时该反应的平衡常数K=         （用含字母的代数式表示）。

       

    （3）我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。

        该燃料电池负极的电极反应式为：

        CH3OCH3一12e一+16OH一=2CO2-3+11H2O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫（体积分数为x）废气的方法如下：

        ①将含SO2的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO3溶液；

        ②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；

        ③将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收。

        用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气，计算消耗二甲醚的质量。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （14分）二甲醚（CH3OCH。）和甲醇（CH3OH）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：

        （1）催化反应室B中CO与H2合成二甲醚的化学方程式为           .

        （2）催化反应室A中发生的反应为：

        CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）……（I）、CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）……（Ⅱ）催化反应室C中发生的反应为：

        CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）……（Ⅲ）、CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）……（Ⅳ）

        ①已知：原子利用率=×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为        。

        ②反应（Ⅳ）的△S         0（填“>”、“=”或“<”）。

        ③在压强为5MPa，体积为VL的反应室c中，amol CO与20mol H2在催化剂作用下发生反应（Ⅲ）生成甲醇，CO的转化率与温度的关系如右图。则该反应的△H     0（填“>”、“=”或“<”）。300℃时该反应的平衡常数K=        （用含字母的代数式表示）。

       

    （3）我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。

        该燃料电池负极的电极反应式为：

        CH3OCH3一12e一+16OH一=2CO2-3+11H2O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫（体积分数为x）废气的方法如下：

        ①将含SO2的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO3溶液；

        ②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；

        ③将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收。

        用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气，计算消耗二甲醚的质量。

     

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    科目：高中化学 来源：2012届江苏省无锡市高三上学期期末考试化学试卷 题型：填空题

    （14分）二甲醚（CH3OCH。）和甲醇（CH3OH）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：

    （1）催化反应室B中CO与H2合成二甲醚的化学方程式为          .
    （2）催化反应室A中发生的反应为：
    CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）……（I）、CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）……（Ⅱ）催化反应室C中发生的反应为：
    CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）……（Ⅲ）、CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）……（Ⅳ）
    ①已知：原子利用率=×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为       。
    ②反应（Ⅳ）的△S         0（填“>”、“=”或“<”）。
    ③在压强为5MPa，体积为VL的反应室c中，amol CO与20mol H2在催化剂作用下发生反应（Ⅲ）生成甲醇，CO的转化率与温度的关系如右图。则该反应的△H     0（填“>”、“=”或“<”）。300℃时该反应的平衡常数K=         （用含字母的代数式表示）。

    （3）我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。
    该燃料电池负极的电极反应式为：
    CH3OCH3一12e一+16OH一=2CO2-3+11H2O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫（体积分数为x）废气的方法如下：
    ①将含SO2的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO3溶液；
    ②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；
    ③将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收。
    用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气，计算消耗二甲醚的质量。

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