题目内容

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?

练习册系列答案
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二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源,它清洁、高效.工业合成氨时可联产二甲醚,一定条件下,在容积固定的密闭设备中发生反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g);△H<0.
(1)若其它条件不变,升高反应设备的温度,H2的转化率
减少
减少
(填“增大”、“减少”、“不变”);若不改变反应设备的温度、不增大设备的压强,能提高二甲醚产率的措施有(写一条)
及时分离出二甲醚或水
及时分离出二甲醚或水

(2)相同温度下,在两个设备中进行上述反应,某时刻设备中各气态物质的浓度及正逆反应速率关系如下表所示.
①判断设备 I中的反应是否达到平衡状态
(填“是”或“否”),该温度下的平衡常数K=
1
1

②推测表中空格处v(正)与v(逆)的关系,并写出推测过程)
该反应的平衡常数K=1.0,而设备 II中Qc=c(CH3OCH3)?c3(H2O)/c2(CO2)?c6(H2
=1.0×10-4×(2.0×10-43/(2.0×10-22(1.0×10-26
=2.0,∴Qc>K,反应正在向逆反应方向进行,v(正)<v(逆)
该反应的平衡常数K=1.0,而设备 II中Qc=c(CH3OCH3)?c3(H2O)/c2(CO2)?c6(H2
=1.0×10-4×(2.0×10-43/(2.0×10-22(1.0×10-26
=2.0,∴Qc>K,反应正在向逆反应方向进行,v(正)<v(逆)

(3)若起始时CO2和H2的物质的量比为1:3,某一时刻从上述正在进行的反应设备中分离走H2和H2O,得到CO2(g)和CH3OCH3(g)的混合物.测算出该混合物中C、O两原子的物质的量比n(C):n(O)=1:x,画出以x为横坐标、上述反应中H2(g)的转化率为纵坐标的
的图象(直线).

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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