Question

煤制油是一项新兴的、科技含量较高的煤化工技术，发展煤制油对我国而言具有重大意义．下列是煤通过间接液化技术制汽油和丙烯的主要工艺流程图．

已知甲醇制烃的反应原理为：
（1）为了提高原料利用率，上述工艺中应控制合成气中V（CO）：V（H₂）=

 

．
（2）由二甲醚在催化剂作用下转化为丙烯的化学方程式为：

 

．
（3）每生产1t甲醇约耗煤1.5t，每生产1t汽油约需耗2.4t甲醇，2015年我国煤制油将达到1000万吨，则2015年当年需消耗原煤约

 

万吨．
（4）采用MTG法生产的汽油中，均四甲苯（1，2，4，5-四甲基苯）质量分数约占4%～7%，均四甲苯的结构简式为：

 

．
（5）采用DMTO技术，若获得乙烯和丙烯及丁烯3种烃，生成丁烯的选择性（转化丁烯的甲醇的物质的量与甲醇总物质的量之比）为20%，其余生成乙烯和丙烯，设丙烯的选择性为x，今有403.2L（标准状况）合成气，且完全转化为甲醇，甲醇转化为烯烃的总转化率亦为100%，请作出丙烯的物质的量随x变化的曲线．

Answer 1

分析：（1）写出反应的方程式，根据方程式计算；
（2）已知反应物和生成物，可从质量守恒定律的角度配平，进而写出方程式；
（3）根据反应的质量关系计算：1t甲醇约耗煤1.5t，每生产1t汽油约需耗2.4t甲醇，则生成1t汽油需要2.4×1.5t=3.6t原煤；
（4）根据名称可写出结构简式；
（5）合成气的物质的量为

403.2L

22.4L/mol

=18mol，其中CO为18mol×

1

3

=6mol，丙烯的选择性最大值为0.8，则最多生成丙烯为6mol×0.8×

1

3

=1.6mol．

解答：解：（1）合成甲醇的方程式为CO+2H₂→CH₃OH，由方程式可知上述工艺中应控制合成气中V（CO）：V（H₂）=1：2，
故答案为：1：2；
（2）二甲醚在催化剂作用下转化为丙烯的化学方程式为3CH₃OCH₃ 

催化剂

2CH₃-CH=CH₂+3H₂O，
故答案为：3CH₃OCH₃ 

催化剂

2CH₃-CH=CH₂+3H₂O；
（3）1t甲醇约耗煤1.5t，每生产1t汽油约需耗2.4t甲醇，则生成1t汽油需要2.4×1.5t=3.6t原煤，则2015年我国煤制油将达到1000万吨，需要原煤的质量为3.6t×1000万=3600万t，
故答案为：3600；
（4）根据名称可知均四甲苯的结构简式为，故答案为：；
（5）合成气的物质的量为

403.2L

22.4L/mol

=18mol，其中CO为18mol×

1

3

=6mol，丙烯的选择性最大值为0.8，则最多生成丙烯为6mol×0.8×

1

3

=1.6mol，则图象为，
故答案为：．

点评：本题考查有机物的合成，题目难度较大，题目中的化学方程式可根据反应物和生成物从质量守恒的角度书写，注意把握有机物的名称，易错点为（5），注意纵坐标与横坐标的关系．