题目内容
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：
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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。
CO（g）+3H2（g）……（I）、CO（g）+H2O（g）
×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为 。
CO（g）+3H2（g）……（I）、CO（g）+H2O（g）
×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为 。
与H2合成二甲醚的化学方程式为 .
CO（g）+3H2（g）……（I）、CO（g）+H2O（g）
×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为 。