41.(南通市天星湖中学2007年三模试)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。
(1)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:
(C6H10O5)n+nH2O 3nCH4↑+3nCO2↑,若某植物纤维素(C6H10O5)n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。
(2)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,不含其它杂质,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。
(3)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,通过调节①和②中投入的CH4的量,以使反应①剩余的H2和反应②剩余的N2的体积比恰为3:1,以便合成氨。该企业每生产34tNH3理论上同时可以得到二甲醚多少吨(设工业经多次转化,总转化率假定为100%,设合成塔I中水与CO不反应)?
解答 (1)由题意知(C6H10O5)n+nH2O
3nCH4↑+3nCO2↑
162n 3n
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(2)要保证CO和H2的充分利用,则只能是生成的CO和H2必须是1:2。在100m3的天然气中有CH495m3和CO25m3。解设通入的水蒸气为Xm3,则有
CH4+CO2→2H2+2CO CH4+H2O→3H2+CO
5 5 10 10 X X 3X X
2CH4 + O2→ 4H2 + 2CO
95-5-X
2(95-5-X) 95-5-X
所以有
,可以得出X=10(m3),
38.(08珠海模拟)碳、氢、氧3种元素组成的有机物A,相对分子质量为102,含氢的质量分数为9.8%,分子中氢原子个数为氧的5倍。
(1)A的分子式是 。
(2)A有2个不同的含氧官能团,其官能团名称是 。
(3)一定条件下,A与氢气反应生成B,B分子的结构可视为1个碳原子上连接2个甲基和另外2个结构相同的基团。
①A的结构简式是 。
②A不能发生的反应是(填写序号字母) 。
a.取代反应 b.消去反应 c.酯化反应 d.还原反应
(4)写出两个与A具有相同官能团、并带有支链的同分异构体的结构简式:
、 。
(5)A还有另一类酯类同分异构体,该异构体在酸性条件下水解,生成两种相对分子质量相同的化合物,其中一种的分子中有2个甲基,此反应的化学方程式是
。
答案 (1)C5H10O2 (2)羟基 醛基
(3)
① ②b
(4)
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