Question

二甲醚(CH₃OCH₃)被稱為21世紀(jì)的新型燃料，它清潔、高效，具有優(yōu)良的環(huán)保性能。四川是利用天然氣生產(chǎn)二甲醚的重要基地之一。

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(1)相同條件下，二甲醚與乙醇的燃燒熱_________________(填“相同”或“不同”)，理由是____________________________________________________________________。

(2)二甲醚可由合成氣(CO＋H₂)在一定條件下制得。用合成氣制二甲醚時，還產(chǎn)生了一種可參與大氣循環(huán)的無機(jī)化合物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式可能是_________________________。

(3)制備二甲醚的合成氣可由甲烷與水蒸氣或二氧化碳經(jīng)高溫催化反應(yīng)制得。合成氣除制二甲醚外，還可用于冶煉金屬，用它冶煉鐵的生產(chǎn)過程可示意如下：

①在催化反應(yīng)室中進(jìn)行的反應(yīng)均為可逆反應(yīng)，增大體系的壓強(qiáng)對甲烷轉(zhuǎn)化率的影響是____________(填“增大”“減小”或“不變”)。

②在上述煉鐵過程的某時間段內(nèi)，若有x m³(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的甲烷進(jìn)入燃燒室中充分燃燒，還原反應(yīng)室有5y kg(即×10³ mol)鐵生成，假設(shè)燃燒室與還原反應(yīng)室產(chǎn)生的高溫尾氣全部進(jìn)入催化反應(yīng)室，則這些高溫尾氣在理論上可產(chǎn)生合成氣___________ m³(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

Answer 1

(1)不同  1 mol二甲醚與乙醇燃燒所需要的O₂、生成的CO₂、H₂O的量完全相同。但二甲醚與乙醇結(jié)構(gòu)不同，1 mol二甲醚與乙醇中所含的化學(xué)鍵的數(shù)目不同，種類不同，導(dǎo)致化學(xué)鍵斷裂所需能量不同(只要答出相應(yīng)的觀點就可)

(2)3CO＋3H₂CH₃OCH₃＋CO₂或2CO＋4H₂CH₃OCH₃＋H₂O

(3)①減小  ②12(x＋y)

解析：這是一道綜合性題目，既有物質(zhì)的制備又有能量和有關(guān)平衡的問題。

(1)二甲醚和乙醇屬于同分異構(gòu)體，等物質(zhì)的量耗O₂量相同，生成CO₂和H₂O的量相同，但是它們的結(jié)構(gòu)不同，化學(xué)鍵數(shù)目不同，種類不同，導(dǎo)致化學(xué)鍵斷裂所需能量不同，故燃燒熱不同。

(2)可參與大氣循環(huán)的氣體由C、H、O組成的有CO₂、H₂O，故方程式為：

3CO+3H₂CH₃OCH₃+CO₂或2CO+4H₂CH₃OCH₃+H₂O