Question

一碳化學(xué)是以分子中只含一個(gè)碳原子的化合物（如CO、CH₄等）為原料來(lái)合成一系列化工原料和燃料的化學(xué)．工業(yè)上常用天然氣和水蒸氣或二氧化碳經(jīng)高溫催化反應(yīng)得到CO和H₂，得到的CO和H₂的混合氣被稱為合成氣．如圖為利用合成氣合成新型燃料二甲醚（CH₃OCH₃）及冶煉鐵的部分生產(chǎn)過(guò)程．
（1）二甲醚與酒精（C₂H₅OH）的化學(xué)式組成________（選填“相同”或“不相同”）．二甲醚在空氣中完全燃燒生成二氧化碳和水得化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_______．若在二甲醚火焰上放一白瓷板，可觀察到白瓷板上有________．
（2）還原反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（赤鐵礦中雜質(zhì)不參加反應(yīng)）共有________個(gè)，若還原反應(yīng)室利用甲烷完全燃燒維持高溫，則還原反應(yīng)室所得產(chǎn)品________（選填“屬于”或“不屬于”）生鐵．
（3）寫出催化反應(yīng)室中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式________（任寫一個(gè)）．上述生產(chǎn)過(guò)程中，可參與循環(huán)的物質(zhì)有________、________．
（4）綠色化學(xué)的特點(diǎn)之一是“零排放”，即反應(yīng)物原子全部進(jìn)入到需要的產(chǎn)品中．由合成氣制備二甲醚的反應(yīng)________（選填“符合”、或“不符合”）這一特點(diǎn)．
（5）上述生產(chǎn)過(guò)程中所得合成氣中CO和H₂的質(zhì)量比不可能是________．
A、14：3　　　 B、7：1　　　C、14：5　　 D、28：5．

Answer 1

解：（1）由二甲醚與酒精的化學(xué)式中原子的種類及個(gè)數(shù)相同可知，二甲醚與酒精（C₂H₅OH）的化學(xué)式組成相同；二甲醚在空氣中完全燃燒生成二氧化碳和水，反應(yīng)的方程式為：CH₃OCH₃+3O₂2CO₂+3H₂O；由于二甲醚燃燒的產(chǎn)物中有水．所以，若在二甲醚火焰上放一白瓷板，可觀察到白瓷板上有水珠；
（2）還原反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有氫氣、一氧化碳和氧化鐵的兩個(gè)反應(yīng)．若還原反應(yīng)室利用甲烷完全燃燒維持高溫，則生成的鐵中不含有碳，不屬于生鐵；
（3）在催化反應(yīng)室中水蒸氣與甲烷催化重整得到氫氣和一氧化碳，化學(xué)反應(yīng)方程式為：CH₄+H₂OCO+3H₂；由生產(chǎn)過(guò)程中可知，可參與循環(huán)的物質(zhì)有CO₂、H₂O；
（4）合成氣制備二甲醚的反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為生成物中，符合零排放的特點(diǎn)；
（5）由生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)可知，在CH₄+H₂OCO+3H₂，生成CO和H₂的質(zhì)量比為28：6=14：3；在CO₂+CH₄2CO+2H₂，生成CO和H₂的質(zhì)量比為56：4=14：1．所以，上述生產(chǎn)過(guò)程中所得合成氣中CO和H₂的質(zhì)量比在14：1和14：3之間．所以，不可能是AC．
故答為：（1）相同，CH₃OCH₃+3O₂2CO₂+3H₂O，水珠；（2）2，不屬于；（3）CH₄+H₂OCO+3H₂，CO₂，H₂O；（4）符合；（5）AC．
分析：（1）比較二甲醚與酒精的化學(xué)式的原子的種類及個(gè)數(shù)；根據(jù)二甲醚燃燒的反應(yīng)寫出反應(yīng)的方程式，根據(jù)二甲醚燃燒的產(chǎn)物分析實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象；
（2）根據(jù)還原反應(yīng)室內(nèi)物質(zhì)的性質(zhì)分析發(fā)生的反應(yīng)；若還原反應(yīng)室利用甲烷完全燃燒維持高溫，則還原反應(yīng)室所得產(chǎn)品不含碳；
（3）根據(jù)催化反應(yīng)室中發(fā)生的反應(yīng)寫出反應(yīng)的方程式，根據(jù)利用合成氣合成新型燃料二甲醚（CH₃OCH₃）及冶煉鐵的部分生產(chǎn)過(guò)程分析參與循環(huán)的物質(zhì)；
（4）根據(jù)生產(chǎn)合成器內(nèi)的反應(yīng)分析CO和H₂的質(zhì)量比的范圍．
點(diǎn)評(píng)：本題解題的關(guān)鍵是根據(jù)題干提供的信息，找出反應(yīng)物、生成物，寫出反應(yīng)的方程式，再根據(jù)方程式進(jìn)行有關(guān)問(wèn)題的分析與判斷．