Question

煤制油是一項(xiàng)新興的、科技含量較高的煤化工技術(shù)，發(fā)展煤制油對(duì)我國(guó)而言具有重大意義。下列是煤通過(guò)間接液化技術(shù)制汽油和丙烯的主要工藝流程圖。

已知甲醇制烴的反應(yīng)原理為：

（1）為了提高原料利用率，上述工藝中應(yīng)控制合成氣中V(CO)：V(H₂)＝                。
（2）由二甲醚在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為丙烯的化學(xué)方程式為：                        。
（3）每生產(chǎn)1t甲醇約耗煤1.5t，每生產(chǎn)1 t汽油約需耗2.4t甲醇，2015年我國(guó)煤制油將達(dá)到1000萬(wàn)噸，則2015年當(dāng)年需消耗原煤約         萬(wàn)噸。
（4）采用MTG法生產(chǎn)的汽油中，均四甲苯（1,2,4,5-四甲基苯）質(zhì)量分?jǐn)?shù)約占4 %～7%，均四甲苯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：                              。
（5）采用DMTO技術(shù)，若獲得乙烯和丙烯及丁烯3種烴，生成丁烯的選擇性（轉(zhuǎn)化丁烯的甲醇的物質(zhì)的量與甲醇總物質(zhì)的量之比）為20%，其余生成乙烯和丙烯，設(shè)丙烯的選擇性為x，今有403.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)合成氣，且完全轉(zhuǎn)化為甲醇，甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴的總轉(zhuǎn)化率亦為100%，請(qǐng)作出丙烯的物質(zhì)的量隨x變化的曲線(xiàn)。

Answer 1

（14分）（1）1∶2（1分） （2）3CH₃OCH₃2CH₃－CH=CH₂ + 3H₂O（2分）
（3）3600（4分）（4）（3分）（5）（4分）

試題分析：（1）根據(jù)甲醇的化學(xué)式CH₄O可知，為了提高原料利用率，上述工藝中應(yīng)控制合成氣中V(CO)：V(H₂)＝1:2。
（2）根據(jù)原子守恒可知，二甲醚在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為丙烯的通式必然還有水生成，所以化學(xué)方程式為3CH₃OCH₃2CH₃－CH=CH₂ + 3H₂O。
（3）根據(jù)題意可知：
汽油  ～   甲醇  ～  煤
1t          2.4t       2.4t×1.5
1000萬(wàn)t                 3600萬(wàn)t
（4）根據(jù)苯的同系物命名原則可知，均四甲苯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。
（5）合成氣的物質(zhì)的量是403.2L÷22.4L/mol＝18mol，則可以生成甲醇6mol，生成二甲醚是3mol。其中轉(zhuǎn)化為丁烯的選擇性未20%，則轉(zhuǎn)化為丙烯的選擇性最多是80%，所以根據(jù)方程式可知最多生成丙烯是，所以圖像是（見(jiàn)答案）。煤制油的有關(guān)判斷、方程式的書(shū)寫(xiě)、計(jì)算以及圖像繪制
點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強(qiáng)，難易適中，側(cè)重對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也注重對(duì)學(xué)生答題能力的培養(yǎng)和方法指導(dǎo)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力。