隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的轉(zhuǎn)化利用越來越受到人們的關(guān)注．如圖所示是最近研發(fā)出的天然氣利用新途徑：首先，甲烷在催化劑作用下發(fā)生“氧氯化反應”生成一氯甲烷；然后，一氯甲烷在400℃的條件下通過分子篩催化轉(zhuǎn)化為低碳烯烴．
請根據(jù)以上信息回答下列問題：
（1）第一輪次反應投料時甲烷和氯化氫的最佳體積比為______．
（2）由一氯甲烷生成丙烯的化學方程式為______
【答案】分析：（1）由發(fā)生2CH4+2HCl+O22CH3Cl+2H2O來分析；
（2）一氯甲烷生成丙烯，還應生成HCl；
（3）①由關(guān)系式知CH4→（CH2）n，總體轉(zhuǎn)化率為0.9×0.8，以此進行計算；
②設(shè)初始反應的甲烷量為1，甲烷轉(zhuǎn)化率為80%，則還剩余0.2，氧氣剩余0.1，HCl剩余0.72，以此計算需補充的甲烷、氧氣和HCl的體積比．
解答：解：（1）由信息可知發(fā)生的第一步轉(zhuǎn)化為2CH4+2HCl+O22CH3Cl+2H2O，則甲烷和氯化氫的最佳體積比為l：1，故答案為：l：1；
（2）一氯甲烷生成丙烯，還應生成HCl，該反應為3CH3ClCH2=CH-CH3+3HCl，故答案為：3CH3ClCH2=CH-CH3+3HCl；
（3）①由關(guān)系式知CH4→（CH2）n，總體轉(zhuǎn)化率為0.9×0.8，標準狀況下，1m3甲烷經(jīng)過一輪反應可得到烯烴的質(zhì)量為×14=0.45kg，故答案為：0.45；
②設(shè)初始反應的甲烷量為1，由2CH4+2HCl+O22CH3Cl+2H2O、3CH3ClCH2=CH-CH3+3HCl，甲烷轉(zhuǎn)化率為80%，則多部反應甲烷剩余0.2，氧氣剩余0.1，HCl剩余0.72，一氯甲烷0.08，三者反應的體積比可知需補充甲烷0.8、氧氣0.4、氯化氫0.08，最終比例為10：5：1，故答案為：10：5：1．
點評：本題考查有機化學反應的計算，明確發(fā)生的化學反應是解答本題的關(guān)鍵，注意反應中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率是解答的易錯點，題目難度中等．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：

隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的轉(zhuǎn)化利用越來越受到人們的關(guān)注．如圖所示是最近研發(fā)出的天然氣利用新途徑：首先，甲烷在催化劑作用下發(fā)生“氧氯化反應”生成一氯甲烷；然后，一氯甲烷在400℃的條件下通過分子篩催化轉(zhuǎn)化為低碳烯烴．
請根據(jù)以上信息回答下列問題：
（1）第一輪次反應投料時甲烷和氯化氫的最佳體積比為
l：1
l：1
．
（2）由一氯甲烷生成丙烯的化學方程式為
3CH3Cl
分子篩
CH2=CH-CH3+3HCl
3CH3Cl
分子篩
CH2=CH-CH3+3HCl
．
（3）若該途徑中的第一步“甲烷氧氯化反應”的轉(zhuǎn)化率為80%，經(jīng)除水、分離出混合物中的一氯甲烷后，剩余物質(zhì)全部留用并投入第二輪次生產(chǎn)；第二步反應生成含有乙烯、丙烯、丁烯的混合氣體，碳原子的利用率為90%，分離出其中的烯烴氣體后剩余物質(zhì)全部留用并投入第二輪次生產(chǎn)．則：
①標準狀況下，1m3甲烷經(jīng)過一輪反應可得到
0.45
0.45
kg乙烯、丙烯、丁烯的混合氣體．
②第二輪次反應投料時，需補充的甲烷、氧氣和HCl的體積比為
10：5：1
10：5：1
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注．以天然氣（主要成分CH4）為原料合成氣（主要成分
CO、H2）制化學品，是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線．而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣，常因含羰基鐵[Fe（CO）5]等而導致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑產(chǎn)生中毒．
請問答下列問題：
（1）Fe（CO）5中鐵的化合價為0，寫出鐵原子的基態(tài)電子排布式
[Ar]3d64s2
[Ar]3d64s2
．
（2）原子數(shù)目和電子總數(shù)（或價電子總數(shù)）相同的微粒互為等電子體，等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征．與CO分子互為等電子體的分子和離子分別為
N2
N2
和
CN-
CN-
（填化學式），CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成
C≡O(shè)
C≡O(shè)
．
（3）Fe（CO）5常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑．據(jù)此可判斷Fe（CO）5晶體為
分子晶體
分子晶體
（填晶體類型）．
（4）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有
CH4、CH3OH
CH4、CH3OH
，CH3OH的熔、沸點比CH4的熔、沸點比高，其主要原因是
CH3OH形成分子間氫鍵
CH3OH形成分子間氫鍵
．

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科目：高中化學 來源：2014屆江蘇泰州二中高二第一次（10月）限時作業(yè)化學試卷（解析版） 題型：填空題

(14分)隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注。以天然氣（主要成分CH4）為原料經(jīng)合成氣（主要成分CO、H2）制化學品，是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線。而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣，常因含羰基鐵［Fe(CO)5］等而導致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑產(chǎn)生中毒。

請問答下列問題：

（1）Fe(CO)5中鐵的化合價為0，寫出鐵原子的基態(tài)電子排布式　　　　　　　　　

（2）原子數(shù)目和電子總數(shù)（或價電子總數(shù)）相同的微�；榈入娮芋w，等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征。與CO分子互為等電子體的分子和離子分別為　　　　和　　　（填化學式），CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成　　　　　　。

（3）Fe(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔點為－20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑。據(jù)此可判斷Fe(CO)5晶體為　　　　　　　晶體。

（4）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有　　　　　　　　　，CH3OH的熔、沸點比CH4的熔、沸點比高，其主要原因是　　　　　　　　　　。

 

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科目：高中化學 來源：2010年江蘇省南京市高三上學期期中考試化學試題 題型：計算題

（12分）隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的轉(zhuǎn)化利用越來越受到人們的關(guān)注。下圖是最近研發(fā)出的天然氣利用新途徑：首先甲烷在催化劑作用下發(fā)生“氧氯化反應”生成一氯甲烷；然后一氯甲烷在400°C的條件下通過分子篩催化轉(zhuǎn)化為低碳烯烴。

 

 

    請根據(jù)以上信息回答下列問題：

   （1）第一輪次反應投料時甲烷和氯化氫的最佳體積比（相同條件）為            。

   （2）由一氯甲烷生成丙烯的化學方程式為        。

   （3）按最佳反應投料比，若該途徑中的第一步“甲烷氧氯化反應”的轉(zhuǎn)化率為80%，經(jīng)除水、分離出混合物中的一氯甲烷后，剩余CH4、O2和HCl全部留用并投入第二輪次生產(chǎn)；第二步一氯甲烷反應生成含有乙烯、丙烯、丁烯和氯化氫的混合氣體，碳原子的利用率為90%，分離出其中的烯烴氣體后，剩余HCl也全部留用并投入第二輪次生產(chǎn)，則：

        ①標準狀況下，1m3甲烷經(jīng)過一輪反應可得到         kg乙烯、丙烯、丁烯的混

合氣體。

②為了與第一輪次得到的等量的低碳烯烴，第二輪次反應投料時，需補充的CH4、

O2和HCl的體積比為（相同條件）       。（請寫出①和②的計算過程）

 

 

 

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