Question

合成气（CO+H2）是一种重要的化工原料，在化工生产中具有十分广泛的用途．其制备及运用的一种工艺流程如

合成气（CO+H2）是一种重要的化工原料，在化工生产中具有十分广泛的用途．其制备及运用的一种工艺流程如图所示（其中X与X′的主要成分类似）（1）在合成气冶炼金属铁的流程中，向燃烧室中通入甲烷与氧气的目的是______，其最佳体积配比V（CH4）：V（O2）为______．（2）甲醇、二甲醚（CH3OCH3）等物质被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能．①写出用合成气生产甲醇的化学方程式：______，用该方法合成甲醇的最大优点是______．②用合成气为原料生产二甲醚，随着原料配比的不同反应产物不尽相同，但产生的尾气可循环使用，试写出以CO、H2为原料制取二甲醚的两种不同的化学方程式：______、______．（3）某化工厂试图使用上图所示流程联合生产甲醇、二甲醚、生铁，你认为是否可行？若不可行，请说明理由；若可行，联合生产有什么优点？______．

Answer 1

（1）甲烷与氧气反应放出大量热，所以向燃烧室中通入甲烷与氧气的目的是为还原铁矿石提供热量；甲烷在点燃条件下燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O，所以最佳体积配比V（CH₄）：V（O₂）为1：2；
故答案为：为还原铁矿石提供热量；1：2；
（2）①氢气与一氧化碳反应生成甲醇，其反应的方程式为：CO+2H₂=CH₃OH；反应物全部转化为目标产物，所以该反应的原子利用率为100%；
故答案为：CO+2H₂=CH₃OH；原子利用率为100%；
②以CO、H₂为原料生成二甲醚，同时生成二氧化碳或水，根据原子守恒书写其反应的方程式为：2CO+4H₂=CH₃OCH₃+H₂O；3CO+3H₂=CH₃OCH₃+CO₂；
故答案为：2CO+4H₂=CH₃OCH₃+H₂O；3CO+3H₂=CH₃OCH₃+CO₂；
（3）图中所示流程联合生产甲醇、二甲醚、生铁是可行的，因为原料为甲烷、氧气等容易得到、从反应方程式可知原料利用率高、中间产物能有效地循环利用；
故答案为：可行，因为原料易得、原料利用率高、中间产物能有效地循环利用．