化學鏈燃燒（CLC）是利用載氧體將空氣中的氧傳輸至燃料的新技術(shù)，與傳統(tǒng)燃燒方式相比，避免了空氣和燃料的直接接觸，有利于高效捕集CO2?；贑uO/Cu2O載氧體的甲烷化學鏈燃燒技術(shù)示意圖如圖。
空氣反應(yīng)器與燃料反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)分別為：
①2Cu2O（s）+O2（g）═4CuO（s）△H1=-277kJ?mol-1
②8CuO（s）+CH4（g）═4Cu2O（s）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-348kJ?mol-1
（1）反應(yīng)CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=-902-902kJ?mol-1
（2）反應(yīng)②的平衡常數(shù)表達式K=c（CO2）?c2（H2O）c（CH4）c（CO2）?c2（H2O）c（CH4）。
（3）氧的質(zhì)量分數(shù)：載氧體Ⅰ＞＞（填“＞”、“=“或“＜”）載氧體Ⅱ。
（4）往盛有CuO/Cu2O載氧體的剛性密閉容器中充入空氣[氧氣的物質(zhì)的量分數(shù)x（O2）為21%]，發(fā)生反應(yīng)①。平衡時x（O2）隨反應(yīng)溫度T變化的曲線如圖所示。985℃時O2的平衡轉(zhuǎn)化率α（O2）=58%58%（保留2位有效數(shù)字）。
（5）根據(jù)如圖，x（O2）隨溫度升高而增大的原因是 反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動。反應(yīng)溫度必須控制在1030℃以下，原因是 溫度高于1030℃時，x（O2）大于21%，載氧體無法載氧溫度高于1030℃時，x（O2）大于21%，載氧體無法載氧。
（6）載氧體摻雜改性，可加快化學鏈燃燒速率，使用不同摻雜的CuO/Cu2O載氧體，反應(yīng)②活化能如下表所示。
c
（
C
O
2
）
?
c
2
（
H
2
O
）
c
（
C
H
4
）
c
（
C
O
2
）
?
c
2
（
H
2
O
）
c
（
C
H
4
）
| 載氧體摻雜物質(zhì) | 氧化鋁 | 膨潤土 |
| 活化能/kJ?mol-1 | 60±2.3 | 37.3±1.3 |
膨潤土
膨潤土
（填“氧化鋁”或“膨潤土”）摻雜的載氧體反應(yīng)較快；使用氧化鋁或者膨潤土摻雜的載氧體，單位時間內(nèi)燃料反應(yīng)器釋放的熱量分別為akJ、bkJ，則a ＜
＜
b（填“＞”“=”或“＜”）【答案】-902；；＞；58%；反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動；溫度高于1030℃時，x（O2）大于21%，載氧體無法載氧；膨潤土；＜
c
（
C
O
2
）
?
c
2
（
H
2
O
）
c
（
C
H
4
）
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：386引用：4難度：0.7
相似題
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1．CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下：
Ⅰ.CO2（g）+C2H6（g）?C2H4（g）+H2O（g）+CO（g）ΔH=+177kJ?mol-1（主反應(yīng)）
Ⅱ.C2H6（g）?CH4（g）+H2（g）+C（S）ΔH=+9kJ?mol-1（副反應(yīng)）
（1）反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步：
i.C2H6（g）?C2H4（g）+H2（g）ΔH1（反應(yīng)速率較快）
ii.H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）ΔH2=+41kJ?mol-1（反應(yīng)速率較慢）
①ΔH1=kJ?mol-1
②相比于提高c（C2H6），提高c（CO2）對反應(yīng)I速率影響更大，其原因是。
（2）向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4，選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示，工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素，反應(yīng)選擇800℃的原因是。
（3）在800℃時，=n（CO2）n（C2H6），充入一定體積的密閉容器中，在有催化劑存在的條件下，只發(fā)生主反應(yīng)，初始壓強為P，一段時間達到平衡，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)。計算結(jié)果用最簡分式表示）。
（4）工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應(yīng)：2CH4?C2H4+2H2ΔH＞0，溫度T時，向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4，僅發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2（CH4），v逆=k逆c（C2H4）?c2（H2），k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)，則T溫度時═k逆k正（用含有m的代數(shù)式表示）。
（5）我國科學家使用電化學的方法（裝置如圖）用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的極。
②陽極電極反應(yīng)式是。發(fā)布：2024/12/17 20:30:1組卷：24引用：2難度：0.6 -
2．一定條件下，可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算，也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)．在恒溫恒壓條件下，總壓不變，用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便．下列說法不正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/21 8:0:2組卷：134引用：1難度：0.7 -
3．工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO，以氨氣、氧氣為原料，在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2，兩個競爭反應(yīng)化學方程式如下：
Ⅰ．4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）
Ⅱ．4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中，在上述催化劑作用下反應(yīng)，相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知：有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是（ ）發(fā)布：2024/12/17 0:30:2組卷：81引用：5難度：0.5
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