化學(xué)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(xué)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(dá)式K=c（CO2）?c2（H2O）c（CH4）c（CO2）?c2（H2O）c（CH4）。
（3）氧的質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?shù)x（O2）為21%]，發(fā)生反應(yīng)①。平衡時(shí)x（O2）隨反應(yīng)溫度T變化的曲線如圖所示。985℃時(shí)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(dòng)反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)。反應(yīng)溫度必須控制在1030℃以下，原因是 溫度高于1030℃時(shí)，x（O2）大于21%，載氧體無法載氧溫度高于1030℃時(shí)，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(xué)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(shí)間內(nèi)燃料反應(yīng)器釋放的熱量分別為akJ、bkJ，則a ＜
＜
b（填“＞”“=”或“＜”）【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡常數(shù)的含義；化學(xué)平衡的影響因素；用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算；反應(yīng)熱和焓變．
【答案】-902；；＞；58%；反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)；溫度高于1030℃時(shí)，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(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：387引用：4難度：0.7
相似題
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1．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號(hào)）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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