Question

一种通过铁基氧载体（Fe3O4/FeO）深度还原和再生来合成二甲醚（CH3OCH3）的原理如下图：

(1)二甲醚的合成反应：3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH1

①已知CO、H2与CH3OCH的燃烧热(ΔH)分别为a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1、(a、b、c均小于0)，则ΔH1=________kJ·mol-1。

②该反应选用CuO/ZnO/Al2O3复合催化剂，该催化剂能_______（填标号）。

A.促进平衡正向移动 B.提高反应速率

C.降低反应的活化能 D.改变反应的焓变

(2)CH4氧化器中发生的主反应：

ⅰ. CH4(g)+Fe3O4(s)CO(g)+2H2(g)+3Fe(s)

ⅱ. CH4(g)+4Fe3O4(s)CO2(g)+2H2O(g)+12FeO(s)

850℃时，压强和部分气体体积分数、固相各组分质量分数的关系如右下图。

①随着压强的增大，反应ⅰ的平衡常数K值________（填“增大”、“减小”、 或“不变”）

②结合图像，分析H2O的体积分数变化的原因_________（用化学方程式表示）

(3)将一定量的FeO和CO2置于CO2还原器（体积不变的密闭容器）中，发生的主反应：

CO2(g)+3FeO(s)Fe3O4(s)+ CO (g) ΔH2

保持其他条件不变，测得不同温度下最终反应体系中CO、CO2体积分数如下表：

温度I/℃	100	170	200	300	400	500
CO2体积分数	0.67	0.67	0.75	0.82	0.9	0.92
CO体积分数	0.33	0.33	0.25	0.18	0.1	0.08

①ΔH2_______0（填“>”或“<”）。

②若在150℃时进行上述转化，理论转化率ɑ(FeO)=___________。

③在上述反应体系中，一定可以说明该反应达到平衡状态的是______（填标号）。

A.体系的压强不变 B.CO2的物质的量不变

C.CO的生成速率和消耗速率相等且不等于零 D.气体的平均摩尔质量不变

④根据化学反应原理，分析CO2还原器温度设置在170℃的原因___________。

Answer 1