题干 |
化学链燃烧（CLC）是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术，与传统燃烧方式相比，避免了空气和燃料的直接接触，有利于高效捕集CO2。基于CuO/Cu2O载氧体的甲烷化学链燃烧技术示息图如下。
空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为：
①2Cu2O(s)+O2(g)＝4CuO(s) ΔH1=－277kJ·mol－1
②8CuO(s)+CH4(g)＝4Cu2O(s)+CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2=－348kJ·mol－1
（1）反应CH4(g) +2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ΔH= kJ·mol－1
（2）反应②的平衡常数表达式K=
（3）氧的质量分数：载氧体1 （填">“、"=“或“<”）载氧体Ⅱ。
（4）往盛有CuO/Cu2O载氧体的刚性密闭容器中充入空气[氧气的物质的量分数x(O2)为21%]，发生反应①。平衡时x(O2)随反应温度T变化的曲线如右图所示。985℃时O2的平衡转化率α(O2)＝ 。（保留2位有效数字）
（5）根据右图，x(O2)随温度升高而增大的原因是 。反应温度必须控制在1030℃以下，原因是 。
（6）载氧体掺杂改性，可加快化学链燃烧速率，使用不同掺杂的CuO/Cu2O载氧体，反应②活化能如下表所示。
载氧体掺杂物质
| 氧化铝
| 膨润土
| 活化能/kJ·mol－1
| 60±2.3
| 37.3±1.3
| 由表中数据判断：使用 （填“氧化铝”“或“膨润土”）掺杂的载氧体反应较快；使用氧化铝或者膨润土掺杂的载氧体，单位时间内燃料反应器释放的热量分别为akJ、bkJ，则a b（填“＞”“＝”或“＜”）
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