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2021福建高考
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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·mol1
②8CuO(s)+CH4(g)=4Cu2O(s)+CO2(g)+2H2O(g)   ΔH2=-348kJ·mol1
(1)反应CH4(g) +2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)  ΔH=      kJ·mol1
(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·mol1
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“<”)
答案
(1)-802
(2)
(3)>
(4)58%
(5)反应①为放热反应,温度升高平衡左移温度
高于1030℃时,x(O2)大于21%,载氧体无法载氧
(6)膨润土;<
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