化學(xué)鏈燃燒技術(shù)是借助載氧體將傳統(tǒng)燃料燃燒反應(yīng)分解為幾個(gè)氣固相反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)燃料與空氣不接觸，其一般模型如圖1所示：

（1）模型中載氧體中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：載氧體Ⅰ

＞

＞

載氧體Ⅱ（填“＞”“＜”或“=”）。
（2）查文獻(xiàn)可知，鐵基載氧體由于高攜氧能力、良好的反應(yīng)活性和較低的成本被選為理想候選載氧體。某實(shí)驗(yàn)小組用FeO/Fe作載氧體，CH₄為燃料模擬研究該過(guò)程。
①空氣反應(yīng)器中載氧體中Fe的價(jià)層電子的變化為

由3d⁶4s²變?yōu)?d⁶

由3d⁶4s²變?yōu)?d⁶

（用價(jià)層電子排布式表示）。
②在剛性空氣反應(yīng)器中充入空氣，平衡時(shí)x（O₂）隨反應(yīng)溫度T變化的曲線如圖所示。x（O₂）隨溫度升高而增大的原因是

2Fe+O₂?2FeO為放熱反應(yīng)，溫度升高平衡左移，x（O₂）增大

2Fe+O₂?2FeO為放熱反應(yīng)，溫度升高平衡左移，x（O₂）增大

（用平衡移動(dòng)的原理解釋）。反應(yīng)溫度必須控制在T₁℃以下，原因是

溫度高于T₁℃時(shí)，x（O₂）大于21%，載氧體無(wú)法載氧

溫度高于T₁℃時(shí)，x（O₂）大于21%，載氧體無(wú)法載氧

。[已知氧氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x（O₂）為21%]

③向剛性燃料反應(yīng)器中加入2molCH₄（g）和8molFeO（s），維持溫度為T₂℃，發(fā)生反應(yīng)：CH₄（g）+4FeO（s）?4Fe（s）+2H₂O（g）+CO₂（g）。反應(yīng)起始時(shí)壓強(qiáng)為p₀，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)是起始?jí)簭?qiáng)的2.0倍。平衡時(shí)，CH₄（g）與CO₂（g）物質(zhì)的量濃度之比c（CH₄）：c（CO₂）=

1：1

1：1

。T℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_p=

p

2

0

p

2

0

（用含p₀的代數(shù)式表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。
（3）中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采用熱重分析法研究了不同升溫速率對(duì)純Fe₂O₃載氧體樣品的影響，如圖所示。已知：Fe₂O₃在還原過(guò)程中按Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe逐級(jí)轉(zhuǎn)變。

①當(dāng)失重率為9%時(shí)，鐵基載氧體被還原為

Fe₃O₄和FeO

Fe₃O₄和FeO

。
②圖中升溫速率與鐵基氧載體失重率呈負(fù)相關(guān)，你認(rèn)為可能的原因是

低升溫速率有助于載氧體顆粒散熱，從而使載氧體顆粒可以更深程度地被還原，失重程度更大

低升溫速率有助于載氧體顆粒散熱，從而使載氧體顆粒可以更深程度地被還原，失重程度更大

。