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（12分）隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注。以天然氣為原料經(jīng)由合成氣（CO 、H₂）制化學(xué)品是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主導(dǎo)技術(shù)路線，主要工藝有以下幾種：

（1）甲烷的部分氧化。CH₄(g) + 1/2O₂ (g) = CO (g) + 2H₂(g)  ，△H = —35.6 kJ/mol。該反應(yīng)是   ▲       反應(yīng)（填“自發(fā)”、“非自發(fā)”或“一定條件下自發(fā)”）。有研究認(rèn)為甲烷部分氧化的機(jī)理為：

①CH₄(g) + 2O₂ (g) = CO ₂(g) + 2H₂O(g)  ，△H₁ =—890.3 kJ/mol

②CH₄(g) + CO₂ (g) = 2CO (g) + 2H₂(g)  ，△H₂ = 247.3 kJ/mol

③CH₄(g) + H₂O (g) = CO (g) + 3H₂(g)  ，△H₃

反應(yīng)③的△H₃=    ▲    。

（2）甲烷水蒸汽催化重整。如圖，反應(yīng)時(shí)熱氦氣從下部流入提供能量。由甲烷和水蒸汽組成的混合氣從催化管的上部流入，發(fā)生吸熱反應(yīng)，混合氣從下端出來后再向上進(jìn)入中心管，其目的是     ▲       。根據(jù)下表數(shù)據(jù)計(jì)算甲烷

的轉(zhuǎn)化率為       ▲       。

（3）甲烷二氧化碳催化重整。高溫下，該反應(yīng)速率明顯降低的原因可能是  ▲   。

（4）甲烷的部分氧化與重整耦合。以天然氣為燃料的發(fā)電尾氣（主要含CO₂、H₂O、O₂ 和N₂）與甲烷可直接用于制合成氣，下列說法錯(cuò)誤的是 ▲  。（填字母序號(hào)）

A．直接利用煙氣中的CO₂，可以大規(guī)模地減少 CO₂的排放量

B．煙氣的出口溫度較高，可以顯著地節(jié)約能量

C．使用恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢栽龃蠹淄榈霓D(zhuǎn)化率

    D．由于反應(yīng)體系中包含甲烷燃燒，可實(shí)現(xiàn)部分熱量自供，降低成本

隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注。以天然氣（主要成分是CH₄）為原料經(jīng)合成氣（主要成分為CO、H₂）制化學(xué)品，是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線。而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣，常因含羰基鐵［Fe(CO)₅］等而導(dǎo)致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑產(chǎn)生中毒。請(qǐng)回答下列問題：

（1）［Fe (CO)₅］中鐵的化合價(jià)為0，寫出鐵原子的基態(tài)電子排布式：_________________；

（2）與CO互為等電子體的分子和離子分別為___________和___________（各舉一種即可，填化學(xué)式），CO分子的電子式為__________，CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成______ _。

（3）在CH₄、CO、CH₃OH中，碳原子采取sp³雜化的分子有_________________，CH₃OH的熔、沸點(diǎn)比CH₄高，其主要原因是_____________________________________。

（4）CH₃CHO分子中，－CH₃中的碳原子采用____________雜化方式，－CHO中的碳原子采取_____________雜化方式。

(14分)隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注。以天然氣（主要成分CH₄）為原料經(jīng)合成氣（主要成分CO、H₂）制化學(xué)品，是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線。而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣，常因含羰基鐵［Fe(CO)₅］等而導(dǎo)致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑產(chǎn)生中毒。

請(qǐng)問答下列問題：

（1）Fe(CO)₅中鐵的化合價(jià)為0，寫出鐵原子的基態(tài)電子排布式　　　　　　　　　

（2）原子數(shù)目和電子總數(shù)（或價(jià)電子總數(shù)）相同的微粒互為等電子體，等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征。與CO分子互為等電子體的分子和離子分別為　　　　和　　　（填化學(xué)式），CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成　　　　　　。

（3）Fe(CO)₅常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為－20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑。據(jù)此可判斷Fe(CO)₅晶體為　　　　　　　晶體。

（4）在CH₄、CO、CH₃OH中，碳原子采取sp³雜化的分子有　　　　　　　　　，CH₃OH的熔、沸點(diǎn)比CH₄的熔、沸點(diǎn)比高，其主要原因是　　　　　　　　　　。