甲烷水汽重整反應(yīng)是我國(guó)主要的制氫技術(shù)，有關(guān)反應(yīng)如下：
反應(yīng)i：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）ΔH₁=akJ?mol^-1；
反應(yīng)ii：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）ΔH₂=bkJ?mol^-1。
回答下列問題：
（1）反應(yīng)i、反應(yīng)ii的平衡常數(shù)分別為K₁=1.198×

e

-

26830

273

+

T

、K₂=1.767×

e

1000

273

+

T

，反應(yīng)溫度為T℃。
①b

＜

＜

（填“＜”或“＞”）0。
②對(duì)于反應(yīng)i,v_正=k_正（CH₄）?c（H₂O），v_逆=k_逆c（CO）?c³（H₂）（k_正、k_逆為速率常數(shù)，僅與溫度有關(guān)）。向等壓密閉容器中充入2molCH₄、2molH₂O僅發(fā)生反應(yīng)i,達(dá)到平衡后生成1molCO和3molH₂。下列說法不正確的是

D

D

（填標(biāo)號(hào)）。
A.CO的體積分?jǐn)?shù)保持不變能判斷反應(yīng)處于平衡狀態(tài)
B.及時(shí)分離出CO，有利于提高甲烷的轉(zhuǎn)化率
C.1000℃時(shí)，k_正一定小于k_逆
D.其他條件不變，達(dá)平衡后再向容器中充入1molCH₄，1molH₂O、1molCO、3molH₂，則v_正＞v_逆
（2）一定溫度下，向恒容密閉反應(yīng)器中通入CH₄和H₂O（g），起始時(shí)CH₄和H₂O（g）的分壓分別為1MPa、3MPa,發(fā)生反應(yīng)i和反應(yīng)ii。反應(yīng)進(jìn)行t₁min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)CO、CO₂的分壓分別為mMPa、nMPa。
①H₂（g）的平衡分壓為

3m+4n

3m+4n

MPa（用含m,n的代數(shù)式表示，下同）。
②反應(yīng)ii的K_p=

n

（

3

m

+

4

n

）

m

（

3

-

m

-

2

n

）

n

（

3

m

+

4

n

）

m

（

3

-

m

-

2

n

）

（用平衡時(shí)各物質(zhì)的分壓代替物質(zhì)的量濃度）。
（3）復(fù)合載氧體可以氧化甲烷制取合成氣（CO、H₂），如圖為350℃時(shí)載氧體的質(zhì)量與時(shí)間的關(guān)系[一定條件下有積碳反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)iii：2CO（g）?CO₂（g）+C（s）或反應(yīng)iv：CH₄（g）?C（s）+2H₂（g）]。

①?gòu)拈_始到13min的時(shí)候，曲線呈下降趨勢(shì)的原因主要是甲烷還原載氧體，載氧體失去氧而出現(xiàn)失重的情況；反應(yīng)在13～15min時(shí)，出現(xiàn)了一個(gè)短暫的小平臺(tái)，其主要的原因是

復(fù)合載氧體失去氧的質(zhì)量與積碳的質(zhì)量相等

復(fù)合載氧體失去氧的質(zhì)量與積碳的質(zhì)量相等

。
②已知ΔG=-RTlnK，反應(yīng)iii和反應(yīng)iv的lnK與溫度的關(guān)系如圖所示，則350℃時(shí)，主要發(fā)生的積碳反應(yīng)是

反應(yīng)iv

反應(yīng)iv

，共理由是

350℃時(shí)，反應(yīng)iii的ΔG＞0，幾乎不能自發(fā)進(jìn)行，而反應(yīng)iv的ΔG＜0，能正向自發(fā)。

350℃時(shí)，反應(yīng)iii的ΔG＞0，幾乎不能自發(fā)進(jìn)行，而反應(yīng)iv的ΔG＜0，能正向自發(fā)。

。