(2011?南京一模)以天然气为原料经由合成气(C0、H
2)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线. 以甲烷的部分氧化为基础制备甲醚(CH
3OCH
3)和甲醇的工业流程如下:

(1)甲烷的部分氧化反应如下:
2CH
4(g)+O
2(g)═2CO(g)+4H
2(g);△H=-71.2kJ?mol
-1有研究认为甲烷部分氧化的机理为:
①CH
4(g)+2O
2(g)═CO
2(g)+2H
2O(g);△H
1=-890.3kJ?mol
-1②CH
4(g)+CO
2(g)═2CO(g)+2H
2(g);△H
2③CH
4(g)+H
2O(g)═CO(g)+3H
2(g);△H
3=+250.3kJ?mol
-1则△H
2=
+247.3kJ?mol-1
+247.3kJ?mol-1
.
(2)催化反应室1中合成甲醚的反应为:2CO(g)+4H
2(g)═CH
3OCH
3(g)+H
2O(g),该反应为自发反应,则该反应的△H
<
<
0 (填“<”、“>”或“=”)
(3)催化反应室2中发生如下反应:CO(g)+2H
2(g)═CH
30H(g)△H<0
在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器分别充入a mol C0和2a mol H
2,三个容器的反应 温度分别为T
1、T
2、T
3且恒定不变,在其他条件相同情况下.实验测得反应均进行到t min 时CO 的体积分数如下图所示,此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是
Ⅲ
Ⅲ
;都达到化学平衡状态时,C0转化率最小的是
Ⅲ
Ⅲ
.

(4)如下图为熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图. 熔融碳酸盐燃料电池的正极反应可表示为:
O2+4e-+2CO2═2CO32-
O2+4e-+2CO2═2CO32-
.
