化学链燃烧是一种新型燃烧技术,该技术是由载氧体、燃料反应器和空气反应器组成.现用载氧体CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,其原理示意图(图1)如下:
燃料反应器中涉及反应如下(反应①为主反应,反应②和③为副反应):
①14CaSO4(s)+CO(g)═14CaS(s)+CO2(g)△H1=-47.3kJ∙mol-1
②CaSO4(s)+CO(g)═CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H2=+210.5kJ∙mol-1
③2CO(g)═C(s)+CO2(g)△H3=-172.4kJ∙mol-1
空气反应器中涉及反应④:CaS(s)+2O2(g)⇌CaSO4(s)△H4
请回答下列问题:
(1)反应②在高温下能自发进行的理由是___.
(2)已知CO的标准燃烧热为-285.8kJ∙mol-1,则△H4=___kJ∙mol-1.
(3)图2为燃料反应器中涉及反应的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线;图3为不同温度下CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线
①降低燃料反应器中SO2生成量的措施有___;
A.CaSO4投入燃料反应器前加以粉碎 B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C.提高CO的初始体积百分数 D.提高反应体系的温度
②当lgK<0时,说明相应温度下某反应的程度小,此温度下可以忽略该反应.则燃料反应器中宜控制的温度范围是___;
③向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO,反应①、②于900℃达到平衡,则SO2的平衡浓度为___mol•L-1.
(4)如果用甲烷燃料替代CO,则燃料反应器中主反应的化学方程式为___.