（12分）随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气为原料经由合成气（CO 、H₂）制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线，主要工艺有以下几种：

（1）甲烷的部分氧化。CH₄(g) + 1/2O₂ (g) = CO (g) + 2H₂(g)  ，△H = —35.6 kJ/mol。该反应是   ▲       反应（填“自发”、“非自发”或“一定条件下自发”）。有研究认为甲烷部分氧化的机理为：

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

反应③的△H₃=    ▲    。

（2）甲烷水蒸汽催化重整。如图，反应时热氦气从下部流入提供能量。由甲烷和水蒸汽组成的混合气从催化管的上部流入，发生吸热反应，混合气从下端出来后再向上进入中心管，其目的是     ▲       。根据下表数据计算甲烷

的转化率为       ▲       。

（3）甲烷二氧化碳催化重整。高温下，该反应速率明显降低的原因可能是  ▲   。

（4）甲烷的部分氧化与重整耦合。以天然气为燃料的发电尾气（主要含CO₂、H₂O、O₂ 和N₂）与甲烷可直接用于制合成气，下列说法错误的是 ▲  。（填字母序号）

A．直接利用烟气中的CO₂，可以大规模地减少 CO₂的排放量

B．烟气的出口温度较高，可以显著地节约能量

C．使用恰当的催化剂可以增大甲烷的转化率

    D．由于反应体系中包含甲烷燃烧，可实现部分热量自供，降低成本

随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气（主要成分是CH₄）为原料经合成气（主要成分为CO、H₂）制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁［Fe(CO)₅］等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。请回答下列问题：

（1）［Fe (CO)₅］中铁的化合价为0，写出铁原子的基态电子排布式：_________________；

（2）与CO互为等电子体的分子和离子分别为___________和___________（各举一种即可，填化学式），CO分子的电子式为__________，CO分子的结构式可表示成______ _。

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

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

(14分)随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气（主要成分CH₄）为原料经合成气（主要成分CO、H₂）制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁［Fe(CO)₅］等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。

请问答下列问题：

（1）Fe(CO)₅中铁的化合价为0，写出铁原子的基态电子排布式　　　　　　　　　

（2）原子数目和电子总数（或价电子总数）相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征。与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为　　　　和　　　（填化学式），CO分子的结构式可表示成　　　　　　。

（3）Fe(CO)₅常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂。据此可判断Fe(CO)₅晶体为　　　　　　　晶体。

（4）在CH₄、CO、CH₃OH中，碳原子采取sp³杂化的分子有　　　　　　　　　，CH₃OH的熔、沸点比CH₄的熔、沸点比高，其主要原因是　　　　　　　　　　。