二甲醚水蒸氣重整制氫（簡稱DME SR）有望為燃料電池實(shí)時(shí)供氫。
主反應(yīng)：
?。瓹H₃OCH₃（g）+H₂O（g）═2CH₃OH （g）△H₁=+37.0 kJ?mol^-1
ⅱ．CH₃OH（g）+H₂O（g）═3H₂（g）+CO₂（g）△H₂=+49.0 kJ?mol^-1
副反應(yīng)：
ⅲ．CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）△H₃=+41.2 kJ?mol^-1
ⅳ．CH₃OH（g）═CO（g）+2H₂（g）△H₄=+90.2 kJ?mol^-1
（1）DME SR總反應(yīng)：CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）=6H₂（g）+2CO₂（g）△H=

+135.0

+135.0

 kJ?mol^-1。
（2）關(guān)于DME SR過程的下列說法錯(cuò)誤的是

D

D

。（填標(biāo)號(hào)）
A．增大水醚比有利于提高二甲醚平衡轉(zhuǎn)化率，但過量的水蒸氣易造成能量浪費(fèi)
B．升高溫度有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，但也會(huì)促進(jìn)副反應(yīng)正向進(jìn)行
C．溫度過高易產(chǎn)生積碳導(dǎo)致催化劑失活
D．相比二甲醚催化氧化制氫[CH₃OCH₃（g）+

1

2

O₂（g）═3H₂（g）+2CO（g）△H＜0]，DME SR的催化劑更易失活
（3）用xGa-Cu/SiO₂ 催化DME SR過程，改變Ga的負(fù)載量“x”、溫度等條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1、圖2。最適宜的條件是x=

5

5

，T=

380℃

380℃

。

（4）xGa-Cu/SiO₂的催化機(jī)理如下（◎表示氧空穴，*表示吸附在催化劑表面）：
a.CH₃OH+◎→CH₃O*+H*
b.H₂O+O→HO*+H*
c.HO*→O*+H*
d.2H*→H₂
e.CH₃O*+O*→H₂COO*+H*+◎
f.

H₂COO*→HCOO*+H*

H₂COO*→HCOO*+H*

g.HCOO*→CO₂+H*+◎
①反應(yīng)f為

H₂COO*→HCOO*+H*

H₂COO*→HCOO*+H*

。
②Cu/SiO₂摻雜Ga（第四周期，第ⅢA族），Ga可以取代部分Si進(jìn)入SiO₂晶體中形成氧空穴，其原因?yàn)?

催化劑中Si為+4價(jià)，而Ga為+3價(jià)，能結(jié)合的O原子數(shù)比較少

催化劑中Si為+4價(jià)，而Ga為+3價(jià)，能結(jié)合的O原子數(shù)比較少

。
③反應(yīng)中被氧空穴吸附的微粒是

ACD

ACD

。（填標(biāo)號(hào)）
A．CH₃O*
B．H*
C．H₂COO*
D．O*
（5）Ga的引入可以調(diào)節(jié)催化劑中Cu⁺、Cu的比例，進(jìn)而影響H₂時(shí)空產(chǎn)率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3。Ga含量過高導(dǎo)致催化劑活性降低的原因是

Ga含量過高，導(dǎo)致氧空穴過多，能吸附H的活性位點(diǎn)減少

Ga含量過高，導(dǎo)致氧空穴過多，能吸附H的活性位點(diǎn)減少

。