二甲醚水蒸氣重整制氫（簡稱DME SR）有望為燃料電池實時供氫。
主反應：
ⅰ．CH₃OCH₃（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：
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：CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）=6H₂（g）+2CO₂（g）△H=

+135.0

+135.0

 kJ?mol^-1。
（2）關于DME SR過程的下列說法錯誤的是

D

D

。（填標號）
A．增大水醚比有利于提高二甲醚平衡轉化率，但過量的水蒸氣易造成能量浪費
B．升高溫度有利于反應正向進行，但也會促進副反應正向進行
C．溫度過高易產生積碳導致催化劑失活
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的負載量“x”、溫度等條件，實驗結果如圖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進入SiO₂晶體中形成氧空穴，其原因為

催化劑中Si為+4價，而Ga為+3價，能結合的O原子數比較少

催化劑中Si為+4價，而Ga為+3價，能結合的O原子數比較少

。
③反應中被氧空穴吸附的微粒是

ACD

ACD

。（填標號）
A．CH₃O*
B．H*
C．H₂COO*
D．O*
（5）Ga的引入可以調節催化劑中Cu⁺、Cu的比例，進而影響H₂時空產率，實驗結果如圖3。Ga含量過高導致催化劑活性降低的原因是

Ga含量過高，導致氧空穴過多，能吸附H的活性位點減少

Ga含量過高，導致氧空穴過多，能吸附H的活性位點減少

。