氫能是一種極具發展潛力的清潔能源，CH₄-H₂O催化重整是目前大規模制取氫氣的重要方法。
（1）CH₄-H₂O催化重整：
反應Ⅰ：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H₁=+210kJ?mol^-1
反應Ⅱ：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₂=-41kJ?mol^-1
①提高CH₄平衡轉化率的條件是

c

c

。
a.增大壓強      b.加入催化劑       c.增大水蒸氣濃度
②CH₄、H₂O催化重整生成CO₂、H₂的熱化學方程式是

CH₄（g）+2H₂O?CO₂（g）+4H₂（g）△H=+169 kJ?mol^-1

CH₄（g）+2H₂O?CO₂（g）+4H₂（g）△H=+169 kJ?mol^-1

。
③在密閉容器中，將2.0mol CO與8.0mol H₂O混合加熱到800℃發生反應Ⅱ，達
到平衡時CO的轉化率是80%，其平衡常數為

1

1

。
（2）實驗發現，其他條件不變，相同時間內，向催化重整體系中投入一定量的CaO可以明顯提高H₂的百分含量。做對比實驗，結果如圖所示：
①投入CaO時，H₂百分含量增大的原因是：

CaO可吸收CO₂，c（CO₂）減小，使生成H₂的反應正向移動，H₂百分含量增大

CaO可吸收CO₂，c（CO₂）減小，使生成H₂的反應正向移動，H₂百分含量增大

。
②投入納米CaO時，H₂百分含量增大的原因是：

納米CaO顆粒小，表面積大，吸收二氧化碳的量增大，促進平衡正向進行，使反應速率加快，H₂百分含量增大

納米CaO顆粒小，表面積大，吸收二氧化碳的量增大，促進平衡正向進行，使反應速率加快，H₂百分含量增大

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（3）反應中催化劑活性會因積炭反應而降低，相關數據如下表：

反應	Ⅰ	Ⅱ
	CH4（g） 積炭 消炭 C（s）+2H2（g）	2CO（g） 積炭 消炭 C（s）+CO2（g）
△H（kJ?mol-1）	+75	-173

①研究發現，如果反應Ⅰ不發生積炭過程，則反應Ⅱ也不會發生積炭過程。因此，若保持催化劑的活性，應采取的條件是

降低溫度、增大壓強

降低溫度、增大壓強

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②如果Ⅰ、Ⅱ均發生了積炭反應，通入過量水蒸氣能有效清除積炭，反應的化學方程式是

C+H₂O=CO+H₂

C+H₂O=CO+H₂

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