Question

氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，甲烷水蒸气催化重整是制备氢气的方法之一，涉及的主要反应为

反应①： 

反应②： 

（1）反应的________。

（2）用可以吸收催化重整过程中产生的。

①实验发现，体积分数和消耗率随时间变化关系如下图1所示。

从时开始，体积分数显著降低，此时消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：________。

②其他条件不变，相同时间内，向催化重整体系中投入等质量粒径不同的可以提高的百分含量。对比实验的结果如图2所示。投入纳米时百分含量比投入微米时的大，原因是________。

（3）催化重整过程中，催化剂活性会因积碳反应而降低，相关数据如下表：

反应	Ⅰ	Ⅱ
	75

①研究发现，如果反应Ⅰ不发生积碳过程，则反应Ⅱ也不会发生积碳过程。为了抑制积碳反应的发生，应采取的措施是________。

②如果Ⅰ、Ⅱ均发生了积碳反应，通入过量水蒸气能有效清除积碳，反应的化学方程式为________。

（4）利用太阳能光伏电池可电解水制高纯氢，工作示意图如下图所示。连接时，电极Ⅲ发生的电极反应式为________。

Answer

169 ，覆盖在表面，阻止反应继续进行 纳米颗粒更小，进一步增大了反应物的接触面积，使反应速率加快 降低温度、增大压强

【解析】

(1)根据盖斯定律，可知反应由反应①加反应②写出，则反应热；

(2)①可以吸收催化重整过程中产生的，，覆盖在表面，阻止反应继续进行；

②由图2可知，投入纳米时百分含量比投入微米时的大，因为纳米颗粒小于微米，进一步增大了反应物的接触面积，使反应速率加快；

(3)①研究发现，如果反应Ⅰ不发生积炭过程，则反应Ⅱ也不会发生积炭过程，因此，若保持催化剂的活性，平衡Ⅰ逆向进行，平衡Ⅱ正向进行，应采取的条件是：降低温度、增大压强；

②如果Ⅰ、Ⅱ均发生了积炭反应，通入过量水蒸气能有效清除积炭是水蒸气和碳反应生成一氧化碳和氢气，反应的化学方程式：；

(4)连接时，该电池为电解池，电极Ⅲ与电源负极相连，作阴极，根据电子的得失及化合价的升降可得出阴极发生的电极反应式为。