甲醇催化、硼氫化鈉水解、光催化分解水等方法是當(dāng)前制氫領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題。

（1）甲醇催化制氫主要涉及以下兩個(gè)反應(yīng)：CH₃OH（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+3H₂（g）；CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g）。保持反應(yīng)溫度恒定，將H₂O（g）與CH₃OH（g）的混合氣體按一定流速通過(guò)催化反應(yīng)裝置（單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)裝置的混合氣體總體積恒定），測(cè)得CH₃OH轉(zhuǎn)化率和CO選擇性隨水醇比[n（H₂O）：n（CH₃OH）]變化的曲線如圖-1所示。實(shí)際制氫生產(chǎn)中選擇水醇比為1.2而不選擇1.9的原因是

水醇比為1.2時(shí)CO的選擇性大，產(chǎn)生H₂的量更多

水醇比為1.2時(shí)CO的選擇性大，產(chǎn)生H₂的量更多

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（2）以Ru/C作催化劑，硼氫化鈉（NaBH₄）與水反應(yīng)生成NaB（OH）₄₂H₂O細(xì)小晶體和H₂。
①寫(xiě)出硼氫化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：

NaBH₄+6H₂O

R

u

/

C

NaB（OH）₄?2H₂O↓+4H₂↑

NaBH₄+6H₂O

R

u

/

C

NaB（OH）₄?2H₂O↓+4H₂↑

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②已知粘度越大的液體，阻止微晶下沉的效果越好。相同溫度下，將不同濃度的NaBH₄溶液以相同的流速通過(guò)裝有Ru/C催化劑的反應(yīng)器（裝置見(jiàn)圖-2）。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaBH₄溶液通過(guò)反應(yīng)器后，測(cè)得出液口溶液粘度為4.68mPas；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的NaBH₄溶液通過(guò)反應(yīng)器后，測(cè)得出液口溶液粘度為10.42mPas。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液反應(yīng)50小時(shí)后，Ru/C催化劑的活性在15%的NaBH₄溶液中大于10%的NaBH₄溶液的原因是

濃度大的NaBH₄溶液反應(yīng)后粘度也大，阻止微晶下沉的效果好，生成NaB（OH）₄?2H₂O細(xì)小晶體不易沉降到催化劑的表面，催化劑的活性保持的時(shí)間長(zhǎng)

濃度大的NaBH₄溶液反應(yīng)后粘度也大，阻止微晶下沉的效果好，生成NaB（OH）₄?2H₂O細(xì)小晶體不易沉降到催化劑的表面，催化劑的活性保持的時(shí)間長(zhǎng)

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（3）基于TiO₂材料光催化分解水制氫的可能機(jī)理如圖-3所示。
①若使用H₂¹⁸O代替H₂O分解制氫，則獲得的氧氣可能是

abc

abc

（填字母）。
a.O₂
b.¹⁸O₂
c.O¹⁸O
②補(bǔ)充完成TiO₂材料光催化分解水制氫的過(guò)程描述：在紫外光的照射下，TiO₂材料的VB端將電子轉(zhuǎn)移至CB端，

催化劑中的O^2-在VB端失去電子生成氧氣逸出，在催化劑表面形成氧空位（Ti⁴⁺在CB端得到電子轉(zhuǎn)化成Ti³⁺），H₂O中的氧原子填入氧空位后氫氧鍵斷裂，氫原子結(jié)合成氫分子，從催化劑表面脫附釋放出氫氣（Ti³⁺重新轉(zhuǎn)化成Ti⁴⁺）

催化劑中的O^2-在VB端失去電子生成氧氣逸出，在催化劑表面形成氧空位（Ti⁴⁺在CB端得到電子轉(zhuǎn)化成Ti³⁺），H₂O中的氧原子填入氧空位后氫氧鍵斷裂，氫原子結(jié)合成氫分子，從催化劑表面脫附釋放出氫氣（Ti³⁺重新轉(zhuǎn)化成Ti⁴⁺）

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