工業(yè)上利用甲醇和水蒸氣可制備氫氣。
Ⅰ.電解法制氫：甲醇電解可制得H₂，其原理如圖所示。

（1）陽極的電極反應(yīng)式為

CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂↑+6H⁺

CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂↑+6H⁺

。
Ⅱ.催化重整法制氫
（2）已知：
反應(yīng)1：CH₃OH（g）=CO（g）+2H₂（g）  ΔH₁=90.6kJ?mol^-1
反應(yīng)2：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g） ΔH₂=-41.2kJ?mol^-1
則反應(yīng)3：CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）  ΔH₃=

+49.4

+49.4

kJ?mol^-1。
（3）以CuO-ZnO-Al₂O₃催化劑進行甲醇重整制氫時，固定其它條件不變，改變水、甲醇的物質(zhì)的量比甲醇平衡轉(zhuǎn)化率及CO選擇性的影響如圖所示。[CO的選擇性=

n

生成

（

CO

）

n

生成

（

C

O

2

）

+

n

生成

（

CO

）

×100%]

①當(dāng)水、甲醇比大于0.8時，CO選擇性下降的原因是

水的含量增加，促進反應(yīng)2、3正向進行，二氧化碳選擇性上升，CO選擇性下降

水的含量增加，促進反應(yīng)2、3正向進行，二氧化碳選擇性上升，CO選擇性下降

。
②當(dāng)水、甲醇比一定時，溫度升高，CO選擇性有所上升，可能原因是

反應(yīng)1為吸熱反應(yīng)，升高溫度，使得甲醇轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升；反應(yīng)3為吸熱反應(yīng)，升高溫度，使得甲醇轉(zhuǎn)化為二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率上升；且上升幅度前者超過后者，導(dǎo)致一氧化碳選擇性上升

反應(yīng)1為吸熱反應(yīng)，升高溫度，使得甲醇轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升；反應(yīng)3為吸熱反應(yīng)，升高溫度，使得甲醇轉(zhuǎn)化為二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率上升；且上升幅度前者超過后者，導(dǎo)致一氧化碳選擇性上升

。
（4）銅基催化劑（Cu/CeO₂）能高效進行甲醇重整制氫，但因原料中的雜質(zhì)或發(fā)生副反應(yīng)生成的物質(zhì)會使催化劑失活。
①甲醇中混有少量的甲硫醇（CH₃SH），重整制氫時加入ZnO可有效避免銅基催化劑失活，其原理用化學(xué)反應(yīng)方程式表示為

CH₃SH+ZnO=ZnS+CH₃OH

CH₃SH+ZnO=ZnS+CH₃OH

。
②將失活的銅基催化劑分為兩份，第一份直接在氫氣下進行還原，第二份先在空氣中高溫煅燒后再進行氫氣還原。結(jié)果只有第二份催化劑活性恢復(fù)。說明催化劑失活的另外可能的原因是

催化劑表面有積碳沉積

催化劑表面有積碳沉積

。
（5）在Pt-Pd合金表面上甲醇與水蒸氣重整反應(yīng)的機理如圖所示（“*”表示此微粒吸附在催化劑表面，M為反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物）。

根據(jù)元素電負(fù)性的變化規(guī)律，推導(dǎo)M的結(jié)構(gòu)簡式并描述步驟2的反應(yīng)機理

M的結(jié)構(gòu)簡式為，吸附催化劑表面的水分子斷裂為H、OH，H與甲醛分子中氧原子結(jié)合，OH上的O與碳原子結(jié)合，生成，生成的（通過氧原子）吸附在催化劑表面

M的結(jié)構(gòu)簡式為，吸附催化劑表面的水分子斷裂為H、OH，H與甲醛分子中氧原子結(jié)合，OH上的O與碳原子結(jié)合，生成，生成的（通過氧原子）吸附在催化劑表面

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