二甲醚水蒸气重整制氢（简称DME SR）有望为燃料电池实时供氢。
主反应：
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
副反应：
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总反应：CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）=6H₂（g）+2CO₂（g）△H=

+135.0

+135.0

 kJ•mol^-1。
（2）关于DME SR过程的下列说法错误的是

D

D

。（填标号）
A．增大水醚比有利于提高二甲醚平衡转化率，但过量的水蒸气易造成能量浪费
B．升高温度有利于反应正向进行，但也会促进副反应正向进行
C．温度过高易产生积碳导致催化剂失活
D．相比二甲醚催化氧化制氢[CH₃OCH₃（g）+

1

2

O₂（g）═3H₂（g）+2CO（g）△H＜0]，DME SR的催化剂更易失活
（3）用xGa-Cu/SiO₂ 催化DME SR过程，改变Ga的负载量“x”、温度等条件，实验结果如图1、图2。最适宜的条件是x=

5

5

，T=

380℃

380℃

。

（4）xGa-Cu/SiO₂的催化机理如下（◎表示氧空穴，*表示吸附在催化剂表面）：
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反应f为

H₂COO*→HCOO*+H*

H₂COO*→HCOO*+H*

。
②Cu/SiO₂掺杂Ga（第四周期，第ⅢA族），Ga可以取代部分Si进入SiO₂晶体中形成氧空穴，其原因为

催化剂中Si为+4价，而Ga为+3价，能结合的O原子数比较少

催化剂中Si为+4价，而Ga为+3价，能结合的O原子数比较少

。
③反应中被氧空穴吸附的微粒是

ACD

ACD

。（填标号）
A．CH₃O*
B．H*
C．H₂COO*
D．O*
（5）Ga的引入可以调节催化剂中Cu⁺、Cu的比例，进而影响H₂时空产率，实验结果如图3。Ga含量过高导致催化剂活性降低的原因是

Ga含量过高，导致氧空穴过多，能吸附H的活性位点减少

Ga含量过高，导致氧空穴过多，能吸附H的活性位点减少

。