氢能源具有广泛的应用前景，甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，
涉及反应如下：
I.CH₄（g）+H₂O（g）⇌CO（g）+3H₂（g）ΔH₁
II.CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）ΔH₂＜0
ⅢCH₄（g）+2H₂O（g）⇌CO₂（g）+4H₂（g）ΔH₃＞0
回答下列问题：
（1）Δ_fH_m为标准摩尔生成焓，其定义为标准状态下，由稳定相态的单质生成1mol该物质的焓变。对于稳定相态单质，其Δ_fH _m2为零。部分物质的标准摩尔生成焓如下表。

物质	CH4（g）	CO（g）	H2O（1）
ΔfHm/（kJ•mol-1）	-75	-110.5	-285.8

ΔH₁=

+206.3

+206.3

kJ•mol^-1[已知：H₂O（g）=H₂O（1）ΔH=-44kJ•mol^-1]。
（2）某温度下，CH₄（g）和H₂O（g）按投料比1：3加入密闭容器中催化重整制取高纯氢，平衡时CH₄的转化率为80%，H₂的体积分数为50%，则H₂O的转化率为

40%

40%

；反应物投料比小于反应的化学计量数之比，目的是

提高CH₄的转化率

提高CH₄的转化率

。
（3）用CaO可以去除CO₂。H₂体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t₁时开始，H₂体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率

降低

降低

（填“升高”“降低”或“不变”）。此时CaO消耗率约为35%，大部分已失效，原因是

CaO+CO₂=CaCO₃，生成的CaCO₃覆盖在CaO的表面，减小了CaO与 CO₂的接触面积，导致吸收效率降低甚至失效

CaO+CO₂=CaCO₃，生成的CaCO₃覆盖在CaO的表面，减小了CaO与 CO₂的接触面积，导致吸收效率降低甚至失效

。

（4）在一定条件下，选择合适的催化剂发生反应CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），调整CO和H₂O初始投料比，测得CO的平衡转化率如图。

已知：反应速率v=v_正-v_逆=k_正x（CO）•x（H₂O）-k_逆x（CO₂）•x（H₂），k_正、k_逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。A、B、D、E四点中温度最高的是

B

B

，在C点所示投料比下，当CO转化率达到40%时，

v

正

v

逆

=

5.0625

5.0625

。