氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，CH₄-H₂O催化重整是目前大规模制取氢气的重要方法。
（1）CH₄-H₂O催化重整：
反应Ⅰ：CH₄（g）+H₂O（g）⇌CO（g）+3H₂（g）△H₁=+210kJ•mol^-1
反应Ⅱ：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）△H₂=-41kJ•mol^-1
①提高CH₄平衡转化率的条件是

c

c

。
a.增大压强      b.加入催化剂       c.增大水蒸气浓度
②CH₄、H₂O催化重整生成CO₂、H₂的热化学方程式是

CH₄（g）+2H₂O⇌CO₂（g）+4H₂（g）△H=+169 kJ•mol^-1

CH₄（g）+2H₂O⇌CO₂（g）+4H₂（g）△H=+169 kJ•mol^-1

。
③在密闭容器中，将2.0mol CO与8.0mol H₂O混合加热到800℃发生反应Ⅱ，达
到平衡时CO的转化率是80%，其平衡常数为

1

1

。
（2）实验发现，其他条件不变，相同时间内，向催化重整体系中投入一定量的CaO可以明显提高H₂的百分含量。做对比实验，结果如图所示：
①投入CaO时，H₂百分含量增大的原因是：

CaO可吸收CO₂，c（CO₂）减小，使生成H₂的反应正向移动，H₂百分含量增大

CaO可吸收CO₂，c（CO₂）减小，使生成H₂的反应正向移动，H₂百分含量增大

。
②投入纳米CaO时，H₂百分含量增大的原因是：

纳米CaO颗粒小，表面积大，吸收二氧化碳的量增大，促进平衡正向进行，使反应速率加快，H₂百分含量增大

纳米CaO颗粒小，表面积大，吸收二氧化碳的量增大，促进平衡正向进行，使反应速率加快，H₂百分含量增大

。
（3）反应中催化剂活性会因积炭反应而降低，相关数据如下表：

反应	Ⅰ	Ⅱ
	CH4（g） 积炭 消炭 C（s）+2H2（g）	2CO（g） 积炭 消炭 C（s）+CO2（g）
△H（kJ•mol-1）	+75	-173

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，应采取的条件是

降低温度、增大压强

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，反应的化学方程式是

C+H₂O=CO+H₂

C+H₂O=CO+H₂

。