甲烷是重要的資源，通過下列過程可實現(xiàn)由甲烷到氫氣的轉(zhuǎn)化。

（1）500℃時，CH₄與H₂O重整主要發(fā)生下列反應(yīng)：
CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
已知CaO（s）+CO₂（g）=CaCO₃（s）ΔH=-178.8kJ?mol^-1。向重整反應(yīng)體系中加入適量多孔CaO，其優(yōu)點是

吸收CO₂，提高H₂的產(chǎn)率，提供熱量

吸收CO₂，提高H₂的產(chǎn)率，提供熱量

。
（2）CH₄與CO₂重整的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
反應(yīng)I：CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）ΔH=+246.5kJ?mol^-1
反應(yīng)II：H₂（g）+CO₂（g）=CO（g）+H₂O（g）ΔH=+41.2kJ?mol^-1
反應(yīng)III：2CO（g）=CO₂（g）+C（s）ΔH=-172.5kJ?mol^-1
①在CH₄與CO₂重整體系中通入適量H₂O（g），可減少C（s）的生成，反應(yīng)3CH₄（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）=4CO（g）+8H₂（g）的ΔH=

+657.1kJ?mol^-1

+657.1kJ?mol^-1

。
②1.01×10⁵Pa下，將n_起始（CO₂）：n_起始（CH₄）=1：1的混合氣體置于密閉容器中，不同溫度下重整體系中CH₄和CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率如圖1所示。800℃下CO₂平衡轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)大于600℃下CO₂平衡轉(zhuǎn)化率，其原因是

反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的ΔH＞0，高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)大（反應(yīng)正向進行程度大），CO₂的消耗量大，反應(yīng)Ⅲ的ΔH＜0，高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)?。ǚ磻?yīng)正向進行程度小），CO₂的生成量小

反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的ΔH＞0，高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)大（反應(yīng)正向進行程度大），CO₂的消耗量大，反應(yīng)Ⅲ的ΔH＜0，高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)?。ǚ磻?yīng)正向進行程度小），CO₂的生成量小

。

（3）利用銅-鈰氧化物（xCuO?yCeO₂，Ce是活潑金屬）催化氧化可除去H₂中少量CO，催化氧化過程中Cu、Ce的化合價均發(fā)生變化，可能機理如圖2所示。將n（CO）：n（O₂）：n（H₂）：n（N₂）=1：1：49：49的混合氣體以一定流速通過裝有xCuO?yCeO₂催化劑的反應(yīng)器，CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖3所示。

①Ce基態(tài)原子核外電子排布式為[Xe]4f¹5d¹6s²，圖2所示機理的步驟（i）中，元素Cu、Ce化合價發(fā)生的變化為

銅的化合價由+2變?yōu)?1價，鈰的化合價由+4價變?yōu)?3價

銅的化合價由+2變?yōu)?1價，鈰的化合價由+4價變?yōu)?3價

。
②當(dāng)催化氧化溫度超過150℃時，催化劑的催化活性下降，其可能原因是

高溫下，Cu（+2價）或Cu（+1價）被H₂還原為金屬Cu

高溫下，Cu（+2價）或Cu（+1價）被H₂還原為金屬Cu

。