以高纯H2燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点,但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命.以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向.
(1)甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2,氢元素利用率达100%,反应的化学方程式为___,该方法的缺点是___.
(2)甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应:
主反应:CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)△H=+49kJ•mol-1
副反应:H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ•mol-1
①既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是___.
②分析适当增大水醇比(nH2O:nCH3OH)对甲醇水蒸气重整制氢的好处___.
③某温度下,将n(H2O):n(CH3OH)=1:1的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为p1,反应达到平衡时总压强为p2,则平衡时甲醇的转化率为___.(忽略副反应)
④工业生产中,单位时间内,单位体积的催化剂所处理的气体体积叫做空速[单位为m3/(m3催化剂•h),简化为h-1].一定条件下,甲醇的转化率与温度、空速的关系如图.空速越大,甲醇的转化率受温度影响越___.其他条件相同,比较230℃时1200h-1和300h-1两种空速下相同时间内H2的产量,前者约为后者的___倍.(忽略副反应,保留位有效数字)
(3)甲醇水蒸气重整制氢消耗大量热能,科学家提出在原料气中掺入一定量氧气,理论上可实现甲醇水蒸气自热重整制氢.
已知:CH3OH(g)+
则5CH3OH(g)+4H2O(g)+