綠色能源是未來能源發(fā)展的方向，積極發(fā)展氫能，是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的重要舉措?；卮鹣铝袉栴}：
（1）通過生物柴油副產(chǎn)物甘油制取H₂正成為綠色能源的一個(gè)重要研究方向。生物甘油水蒸氣重整制
氫的主要反應(yīng)如下：
Ⅰ.C₃H₈O₃（g）?3CO（g）+4H₂（g） ΔH₁=+251kJ?mol^-1
Ⅱ.CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g） ΔH₂=-41kJ?mol^-1
①反應(yīng)Ⅰ能夠自發(fā)進(jìn)行的條件是

高溫

高溫

（填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”）。
②重整總反應(yīng)C₃H₈O₃（g）+3H₂O（g）?3CO₂（g）+7H₂（g）的、ΔH₃=

+128 kJ?mol^-1

+128 kJ?mol^-1

。
（2）大量研究表明Pt₁₂Ni、Sn₁₂Ni、Cu₁₂Ni三種雙金屬合金團(tuán)簇均可用于催化DRM反應(yīng)（CH₄+CO₂?2CO+2H₂），在催化劑表面涉及多個(gè)基元反應(yīng)，其中甲烷逐步脫氫過程的能量變化如圖甲所示（吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注，TS₁、TS₂、TS₃、TS₄分別表示過渡態(tài)1、過渡態(tài)2、過渡態(tài)3、過渡態(tài)4）。

①Pt₁₂Ni、Sn₁₂Ni、Cu₁₂Ni催化甲烷逐步脫氫過程的速率分別為v₁、v₂、v₃，則脫氫過程的速率由大到小的關(guān)系為

v₂＞v₃＞v₁

v₂＞v₃＞v₁

；
②甲烷逐步脫氫過程中活化能最大的反應(yīng)步驟是：

CH₃*=CH₂*+H*

CH₃*=CH₂*+H*

（用化學(xué)方程式表示）；
③Sn₁₂Ni雙金屬合金團(tuán)簇具有良好的抗積碳作用，有效抑制碳積沉對(duì)催化劑造成的不良影響，請(qǐng)結(jié)合圖甲解釋原因：

脫氫反應(yīng)第4步為CH*=C*+H*，發(fā)生該步反應(yīng)，三種催化劑中Sn₁₂Ni需要克服的活化能最大，反應(yīng)不易發(fā)生，故產(chǎn)生的積碳較少

脫氫反應(yīng)第4步為CH*=C*+H*，發(fā)生該步反應(yīng)，三種催化劑中Sn₁₂Ni需要克服的活化能最大，反應(yīng)不易發(fā)生，故產(chǎn)生的積碳較少

。
（3）甲烷干法重整制H₂的過程為反應(yīng)a：CH₄+CO₂?2CO+2H₂，同時(shí)發(fā)生副反應(yīng)b：CO₂+H₂?CO+H₂O，T℃時(shí)，在恒壓容器中，通入2molCH₄和1molCO₂發(fā)生上述反應(yīng)，總壓強(qiáng)為P₀，平衡時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為40%，H₂O的分壓為P，則反應(yīng)a的壓強(qiáng)平衡常數(shù)K_p=

（

8

p

0

23

+

p

）

2

×

（

8

p

0

23

-

p

）

2

6

p

0

23

×

（

p

0

23

-

p

）

（

8

p

0

23

+

p

）

2

×

（

8

p

0

23

-

p

）

2

6

p

0

23

×

（

p

0

23

-

p

）

（用含P和P₀的計(jì)算式表示，已知分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。
（4）甲烷裂解制氫的反應(yīng)為CH₄（g）=C（s）+2H₂（g） ΔH=+75kJ?mol^-1，Ni可作該反應(yīng)的催化劑。CH₄在催化劑孔道表面反應(yīng)時(shí)，若孔道堵塞會(huì)導(dǎo)致催化劑失活。其他條件相同時(shí)，隨時(shí)間增加，溫度對(duì)Ni催化劑催化效果的影響如圖乙所示。考慮綜合因素，使用催化劑的最佳溫度為

600℃

600℃

；650℃條件下，1000 s后，氫氣的體積分?jǐn)?shù)快速下降的原因是

溫度升高反應(yīng)速率加快，催化劑內(nèi)積碳量增加，催化劑快速失活

溫度升高反應(yīng)速率加快，催化劑內(nèi)積碳量增加，催化劑快速失活

。
（5）我國(guó)科技工作者發(fā)明了一種電化學(xué)分解甲烷的直流電源方法，從而實(shí)現(xiàn)了碳和水的零排放方式生產(chǎn)氫氣，電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

CH₄-4e^-+2O^2-=CO₂+2H₂

CH₄-4e^-+2O^2-=CO₂+2H₂

。