Question

7．參考如圖，按要求回答下列問題：
（1）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的一種原理是CH₃OH（g）和H₂O反應生成CO₂和H₂．若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，正反應活化能 a的變化是減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”、“不變”），反應熱△H的變化是不變（填“增大”、“減小”、“不變”）．請寫出CH₃OH（g）和H₂O（g）反應的熱化學方程式CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+（a-b）kJ/mol．
（2）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的另一種反應原理是：
CH₃OH（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?CO₂（g）+2H₂（g）△H=-c kJ/mol
又知H₂O（g）?H₂O（l）△H=-d kJ/mol．
則甲醇燃燒熱的熱化學方程式為CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=（2a-2b+3c+2d）kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）催化劑降低反應的活化能，加快反應速率，即a減小，但催化劑不能改變活化能，即反應熱△H不變．根據(jù)圖象可知反應熱=akJ/mol-bkJ/mol，所以CH₃OH（g）和H₂O（g）反應的熱化學方程式為CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+（a-b）kJ/mol；
（2）已知：：①CH₃OH（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H=c kJ/mol，
②H₂O（g）=H₂O（l）△H=d kJ/mol，
③CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+（a-b）kJ/mol；
根據(jù)蓋斯定律①×3-2×（③-②）可得．

解答 解：（1）催化劑降低反應的活化能，加快反應速率，即a減小，但催化劑不能改變活化能，即反應熱△H不變，反應能量圖中生成物的總能量大于反應物的總能量，則為吸熱反應，由圖可知，1mol 甲醇和1mol 水蒸氣反應生成CO₂和氫氣吸收的熱量為（a-b）kJ，反應熱化學方程式為：CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+（a-b）kJ/mol；
故答案為：減��； 不變；CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+（a-b）kJ/mol；
（2）已知：①CH₃OH（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H=c kJ/mol，
②H₂O（g）=H₂O（l）△H=d kJ/mol，
③CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+（a-b）kJ/mol；
根據(jù)蓋斯定律①×3-2×（③-②）可得：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=（2a-2b+3c+2d）kJ/mol；
故答案為：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=（2a-2b+3c+2d）kJ/mol．

點評 本題考查了化學反應的活化能，蓋斯定律和熱化學方程式，題目難度中等，考查較基礎，但要注意計算和符號．