Question

15．甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的一種原理是CH₃OH（g）和H₂O（g）反應生成CO₂和H₂．圖是該過程中能量變化示意圖，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的變化是減小（填“增大”、“減小”、“不變”），反應熱△H的變 化是不變（填“增大”、“減小”、“不變”）．請寫出反應進程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．

Answer 1

分析 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．

解答 解：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：減小；不變；CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+（a-b）kJ/mol．

點評 本題主要是考查催化劑對反應速率、反應熱的影響、蓋斯定律應用，注意原電池和電解池的原理分析，題目難度中等．