Question

（10分）运用甲烷自热来制取氢气是目前较为先进的技术。其涉及的反应如下：

①CH4(g)＋2H2O(g)＝CO2(g)＋4H2(g) △H1＝＋165.0 kJ/mol 反应活化能Ea1=243.9 kJ/mol

②CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H2＝－802.6 kJ/mol 反应活化能Ea2=125.6 kJ/mol

（1）2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g) △H3＝ kJ/mol；

（2）下面能正确表示氢气和氧气反应生成水的能量变化示意图的是 （填字母序号）。

（3）运用甲烷自热来制取氢气是目前较为先进的技术。在同一反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生如上反应①和反应②，则反应开始时，反应①的反应速率 反应②的反应速率（填“＞”、“＜”或“＝”），理由是 ；从能量角度分析，在该制氢过程中通入适量氧气发生反应②的目的是 ；

Answer 1

（1）-483.8 （2分）； （2）A （2分）

（3）＜（2分）；反应①的活化能比反应②的活化能高；（2分）

甲烷与氧气反应放热，为反应①提供所需能量（2分）

【解析】

试题分析：（1）由盖斯定律可知：2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g) △H3＝-1/2△H1+1/2△H2=-483.8 kJ/mol；（2）氢气和氧气反应生成水为放热反应，故反应物总能量大于生成物总能量，且气态水变液态水为放热过程，故A项正确；由题干可知反应①的活化能比反应②的活化能高，故反应①的反应速率<反应②的反应速率；反应①为吸热，反应②为放热，故从能量角度分析，在该制氢过程中通入适量氧气发生反应②的目的是甲烷与氧气反应放热，为反应①提供所需能量。

考点：化学反应能量变化。