第Ⅱ板块 第三步 重点突破(一) 反应热的相关计算(Word教师用书)-【创新方案】2023高考化学二轮复习专题辅导与测试（新教材Ⅰ）

重点突破(一)　反应热的相关计算 化学反应与能量是研究热化学的基础， 高中阶段涉及的内容以基础知识为主，高考试题多是依据反应热的定义和微观反应原理计算目标反应的反应热。要求学生在平时的学习中掌握盖斯定律的使用方法， 掌握化学反应的本质， 并能依据热化学方程式解决实际化学问题。 　　　　　　 　命题点(一)　从微观反应历程能垒图考查能量变化 三步突破能量变化能垒图 [典例]　水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。 可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式________________________ ________________________。 [模型应用] 第一步：通览全图，理清坐标含义 此图为水煤气变换的反应历程中能量变化，横坐标表示CO2(g)与H2O(g)反应在金催化剂表面的反应历程；而纵坐标表示反应历程中的不同阶段的能量变化，从总体来看，反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的过程中相对能量由0到－0.72 eV　ΔH<0，为放热过程。 第二步：细看变化，分析各段反应 分段细分析，反应历程中过渡态Ⅰ的能垒(活化能)E正为1.59 eV－(－0.32 eV)＝1.91 eV，结合图给信息可得此过程中的化学方程式为CO*＋H2O*＋H2O(g)===CO*＋OH*＋H*＋H2O(g)，而过渡态Ⅱ的能垒(活化能)E正为1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，结合图给信息可得此过程中的化学方程式为COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)。 第三步：综合分析，写出合理答案 由第一步分析ΔH<0，由第二步分析过渡态Ⅰ和过渡态Ⅱ的能垒E正比较得出，反应历程中最大能垒E正为过渡态Ⅱ，E正＝2.02 eV，化学方程式为COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)。 [迁移应用] 1．氯代叔丁烷[(CH3)3C—Cl]的水解反应进程与能量的关系如下图所示。下列说法正确的是(　 ) A．氯代叔丁烷水解的正反应活化能大于逆反应活化能 B．极性共价键发生异裂时，可以产生正、负离子 C．H2O分子亲核进攻碳正离子时，能够放出能量 D．过渡态1、中间体、过渡态2中，过渡态1最稳定 解析：选B　由图像可知，反应物总能量高于生成物总能量，即正反应为放热反应，则正反应活化能小于逆反应活化能，故A错误；图中过渡态1发生极性共价键(C—Cl键)异裂生成了中间体碳正离子和氯离子，即极性共价键发生异裂时，可以产生正、负离子，故B正确；图中H2O分子亲核进攻碳正离子后生成了能量更高的过渡态2，即该过程需要吸收能量，故C错误；过渡态1、中间体、过渡态2中，过渡态1能量最高，最不稳定，中间体能量最低，最稳定，故D错误。 2．如图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。 该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为____________________________________。 解析：该历程中，放热最多的步骤是CHO*＋3H*的反应阶段，因此该反应的化学方程式为CHO*＋3H*===CO*＋4H*(或CHO*===CO*＋H*)。 答案：CHO*＋3H*===CO*＋4H* 3．我国科学家以Bi为电极，在酸性水溶液中实现电催化还原，两种途径的反应机理如图所示，其中TS表示过渡态、数字表示微粒的相对总能量。 (1)途径一，CO2电还原经两步反应生成HCOOH：第一步为CO2＋e－＋H＋===HCOO*(*表示微粒与Bi的接触位点)；第二步为_____________________________________。 (2)CO2电还原的选择性以途径一为主，理由是_______________________________。 解析：(1)由图可知，第二步反应为HCOO*和氢离子得到电子生成HCOOH，反应为HCOO*＋H＋＋e－===HCOOH；(2)过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越大反应速率越慢；由图可知，CO2电还原的途径一的活化能更低或途径一的过渡态微粒的相对总能量更低，导致反应更容易进行。 答案：(1)HCOO*＋H＋＋e－===HCOOH (2)途径一的活化能更低或途径一的过渡态微粒的相对总能量更低 　 　　命题点(二)　热化学方程式的符号描述、反应热的计算 [典例]　(2021·河北等级考·节选)大气中的二氧化碳主