第Ⅱ板块 第三步 重点突破(一) 反应热的相关计算（课件PPT）-【创新方案】2024年高考化学二轮复习专题辅导与测试（老教材）

01 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。 01 02 命题点(一)　从微观反应历程能垒图考查能量变化 命题点(二)　热化学方程式的符号描述、反应热的计算 目 录 3 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．(2023·成都第二次模拟)科学家研究发现，在一种特殊催化剂作用下，水可促进CH4、O2高选择性的直接合成CH3OH，其中部分反应机理如图所示。以下说法错误的是(　 ) A．H2O在CH4氧化合成甲醇过程中的作用是提供*OH与*CH4结合形成*CH3OH B．2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(g) ΔH＝－32.51 kJ·mol－1 C．在催化剂表面，H2O比O2更容易被吸附 D．该过程决速步的反应方程式为*OH＋*CH4―→*CH3OH＋*H 解析：从反应机理图可看出，水在催化剂表面离解出的*OH直接与*CH4结合形成*CH3OH，故A正确；题图中只说明在催化剂中O2的能量，其余能量未说明，无法计算2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(g)的反应热，故B错误；从相对能量看，水吸附在催化剂表面的能量更低，更加稳定，则在催化剂表面，H2O比O2更容易被吸附，故C正确；由题图可知，*OH＋*CH4 ―→*CH3OH＋*H的活化能最大，反应速率最慢，为该过程的决速步反应，故D正确。 答案：B 2．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 3．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C