1、第17讲化学反应中的热效应【课标要求】1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解焓变与反应热的含义。4.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。5.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。考点1焓变、热化学方程式授课提示：对应学生用书第115页1焓变、反应热(1)焓(H)用于描述物质所具有能量的物理量。(2)焓变(H)HH (生成物)H(反应物)，单位kJmol1。(3)反应热指当化学反应在一定温度
2、下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJmol1。(4)焓变与反应热的关系对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量全部转化为热能，则有如下关系：HQp。2吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度理解。(2)从化学键变化的角度理解 (3)记忆常见的吸热反应和放热反应吸热反应：大多数分解反应、盐的水解反应、Ba(OH)28H2O和NH4Cl反应、C与H2O(g)反应、C与CO2反应。放热反应：大多数化合反应、中和反应、金属与酸的反应、所有的燃烧反应。3热化学方程式(1)概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。(2)意义：表明了化学反
3、应中的物质变化和能量变化。如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1表示在25 、101 kPa条件下，2_mol_H2(g)和1_mol_O2(g)完全反应生成2_mol_H2O(l)，放出571.6_kJ的热量。4热化学方程式的书写提醒区别于普通方程式：一般不注“”“”以及“点燃”“加热”等。热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量。同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。(1)所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行。()(2)反应物的总能量低于生成物的总能量时，一定不能发生反应。()(3)一个反应的焓变因反应物
4、的用量和反应条件的改变而发生改变。()(4)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。()(5)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。()(6)活化能越大，表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越高。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)如图表示某反应的能量变化，按要求回答下列问题：(1)该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。(2)该反应的H_。(3)使用催化剂_(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。(4)逆反应的活化能可表示为_。答案：(1)放热(2)E2E1(3)不能(4)E3E2题组一依据“反应过程能量”图像，理清活化能与焓变的关系1反应AB
5、C(H0)分两步进行：ABX(H0)，XC(H0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()解析：由ABXH0可知，X的能量比A和B的能量和大。由XCH0可知，C的能量比X的能量低，分析图像可知，D正确。答案：D2NH3经一系列反应可以得到HNO3，如图所示。中，降低温度，将NO2(g)转化为N2O4(l)，再制备浓硝酸。已知：2NO2(g)N2O4(g)H12NO2(g)N2O4(l)H2下列能量变化示意图中，正确的是_(填字母)。解析：题目提到“降低温度，将NO2(g)转化为N2O4(l)，再制备浓硝酸”说明降温有利于NO2转化为N2O4，则该反应是放热反应，H10，H20，而
6、等量的N2O4(g)的能量大于N2O4(l)的能量，所以A项正确。答案：A活化能与焓变的关系图解在无催化剂的情况下，E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，|H|E1E2；催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。题组二利用键能计算焓变3(双选)已知：1 mol晶体硅中含有2 mol SiSi键。Si(s)O2(g)=SiO2(g)H，其反应过程与能量变化如图所示。化学键 SiOO=OSiSi断开1 mol共价键所需能量/kJ460500176下列说法中正确的是()A晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能B二氧化硅稳定性小于硅的稳定性CH988 kJmol1DH(ac)kJmol1解析：晶体
7、硅光伏发电是将太阳能转化为电能，A项正确；根据化学键的键能判断，断裂1 mol二氧化硅中的SiO键需要的能量为4460 kJ1 840 kJ，断裂1 mol晶体硅中的SiSi键需要的能量为2176 kJ352 kJ，故二氧化硅的稳定性大于硅的稳定性，B项错误；Si(s)O2(g)=SiO2(s)H(17625004604) kJmol1988 kJmol1，C项正确；根据图中信息可知，Hc kJmol1，D项错误。答案：AC4工业上，在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇；其化学方程式为CH2=CH2(g)H2O(g)CH3CH2OH(g)。已知几种共价键的键能如下：化学键CHC=CHOCC
8、CO键能/(kJmol1)413615463348351请计算上述反应的H_。答案：34 kJmol1利用键能计算反应热的方法1熟记反应热H的计算公式HE(反应物的总键能之和)E(生成物的总键能之和)2注意特殊物质中键数的判断物质/(1 mol)P4C(金刚石)SiSiO2键数/NA6224题组三热化学方程式的书写5(1)1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体，放出283 kJ的热量，其热化学方程式为_。(2)1 g H2气体完全燃烧生成液态水放出143 kJ热量，其热化学方程式为_。(3)H2S的燃烧热Ha kJmol1，写出H2S燃烧反应的热化学方程式：_。(4)SiH4是一种无色气体
9、，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量为89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_。(5)在25 、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_。(6)如图是298 K、101 kPa时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为_。答案：(1)CO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1(2)H2(g)O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1(3)H2S(g)O2(g)=SO2(g)
10、H2O(l)Ha kJmol1(4)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1 427.2 kJmol1(5)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJmol1(6)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1书写热化学方程式要“五查”(1)查热化学方程式是否配平。(2)查各物质的聚集状态是否正确。(3)查H的“”“”符号是否正确。(4)查反应热的单位是否为kJmol1。(5)查反应热的数值与化学计量数是否对应。题组四反应机理的分析与应用6三级溴丁烷在乙醇中溶剂解的反应进程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是()A三级溴丁烷在乙醇中
11、溶剂解的总反应速率由反应决定B三级溴丁烷在乙醇中溶剂解的总反应属于取代反应C.若三级氯丁烷在乙醇中发生相似的溶剂解，则反应的焓变H1将增大D适当升温，三级溴丁烷在乙醇中溶剂解正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度解析：A.总反应的速率由慢反应决定，反应的正反应活化能最大，反应速率最慢，即三级溴丁烷在乙醇中溶剂解的总反应速率由反应决定，故A错误；B.三级溴丁烷在乙醇中溶剂解的总反应为(CH3)3CBrCH3CH2OH(CH3)3COCH2CH3HBr，反应类型为取代反应，故B正确；C.氯的非金属性比溴强，CCl键比CBr键稳定，说明起始时三级氯丁烷的能量比三级溴丁烷能量低，则三级氯丁烷反
12、应的焓变H1比三级溴丁烷反应的焓变H1大，故C正确；D.总反应为放热反应，升高温度，平衡逆移动，则适当升温，三级溴丁烷在乙醇中溶剂解正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，故D正确。答案：A7(双选)乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理(如图)。吸附在Pd表面的物种用*标注。下列说法不正确的是()A上述吸附反应为吸热反应BC2HH*C2H只有化学键的形成过程C副反应生成的高聚物吸附在Pd的表面可能会使催化剂失活D该历程中最大能垒(活化能)为85 kJmol1解析：A.从反应机理图分析，该反应为放热反应，故A项错误；B.由图可知，该反应先吸热，后放热，故而不只有化学键的形成过程，故B项错误；
13、C.副反应生成的高聚物吸附在Pd的表面可能会使催化剂失活，故C项正确；D.该历程中能垒(活化能)有三个，分别为：66 kJmol1，85 kJmol1，82 kJmol1，故D项正确。答案：AB8(2021江苏省南通考试)我国科研人员已研制出TiHFe双温区催化剂，其中TiH区域和Fe区域的温度差可超过100 。TiHFe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是()A在高温区发生，在低温区发生B该历程中能量变化最大的是2.46 eV，是氮分子中氮氮三键的断裂过程C在高温区加快了反应速率，低温区提高了氨的产率D使用TiHFe双温区催化合成氨，不会
14、改变合成氨反应的反应热解析：A.为催化剂吸附N2的过程，为形成过渡态的过程，为N2解离为N的过程，以上都需要在高温时进行，目的是加快反应速率；而为了增大平衡产率，需要在低温下进行，故A正确；B.由图可知，历程中能量变化最大的是2.46 eV，该过程为N2的吸附过程，氮氮三键没有断裂，故B错误；C.升高温度可提高反应速率，所以高温区加快了反应速率，但合成氨的反应为放热反应，所以低温区可提高氨的产率，故C正确；D.催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，但不能改变反应的始态和终态，即不能改变反应的反应热，故D正确。答案：B考点2燃烧热、中和热、能源1燃烧热(1)概念：在101 kPa时，1_mol
15、纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的能量。(2)意义：C的燃烧热为393.5 kJmol1，表示在101 kPa 条件下，1_mol_C完全燃烧生成CO2气体时放出393.5_kJ热量。(3)元素燃烧生成的稳定氧化物：CCO2(g)、HH2O(l)、SSO2(g)。2中和热(1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1_mol_H2O(l)时的反应热。(2)表示方法：强酸和强碱发生反应的中和热都约为57.3 kJmol1，用热化学方程式表示为H(aq)OH(aq)=H2O(l)_H57.3_kJmol1。(3)中和反应反应热的测定装置计算公式：H kJmol1t1起始温度，t2混合溶液的
16、最高温度。实验步骤提醒泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温、隔热，减少实验过程中的热量损失。为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量。3能源(1)已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热H2(57.3) kJmol1。()(2)H2(g)的燃烧热是285.8 kJmol1，则2H2O=2H2(g)O2(g)H571.6 kJmol1。()(3)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJmol1，则C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1。()(4)化石燃料在空气中燃烧过程中化学能全部转
17、化为热能。()答案：(1)(2)(3)(4)1浓硫酸与稀NaOH溶液反应、稀醋酸与稀NaOH溶液反应所测得的中和热都是H57.3 kJmol1吗？为什么？_。答案：都不是，由于浓硫酸溶于水放热，所以浓硫酸与稀NaOH溶液反应所测得的中和热H57.3 kJmol12以50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1 NaOH反应为例，填写下表。(填“偏小”或“偏大”)引起误差的实验操作t终t始|H|保温措施不好_搅拌不充分_所用酸、碱浓度过大_用同浓度的氨水代替NaOH溶液_用同浓度的醋酸代替盐酸_用50 mL 0.50 molL1NaOH溶液_答案：(从左到右，从上到下)
18、偏小偏小偏小偏小偏大偏大偏小偏小偏小偏小偏小偏小题组一对燃烧热、中和热的理解125 、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJmol1，辛烷的燃烧热为5 518 kJmol1。下列热化学方程式书写正确的是()A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJmol1B.KOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1CC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 518 kJmol1D2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H5
19、518 kJmol1答案：B2(1)2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H2283.0 kJmol1，则CO(g)的燃烧热是_。(2)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJmol1，则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为_。(3)已知中和反应的中和热为57.3 kJmol1。则Ba(OH)2和盐酸反应，表示中和热的热化学方程式为_。(4)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热H为_。答案：(1)283.0 kJmol1(2)C6H1
20、2O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H2 800 kJmol1(3)OH(aq)H(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1(4)3.4104 kJmol1规范表示燃烧热、中和热(1)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热可不带“”号。如：某物质的燃烧热为HQ kJmol1或Q kJmol1。(2)有关燃烧热的判断，一看是否以1 mol可燃物为标准，二看是否生成稳定氧化物。(3)有关中和热的判断，一看是否以生成1 mol H2O为标准，二看酸碱的强弱和浓度，应充分考虑弱酸、弱碱、电离吸热，浓的酸碱稀释放热等因素。题组二中和反应反应热的测定3把温度为20 ，浓度
21、为1.0 mol/L的H2SO4溶液和2.2 mol/L的碱溶液各50 mL混合溶液密度均为1 g/mL，比热容为4.18 kJ/(kg)轻轻搅动，测得酸碱混合液的温度变化数据如下：反应物起始温度t1 终止温度t2 H2SO4NaOH2033.6H2SO4NH3H2O2032.6(1)反应NH3H2O(aq)NH(aq)OH(aq)的焓变约为_。(2)计算上述两组实验测出的中和热：H1_ kJ/mol；H2_ kJ/mol。(3)由本题结论可预测将第1组中的1 mol/L的H2SO4溶液换成2 mol/L的CH3COOH溶液进行实验，测得的中和热数值_(填“大于”“小于”或“等于”)56.84
22、8。答案：(1)4.2 kJ/mol(2)56.84852.668(3)小于题组三能源的开发与利用4(2021山西大同检测)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是()A直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同B天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源C.人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值D地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源解析：A项，将煤进行深加工后，脱硫处理、气化处理能很好地减少污染气体，提高燃烧效率，燃烧的效果好，错误；C项，有时需要通过吸热反应吸收热量降低环境温度，有利用价值，如“摇摇冰”的上市就是利用了吸热反应
23、原理，错误；D项，地热能、风能和氢能都属于新能源，天然气是化石燃料，不属于新能源，错误。答案：B5.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()AH2O的分解反应是放热反应B氢能源已被普遍使用C2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量D氢气不易贮存和运输，无开发利用价值解析：水的分解是吸热反应，A错误；氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用的价值，B、D错误。答案：C考点3盖斯定律的应用1盖斯定律：不管化学反应分一步完成或几步完成，最终的反应热相同。化学反应的反
24、应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关。2“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则热化学方程式方程式系数关系焓变之间的关系反应：aA(g)=B(g)H1H1H2反应：B(g)=aA(g)H2反应：aA(g)=B(g)H1aH1aH2反应：A(g)=1/aB(g)H2HH1H2或HH3H4H53.利用盖斯定律计算反应热的解题模型第一步：察唯一。若目标热化学反应方程式中某物质只与一个已知热化学方程式共有，则选择此物质为参照物，以此参照物在目标热化学反应方程式中的位置及计量数确定已知热化学方程式的计量数、H的改变量。若目标热化学反应方程式中某物质在多个已知的热化学方程式中出现，则在计算确定H
25、时，该物质暂时不考虑作为参照物。第二步：调系数。将参照物在已知热化学反应中的计量数调整为与目标热化学反应方程式中相同。第三步：定侧向。已知热化学反应方程式的某个或某几个物质与目标热化学反应方程式中的共有物质在同一边(同为反应物或生成物)，直接相加；反之，相减。第四步：消无关。经过上述三个步骤处理后仍然出现与目标方程式无关的物质，再通过调用剩余的已知方程式，消除无关的物质。第五步：做运算。将焓变代入，求出特定目标方程式的反应热或按题目要求书写目标热化学方程式。概括为：察唯一、调系数、定侧向(同侧加、异侧减)、消无关、做运算。典例已知：反应：2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4
26、kJmol1反应：2NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1则反应N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)的H_kJmol1。解析目标热化学方程式为N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)。察唯一：N2O5(g)、O2(g)只出现在方程式，NO2(g)只出现在方程式。调系数：调整第一个已知方程式系数与目标方程式中的N2O5、O2的系数一致，调整第二个已知方程式中的NO2的系数与目标方程式中的系数一致，即：第一个已知方程式系数乘以，第二个已知方程式系数乘以1，1。定侧向：同侧相加、异侧相减。方程式中N2O5(g)与目标方程式同侧，方程式中NO2(g)的位置与目标方程式异侧；即：。做
27、运算：对两个已知方程式进行合并同类项的运算，恰好为目标方程式。确定多个已知方程式和目标方程式的关系为目标方程式。将H1、H2代入，可得：H4.4 kJmol1(55.3 kJmol1)53.1 kJmol1。答案53.1 题组一计算焓变1(2021适应性测试河北卷)已知25 、101 kPa下，1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.66 kJmol1C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.29 kJmol1则反应C(s)O2(g)=CO(g)的反应热为()AH396.3 kJmol1BH198.55 kJmol1CH154.
28、54 kJmol1DH110.53 kJmol1解析：已知25 、101 kPa下，1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ，则H2O(l)=H2O(g)H44.01 kJmol1、2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.66 kJmol1、C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.29 kJmol1，根据盖斯定律得C(s)O2(g)=CO(g)H131.29 kJmol1571.66 kJmol144.01 kJmol1110.53 kJmol1，则反应C(s)O2(g)=CO(g)的反应热为H110.53 kJmol1，故D正确。答案：D2LiH可作飞船的燃料，已
29、知下列反应：2Li(s)H2(g)=2LiH(s)H182 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJmol14Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H1 196 kJmol1试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式：_。解析：2LiH(s)=2Li(s)H2(g)H182 kJmol12Li(s)O2(g)=Li2O(s)H598 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1上述三式相加得：2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l)H702 kJmol1。答案：2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l)H702 kJmol13氨
30、的合成是重要的化工生产之一。工业上合成氨用的H2有多种制取方法：用焦炭跟水反应：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)；用天然气跟水蒸气反应：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。已知有关反应的能量变化如下图所示，且方法的反应只能在高温条件下发生，则方法中反应的H_kJmol1。解析：先抓三种物质，这三种物质既在目标热化学方程式里，且在已知图中只出现过1次，它们分别是图3的CH4、图1的CO、图2的H2。其中CH4在图3和中都是反应物，位置相同，系数也相同，即(c kJmol1)；CO的位置在图1和中不同，系数相同，即(a kJmol1)；H2的位置在图2和中不同，且目标热化学方程
31、式中H2的系数是图2的3倍，即(3b kJmol1)。所以H(c kJmol1)(a kJmol1)(3b kJmol1)(a3bc)kJmol1。答案：a3bc题组二比较焓变的大小4已知H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJ/molH2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJ/mol下列关系式正确的是()Aacd0C2ab0解析：H2在O2中燃烧为放热反应，a、b、c、d都小于0，所以B、D均错误；反应得H2O(l)=H2O(g)HH1H3(ac)kJ/mol，而H0
32、，即ac0，ac，A错误；比较两个热化学方程式得b2a，C正确。答案：C5(双选)室温下，将1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为H1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为H2；CuSO45H2O受热分解的化学方程式为CuSO45H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l)，热效应为H3。则下列判断正确的是()AH2H3 BH1H3解析：由题干信息可得：CuSO45H2O(s)=Cu2(aq)SO(aq)5H2O(l)H10，CuSO4(s)=Cu2(aq)SO(aq)H20，H2H1，B项正确，C、D项错误；H30，H2H2，A项正确。答
33、案：AB比较反应热大小的两个注意要点注意点1 物质的气、液、固三态的变化与反应热关系：注意点2. 比较反应热（H）的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，H反而越小。1(2020新高考天津卷)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN (g)HNC (g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是()AHCN比HNC稳定B该异构化反应的H59.3 kJmol1C正反应的活化能大于逆反应的活化能D使用催化剂，可以改变反应的反应热解析：A对，HCN的能量低于HNC的能量，能量越低越稳定；B对，根据题图可知反应为吸热反应，能量差为59.3 kJmol1；C对，正反应的
34、活化能为186.5 kJmol1，逆反应的活化能为186.5 kJmol159.3 kJmol1127.2 kJmol1，故正反应活化能大于逆反应活化能；D错，催化剂只能改变反应速率，不影响反应热。答案：D2(2018高考北京卷)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程表示意图如下。下列说法不正确的是()A生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%BCH4CH3COOH过程中，有CH键发生断裂C放出能量并形成了CC键D该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率解析：催化剂只影响化学反应速率，不会使化学平衡发生移动，故不会提高反应物的平衡转化率，D不
35、正确。答案：D3(2019高考全国卷)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H_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_。解析：根据图像，初始时反应物的总能量为0，反应后生成物的总能量为0.72 eV，则H0.72 eV，即H小于0。由图像可看出，反应的最大能垒在过渡态2，则此能垒E正1.86 eV(0.16 eV)2.02 eV。由过渡态2初始反应物COOH
36、*H*H2O*和结束时生成物COOH*2H*OH*，可得反应的方程式为COOH*H*H2O*=COOH*2H*OH*(或H2O*=H*OH*)。答案：小于2.02COOH*H*H2O*=COOH*2H*OH*(或H2O*=H*OH*)4(2019高考北京卷)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。(1)反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为41，甲烷和水蒸气反应的方程式是_。(2)已知反应器中还存在如下反应：.CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H1.CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2.
37、CH4(g)=C(s)2H2(g)H3为积炭反应，利用H1和H2计算H3时，还需要利用_反应的H。解析：(1)已知反应物为CH4和H2O(g)，生成物为H2和CO2，且物质的量之比为41，据此结合质量守恒定律即可写出化学方程式。(2)根据盖斯定律，式式可得：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H1H2，则(式式)式可得：C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g)H；式式可得：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H1H2，则(式式)式可得：C(s)CO2(g)=2CO(g)H。因此，要求反应式的H3，还必须利用反应C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g)或C(s)CO2(g)=2CO(g)的H。答案：(1)CH42H2O4H2CO2(2)C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g)或C(s)CO2(g)=2CO(g)
