2023年高考化学二轮复习教案专题06化学反应与热能含解析

这是一份2023年高考化学二轮复习教案专题06化学反应与热能含解析，共60页。教案主要包含了考纲导向，命题分析，考点拓展等内容，欢迎下载使用。
 解密06 化学反应与热能
考点热度 ★★★★★



【考纲导向】
1．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。
2．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。
3．了解焓变（ΔH）的含义。
4．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。
【命题分析】
高考对本专题的考查点主要是运用盖斯定律进行ΔH的计算，而且考查频率较高；利用键能进行ΔH的计算及化学反应中的能量变化的有关知识同样会涉及。预计2023年高考对本专题的考查仍会以综合题中的某一设问为主，也不排除以选择题的形式对盖斯定律的应用及ΔH的大小比较进行考查。
核心考点一 化学反应与能量变化图象
1．产生化学反应热效应的原因

(1)从宏观角度分析：
ΔH＝H1生成物的总能量－H2反应物的总能量
(2)从微观角度分析：
ΔH＝E1反应物的键能总和－E2生成物的键能总和
(3)从活化能角度分析：
ΔH＝E1正反应活化能－E2逆反应活化能


考法 利用数据、图表或图象等分析反应过程中的能量变化(题型预测：选择题)
1．（2022·全国·高三专题练习）某反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是

A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为吸热反应，反应热为△H
C．活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
D．加入适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，因而增大化学反应速率
【答案】D
【解析】A．从图可以看出，a是没有催化剂参与的反应，选项A错误；
B．从图看出，反应物的能量高于生成物的能量，反应为放热反应，选项B错误；
C．活化分子之间的碰撞不一定是有效碰撞，选项C错误；
D．加入适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，因而增大化学反应速率，选项D正确。
答案选D。
2．（2022·全国·高三专题练习）三甲胺N(CH3)3是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N，N—二甲基甲酰胺[(CH3)2NCHO，简称DMF]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上)，下列说法正确的是

A．步骤①表示DMF分子和H原子吸附在铜催化剂表面的过程，而步骤③则表明形成了N—H键
B．该历程中决速步骤能垒(活化能)为1.19 eV
C．升高温度可以加快反应速率，并提高DMF的平衡转化率
D．由图可知，该条件下，DMF完全转化为三甲胺的热化学方程式为：(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)=N(CH3)3(g)＋H2O(g) △H=-1.02 eV/mol
【答案】B
【解析】A．步骤①表示DMF分子和H原子吸附在铜催化剂表面的过程，而步骤③则表明形成了C—H键，A错误；
B．在正向进行的三个反应中，其能垒分别为：-1.23eV-(-2.16)eV=0.93eV、 -1.55eV-(-1.77) eV=0.22eV、-1.02eV-(-2.21)eV=1.19 eV，所以该历程中的最大能垒(活化能)为1.19eV，B正确；
C．升高温度可以加快反应速率，单个DMF分子转化时释放的能量，升高温度，化学平衡会向吸热的逆反应方向移动，会导致DMF的平衡转化率降低，C错误；
D．图中表示该反应中单个DMF分子转化时释放的能量，所以1 mol DMF完全转化为三甲胺,释放出的能量大于1.02 eV，D错误；
故合理选项是B。

解答能量变化图像题的“4关键”
(1)反应热不能取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小，即部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小不能决定反应是吸热还是放热。
(2)注意活化能在图示(如图)中的意义。

①从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能，即E1；
②从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能，即E2。
(3)催化剂只能影响正、逆反应的活化能，而不影响反应的ΔH。
(4)设计反应热的有关计算时，要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。

变式1 反应过程中的焓变
1．（2021·全国·高三专题练习）已知：①S(g) +O2(g)= SO2(g) △H1   ②S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2，下列说法正确的是
A．硫燃烧过程中将化学能转化全部为热能
B．相同条件下，1 mol S(s) 比l mol S(g) 燃烧更剧烈
C．两个过程的能量变化可用下图表示，△H1＜△H2＜0

D．两个反应中反应物的总键能都比生成物的总键能小
【答案】D
【解析】A．硫燃烧过程中主要将化学能转为热能，还有一部分转化为光能等，A不正确；
B．相同条件下，硫蒸气比固态硫与空气的接触面积大，所以固态硫1 mol S(s) 没有l mol S(g) 燃烧剧烈，B不正确；
C．能量图错误，固态硫的能量应比气态硫低，C不正确；
D．两个反应都为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应物的总键能都比生成物的总键能小，D正确；
故选D。
变式2 反应过程中能量变化图像
2．（2020·全国·高三专题练习）某反应由两步反应构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是

A．两步反应均为吸热反应
B．三种化合物中C最稳定
C．A与C的能量差为
D．反应，反应条件一定需要加热
【答案】B
【解析】A．A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，故A错误；
B．物质的总能量越低，越稳定，三种化合物中的稳定性B0，故A正确；
B．断裂化学键吸收热量，H-Cl的键能大于H-Br的键能，则HCl的ΔH2比HBr的大，故B正确；
C．ΔH3+ΔH4代表的是H(g)H+(g)的焓变，和是HCl还是HI无关，故C错误；
D．由盖斯定律可知ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6，故D正确；
故答案为：C。

热化学方程式书写与正误判断易出现的5种常见错误
(1)“＋”“－”漏写或使用不正确。如放热反应未标“－”。
(2)单位与热量Q单位混淆。ΔH的单位为“kJ·mol－1(或kJ/ mol)”，易错写成“kJ”。
(3)物质的状态标注不正确。s、l、 g和aq分别表示固态、液态、气态和水溶液。
(4)ΔH的数值不正确。即ΔH的数值必须与方程式中的化学计量数相对应。
(5)对概念的理解不正确。如燃烧热是指1 mol可燃物，且生成CO2(g)、H2O(l)、SO2(g)等；中和热是指1 mol H＋和1 mol OH－生成1 mol H2O(l)。

变式1 热化学方程式的书写
1．回答问题
(1)反应的则的燃烧热是_______。
(2)葡萄糖的燃烧热是，则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为_______。
(3)氢气的燃烧热为，则电解水的热化学方程式为_______。
(4)已知中和反应的中和热为。则和盐酸反应表示中和热的热化学方程式为_______。
(5)乙硼烷(分子式)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出的热量，则其热化学方程式为_______。
【答案】(1)
(2)C6H12O6(s)+6O2(g) =6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-2 800 kJ·mol-1
(3)
(4)
(5)

【解析】（1）CO的燃烧热是1molCO燃烧生成二氧化碳气体放出的能量，反应的，则的燃烧热是。
（2）葡萄糖的燃烧热是1mol葡萄糖燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出的能量，葡萄糖的燃烧热是，则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g) =6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-2 800 kJ·mol-1；
（3）氢气的燃烧热为，表示1mol氢气燃烧生成液态水放出285KJ的能量，电解水的热化学方程式为；
（4）中和热是强酸和强碱反应生成1mol水放出的热量，中和反应的中和热为。则和盐酸反应表示中和热的热化学方程式为；
（5）乙硼烷(分子式)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出的热量，则1mol乙硼烷燃烧放热2165KJ，其热化学方程式为；
变式2 热化学方程式的正误判断
2．下列热化学方程式正确的是
A．甲烷的燃烧热为ΔH = -890.3 kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为： CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g)     ΔH = -890.3 kJ/mol
B．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-38.6 kJ/mol
C．已知H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l)  ΔH=-57.3 kJ/mol，则稀H2SO4溶液和稀Ba(OH)2溶液反应的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ/mol
D．25 ℃、101 KPa下，1 g H2燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量，其热化学方程式为H2(g)+O2(g) = H2O(l)　ΔH =-285.8 kJ/mol
【答案】D
【解析】A．表示甲烷燃烧的热化学方程式中，水必须呈液态，而 CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g)  ΔH = -890.3 kJ/mol中，水呈气态，A不正确；
B．合成氨反应为可逆反应，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，实际参加反应的N2小于0.5mol，所以其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜-38.6 kJ/mol，B不正确；
C．稀H2SO4溶液和稀Ba(OH)2溶液反应，不仅存在反应H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l)  ΔH=-57.3 kJ/mol，还存在反应Ba2++=BaSO4↓，此反应也要放出热量，则稀H2SO4溶液和稀Ba(OH)2溶液反应的反应热ΔH＜2×(-57.3) kJ/mol，C不正确；
D．1 g H2燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量，则1molH2燃烧生成液态水时放热142.9 kJ×2=285.8 kJ，所以热化学方程式为H2(g)+O2(g) = H2O(l)　ΔH =-285.8 kJ/mol，D正确；
故选D。
变式3 焓变的判断与比较
3．已知几种离子反应的热化学方程式如下
①    
②    
③    
④    
下列有关判断正确的是
A．， B．
C． D．
【答案】C
【解析】A．反应②生成沉淀，为放热反应，，反应③为与强酸发生的中和反应，为放热反应，，故A错误；
B．②生成沉淀是放热反应，反应④除了生成沉淀放热，还有中和放热，放出热量更多，放出的热量大于反应②的，即，故B错误；
C．根据盖斯定律可知，已知，，故，故C正确；
D．反应③可表示与强酸发生的中和反应，为弱碱，电离需吸收能量，故，故D错误；
故答案为C。
变式4 盖斯定律的简单运用
4．2022北京冬奥会采用氢气作为火炬燃料，选择氢能汽车作为赛事交通服务用车，充分体现了绿色奥运的理念。已知：

下列说法不正确的是
A．氢气既可以通过燃烧反应提供热能，也可以设计成燃料电池提供电能
B．的过程中，，
C．断裂2mol和1mol中化学键所需能量大于断裂2mol中化学键所需能量
D．化学反应的，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
【答案】C
【解析】A．氢气既可以通过燃烧反应提供热能，也可以根据氧化还原反应原理设计成燃料电池提供电能，A正确；
B．由盖斯定律知   0
【答案】B
【解析】A．氢气的燃烧是放热反应，故A错误；
B．氢气的燃烧是放热反应，所以a、b和c均为负值，故B正确；
C．由于气态水的能量高于液态水的能量，所以氢气燃烧生成液态水时放出的热量多，但放热越多，DH越小，应该是a大于b，错误；
D．反应热的大小和热化学方程式的系数有关，则2b=cΔH2。
总之，比较反应热的大小时要注意：
①反应中各物质的聚集状态；
②ΔH有正、负之分，比较时要连同“＋”、“－”一起比较，类似数学中的正、负数大小的比较；
③若只比较放出或吸收热量的多少，则只比较数值的大小，不考虑正、负号。

考法 反应热的计算与比较(题型预测：选择题)
1．（2022·浙江·嘉兴一中高三期中）已知胆矾晶体相关的焓变如下：

下列有关判断正确的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】A．根据盖斯定律可知，有图可知，故，故A正确；
B．胆矾晶体失去结晶水是吸热反应，图中硫酸铜固体溶解放热，故，故B错误；
C．根据盖斯定律可知，故C错误；
D．根据盖斯定律可知，由图可知，故，故D错误；
故答案为A。
2．（2022·黑龙江·牡丹江市第三高级中学高三阶段练习）下列各组热化学方程式中，的是
①      
②      
③      
④      
A．①②③ B．②④ C．②③④ D．②③
【答案】C
【解析】①碳不完全燃烧比完全燃烧放热少；反应放出热量越多，反应热就越小，，①错误；
②固体硫变为气态硫需要吸收热量；所以气态S燃烧放出热量比固态S燃烧放出热量多，因此有，②正确；
③相同条件下发生反应的物质越多，反应放出的热量就越多；1 mol氢气燃烧放热小于2 mol氢气燃烧放热，故，③正确；
④碳酸钙分解反应是吸热反应，焓变为正值；氧化钙和水化合反应是放热酚酞，焓变是负值；所以，④正确；
综上所述可知正确的是②③④；故选C。

1．利用盖斯定律计算ΔH的方法和步骤

2．比较反应热大小的四个注意要点
(1)反应物和生成物的状态：
物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。

(2)ΔH的符号：比较反应热的大小时，不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。
(3)参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。
(4)反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大

变式1 从宏观角度计算
1．（2022·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)  ΔH=-566kJ/mol
2Na2O2(s)＋2CO2(g)=2Na2CO3(s)＋O2(g)  ΔH=-452kJ/mol
下列说法正确的是
A．28克CO完全燃烧，放出热量为283J
B．Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋O2(g)  ΔH=+226kJ/mol
C．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移数为1.204×1024
D．CO的燃烧热为283kJ/mol
【答案】D
【解析】A．28克CO完全燃烧，相当于1molCO完全燃烧。第一个热化学方程式中ΔH是2molCO完全燃烧所产生的的热量，所以由此可知1molCO完全燃烧，放出的热量为KJ,故A错误；
B．Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋O2(g)与第二个热化学方程式有关，相当于第二个热化学方程式除以2，所以Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH=-226kJ/mol ，故B错误；
C．①2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)   ΔH＝－566 kJ/mol、②Na2O2(s)＋CO2(g)＝Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH＝－226 kJ/mol，则根据盖斯定律可知①×＋②即得到Na2O2(s)＋CO(g)＝Na2CO3(s)，所以该反应的反应热△H＝－566 kJ/mol×－226 kJ/mol＝－509kJ/mol。在反应中碳元素化合价从＋2价升高到＋4价，失去2个电子。因此CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为2×6.02×1023　，但CO(g)与Na2O2(s)反应未指明生成物状态，故C错误；
D．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，①2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)   ΔH＝－566 kJ/mol，所以CO的燃烧热为△H＝－566 kJ/mol×=-283 kJ/mol　，故D正确；
故选D。
变式2 从微观角度计算
2．（2022·重庆南开中学高三阶段练习）乙烯()是石油化工产业的核心，作为一种可燃物，乙烯有着热值高、产物清洁的优势。在25℃、的条件下，乙烯的燃烧热为。
已知：①部分化学键的键能如下表所示
化学键
C=C
C-H
O=O
C=O
H-O
键能
612
414
498
x
464

②3.6g水蒸气液化会放出8kJ热量，则x的值为A．809 B．1041 C．676 D．829
【答案】A
【解析】3.6g水蒸气液化会放出8kJ热量，故；键能表示1mol气态分子解离成气态原子所需要的能量，故
乙烯燃烧生成气态水的热化学方程式为：，表示乙烯燃烧热的热化学方程式为：，根据盖斯定律，。反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，故，解得x=809；
故选A。
变式3 从活化能角度计算
3．（2020·甘肃·武威十八中高三期末）某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图(E1、E2、E3、E4表示活化能)．下列有关叙述正确的是(　　)

A．三种化合物中B最稳定 B．A→B为吸热反应，B→C为放热反应
C．加入催化剂会改变反应的焓变 D．整个反应的△H=E1﹣E2
【答案】B
【解析】A. 能量越低，越稳定，从图中可知，C的能量最低，C最稳定，A错误；
B.A→B的过程中，B的能量大于A的能量为吸热反应，B→C的过程中，B的能量大于C的能量为放热反应，B正确；
C.加入催化剂不会改变反应前后物质的能量，所以焓变不变，C错误；
D.整个反应中△H =E1-E2+E3-E4，故D错误。
答案选B。
变式4 根据盖斯定律计算
4．（2022·江苏·连云港市厉庄高级中学高三阶段练习）已知下列热化学方程式：；
，由此可知的，其中的值是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】已知：①，②，根据盖斯定律，将①-②，整理可得：Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的△H=-260.4 kJ/mol，故答案是A。
变式5 反应热的大小比较方法
5．（2022·湖南·雅礼中学高三阶段练习）已知：①；
②；
③；
④；
⑤。
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A．由气态硫的能量比固态硫的能量高，所以气态硫与反应时放出的热量多，即，A正确；
B．硫化氢不完全燃烧放出的热量比完全燃烧放出的热量少，所以有，B错误；
C．根据盖斯定律分析，由③-②可得热化学方程式：⑤ ，C正确；
D．根据盖斯定律分析，由可得热化学方程式：⑤ ，整理得，D正确；
答案选B。

1．（2022·浙江·高三阶段练习）航天员呼吸产生的通过反应  ，再电解水可实现的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成1mol某物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓()，最稳定单质的标准生成焓规定为0.已知上述反应式中：；；；。则的数值为
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】已知上述反应式中：C(s)+O2(g)= CO2(g) ；H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ，则总反应： =2-=2×(-242kJ•mol-1)-(-394 kJ•mol-1)= -90 kJ•mol-1，故选A。
2．（2022·浙江·高三阶段练习）根据图中的各物质间的能量循环图，下列说法正确的是

A．△H1=△H2+△H3+△H4+△H5+△H6+△H7+△H8
B．△H5＜0，△H7＞0，△H8＜0
C．Br(g)的△H6小于Cl(g)的△H6
D．△H5+△H6+△H7+△H8＜△H2
【答案】D
【解析】根据盖斯定律可以计算出该反应的反应热，即或。
A．根据盖斯定律可以计算出该反应的反应热，即或，故A错误；
B．钠原子失去电子属于吸热反应，即；钠离子与铝离子结合生成氯化钠属于放热反应，即；物态变化中气态到液态，液态到固态均放热，即，故B错误；
C．Br的非金属性比Cl弱，得电子能力比Cl弱，所以Br(g)的△H6大于Cl(g)的△H6，故C正确；
D．由图可知放热，即；固态钠气化吸热，即，所以有，故D正确；
故选D。
3．（2021·河南·义马市高级中学高三阶段练习）用一氧化碳还原氮氧化物，可防止氮氧化物污染。已知：
ⅰ.  
ⅱ.  
ⅲ.  
则完全燃烧所放出的热量为
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】据盖斯定律，将题中所给三个反应ⅰ+ⅱ+ⅲ直接加和可得： ，由此可得完全燃烧所放出的热量为；故选C。
4．（2022·江苏南京·高三期中）HCHO(g)与O2(g)在催化剂Ca₅(PO₄)₃(OH) (简写为HAP)表面催化生成CO2(g)和H2O(g)的历程示意图如下。已知该反应在较高温度下不能自发进行。下列说法不正确的是

A．ΔH=反应物的键能总和－生成物的键能总和
B．羟基磷灰石(HAP)的作用是降低反应的活化能，加快反应速率
C．HCHO与CO2分子中的中心原子的杂化轨道类型相同
D．反应HCHO(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g)的 ΔSΔH2，D项正确；
故选D。
10．（2022·全国·高三专题练习）下图是不饱和烃加氢时能量变化示意图(E代表反应物具有的总能量)，具体数据如下：
反应










(1)如果与以物质的量反应，其主要产物是X。
(2)如果与的醇溶液共热后，主要产物是Y，另一副产物是Z。
下列推断正确的是A．不饱和烃加氢的反应的 B．Y是
C．X是 D．
【答案】C
【解析】A．由图可知，不饱和烃加氢时反应物的总能量比生成物的总能量高，为放热反应，则，A错误；
B．卤代烃消去可形成碳碳三键或两个双键，由表中信息知CH3C≡CCH3的总能量大于CH2=CH-CH=CH2，反应总是向能量降低方向进行，故主要产物为二烯烃，则Y为CH2=CH-CH=CH2，B错误；
C．由图形可知两个反应均为放热反应，由表中数据可知，“-C≡C-”与H2的加成放出热量多于二烯烃与H2加成放出热量，反应总是向能量降低方向进行，故加成时主要发生在碳碳三键上，则X是，C正确；
D．不饱和烃加氢为放热反应，由的数值可知，反应1放出的热量多，小，则，D错误；
故选：C。
【考点拓展】能源、气候、绿色发展
拓展一 能量与碳中和融合
1．（2022·河南高三阶段练习）CO、CO2的回收和综合利用有利于实现“碳中和”。
(1)CO和H2可以合成简单有机物，已知CO、H2合成CH3OH、HCOOCH3的能量变化如图所示，计算2CH3OH(g) HCOOCH3(g)+2H2(g)ΔH=_______。

已知键能数据如下表。
化学键
H﹣H
C﹣O
C O
H﹣O
C﹣H
键能/(kJ⋅mol﹣1)
436
326
a
464
414

则CO的键能为 _______。
(2)已知：反应1：2CO(g)+4H2(g)═CH3CH2OH(g)+H2O(g)ΔH=-128.8kJ⋅mol﹣1
反应2：2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-78.1kJ⋅mol﹣1
假设某温度下，反应1的速率大于反应2的速率，则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是 _______(填字母)。A． B．
C． D．
(3)CO2催化加氢制甲醇可分两步完成，反应历程如图所示。已知CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)ΔH=-106kJ⋅mol﹣1，则CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=_______。

该反应进程中总反应速率由第 _______(“1”或“2”)步决定。
【答案】(1)     +135.4kJ/mol     1054kJ/mol
(2)A
(3)     -65kJ/mol     1

【解析】（1）根据图写出①CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g)  =-106.0kJ/mol、②2CO(g)+2H2(g)= HCOOCH3 (g)  =-76.6kJ/mol，②-①可得到2CH3OH(g) HCOOCH3(g)+2H2(g) ΔH=(-76.6kJ/mol)-( -106.0kJ/mol)2=+135.4kJ/mol。
根据反应CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g)  =-106.0kJ/mol，=反应物总键能-生成物总键能，代入数据可得：a+2436-(4143+326+464)= -106.0，解得a=1054，则CO的键能为 1054kJ/mol。
（2）反应1、反应2均为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应1的速率大于反应2的速率，说明反应1的活化能小，只有A选项符合，故答案选A。
（3）根据图像写出反应①CO2(g)+H2(g)= CO(g)+H2O(g)  =+41kJ/mol，结合反应② CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g)  =-106.0kJ/mol，①+②得出总反应CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol +( -106.0kJ/mol)= -65kJ/mol。
活化能越大则反应速率越慢，总反应的速率由活化能最大的步骤决定，由图可知第1步反应活化能大，则总反应速率由第1步决定。
拓展二 能量变化与新科技融合
2．（2022·全国·高三专题练习）甲烷(CH4)是自然界储量丰富的天然气的主要组分，可用作清洁能源和廉价的化工原料，将甲烷催化转化为具有更高价值的化学物质是一个广受关注的课题.哈尔滨工业大学的科研人员研究了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程(催化剂是Zn/ZSM-5)，共分为甲烷活化、二氧化碳进入和H转移(夺氢)三个阶段。该反应历程的示意图如图：

(1)在研究初期，科研人员提出先将CH4转化成CO和H2，再转化成CH3COOH。
已知：
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2
③CH3COOH(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H3
则混合气体CO和H2转化成CH3COOH(g)的热化学方程式为____。
(2)催化剂Zn/ZSM-5有以下四种形态：Z1(Zn2+/ZSM-5)、Z2([ZnOZn]2+/ZSM-5)、Z3(Zn2+，[ZnOZn]2+/ZSM-5)、Z4([bi－ZnOZn]2+Zn2+/ZSM-5)。
图甲、图乙分别表示反应CH4(g)+CO2(g)CH3COOH(g) △H4在催化剂Zn/ZSM-5的Z1、Z2形态时的势能变化：


由图甲、图乙可知△H4____0(填“>”“0；不同形态的对焓变无影响，因为催化剂只改变反应的路径和速率，不能改变反应物、生成物的能量，因此对反应热无影响；
（3）由反应历程可知，从CH4到过渡态Ⅰ为在催化剂表面甲烷分子中碳氢键断裂，断裂的是碳氢键，最后一步“夺氢”过程中夺得的氢原子接在氧原子上形成羟基，形成的是氧氢键。