本发明属于稠油开采技术领域，公开了一种能够降低稠油开采能耗并提高稠油开采效率的用于定向化学反应的地面发生装置及工艺。该装置包括填充有催化剂的化学反应发生装置壳体，其上形成有注水口和注气口；与该壳体相连的成有流体出口的混合室；设置在该壳体内的水流通道，水流通道的始端与注水口相连通，末端与混合室相连通，以及设置在该壳体内的用于对催化剂进行加热的加热管。其中，原料气经该壳体的内部并与其中的催化剂反应，反应产生的热量用于对经注水口进入水流通道的水进行加热以产生水蒸汽，原料气与催化剂反应后产生的反应产物和未发生反应的原料气以及水蒸汽一同进入混合室内混合形成高温热流体并通过流体出口排出以用于井下注气。