第06讲 活化能（含答案）【暑假弯道超车】2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）

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一、有效碰撞理论
1．基元反应
大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中 都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。
2．反应机理
先后进行的 反映了化学反应的反应历程，反应历程又称 。
3．基元反应发生的先决条件
反应物的分子必须发生 ，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。
4．有效碰撞
5．活化能和活化分子
(1)活化分子：能够发生 的分子。
对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是 的。
(2)活化能： 具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。
6．反应物、生成物的能量与活化能的关系图
7．基元反应发生经历的过程
二、有效碰撞理论影响化学反应速率因素的解释
1．浓度
反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →化学反应速率 ；反之，化学反应速率 。
2．压强
增大压强→气体体积缩小→反应物浓度 →单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →化学反应速率 ；反之，化学反应速率 。
压强对化学反应速率的影响，可转化成 对化学反应速率的影响。
3．温度
升高温度→活化分子的百分数 →单位时间内有效碰撞的次数 →化学反应速率 ；反之，化学反应速率 。
4．催化剂
使用催化剂→改变了反应的历程(如下图)，反应的活化能 →活化分子的百分数 →单位时间内有效碰撞的次数 →化学反应速率 。
【归纳总结】活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
考点01 活化分子与有效碰撞理论
【例1】下列关于有效碰撞理论的说法一定正确的是
A．催化剂在化学反应过程中参与了反应，使用催化剂单位体积内活化分子数增大，反应速率加快
B．增大浓度，活化分子百分数增大，反应速率加快
C．升高温度，反应的活化能降低，反应速率加快
D．增大压强，所有反应的有效碰撞概率增大，反应速率加快
【变式1-1】下列关于活化能和简单碰撞理论说法正确的是
A．活化分子间的碰撞都是有效碰撞
B．催化剂之所以能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程，改变反应的焓变
C．活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做活化能
D．升高温度和增加反应物浓度，都能加快反应速率，是因为增加了活化分子百分数，使单位时间内的有效碰撞次数增加，从而增加化学反应速率
【变式1-2】下列说法正确的是
A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，使有效碰撞次数增大
B．升高温度可降低化学反应活化能，提高了活化分子百分数，加快化学反应速率
C．催化剂能降低反应活化能，增大反应物分子的活化分子百分数，只加快正反应速率
D．有气体参加的反应中，增大压强(缩小体积)能使单位体积内的反应物活化分子数增大
考点02 化学反应历程能量探析
【例2】反应的反应机理如下．下列说法错误的是
①（快）
②（慢）
③（快）
A．②反应的活化能最大
B．②中与的碰撞仅部分有效
C．和是该反应的催化剂
D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
【变式2-1】氢气和氧气在催化剂作用下发生爆炸式反应生成水，主要反应机理如下。下列说法错误的是
①
②
③
④
A．为反应的中间体
B．反应过程不可能生成
C．反应的活化能因使用催化剂而降低
D．自由基()的反应活性很强，寿命极短
【变式2-2】对于反应实际上是经过下列两步完成的：①；②。下列说法不正确的是
A．上述三个反应均称为基元反应
B．基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞
C．活化能指的是活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差
D．催化剂能改变反应历程，改变反应的活化能
考点03 有关活化能的图像分析
【例3】某反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是
A．该反应为放热反应
B．催化剂能同时改变该反应的活化能和焓变
C．使用催化剂能同时提高正逆反应速率
D．该反应的ΔH=E2-E1
【变式3-1】一定条件下N2(g)、O2(g)反应生成NO(g)的能量关系如图所示，下列说法错误的是
A．
B．该反应中反应物分子的每次碰撞都为有效碰撞
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．使用催化剂可增加单位时间内NO的产量
【变式3-2】大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线。臭氧层中O3分解过程如图所示，下列说法正确的是
A．催化反应①、②和总反应均是放热反应
B．决定O3分解反应速率的是催化反应②
C．E1是催化反应①正反应的活化能
D．Cl 是反应的催化剂，改变了反应历程，降低了△H
1．下列调控反应速率的措施或实验中，没有改变活化分子百分数的是
A．在合成氨工业中，选择铁触媒作催化剂
B．炎热的夏季，把容易变质的食物贮存在冰箱里
C．实验室向溶液中加入粉末，制取实验所需的
D．金属Fe在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不相同
2．某化学反应X→Y分两步进行；①X→M；②M→Y。其能量变化如图所示，下列说法错误的是
A．M是该反应的催化剂，可降低该反应的焓变，提高该反应的速率
B．该反应是放热反应
C．X、Y、M三种物质中Y最稳定
D．反应①是总反应的决速步骤
3．下列关于可逆反应的说法中正确的是
A．活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
B．增大反应物的浓度，可使单位体积内活化分子百分数增大，反应速率增大
C．升高反应体系温度，可使单位体积内活化分子数增大，反应速率减小
D．催化剂能降低反应的活化能，使单位体积内活化分子百分数增大，反应速率增大
4．下列关于化学反应速率的说法正确的是
A．升高温度可降低化学反应的活化能，提高活化分子百分数，加快化学反应速率
B．反应物浓度增大，单位体积活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，反应速率增大
C．催化剂能提高活化分子的活化能，从而加快反应速率
D．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率加快
5．在化学反应中，其他条件不变，仅改变下列其中一个条件，能提高活化分子百分数的是
A．增大反应物浓度
B．增大气体反应的压强(压缩体积)
C．加入高效催化剂
D．增大固体反应物的接触面积
6．某反应过程的能量变化如图所示。下列说法中，不正确的是
A．该反应为放热反应B．曲线b表示有催化剂参与的反应过程
C．反应i 的∆H>0D．反应i比反应ii的速率大
7．对于在一定条件下进行的化学反应，改变下列条件，可以提高反应物中的活化分子百分数的是
①升高温度②加入催化剂③增大体系压强④增大反应物浓度
A．①②B．②③C．③④D．①④
8．下列说法正确的是
A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，使有效碰撞次数增大
B．气体参加的化学反应，压缩体积增大压强可增加活化分子百分数，加快反应速率
C．升温能使化学反应速率加快，主要原因是增大了反应物分子的活化分子百分数
D．催化剂影响反应活化能，增大反应物分子的活化分子百分数，只加快正反应速率
9．反应，其两种反应过程中的能量变化曲线如图a、b所示，下列说法错误的是
A．a过程中反应的活化能为
B．通常情况下，a过程中反应在低温下能自发进行
C．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和
D．b过程的反应速率是由第Ⅰ段决定
10．与ICl的反应分两步完成，其能量曲线如下图所示。
反应①：
反应②：
下列有关说法正确的是
A．由于，所以该化学反应的速率主要由反应②决定
B．基元反应①为放热反应，基元反应②反应物的总键能大于生成物的总键能
C．
D．升高温度，活化分子百分数增加，化学反应速率加快
11．下列说法正确的是
A．增大反应物的浓度，可以提高活化分子百分数
B．通过压缩体积增大压强，可提高单位体积内活化分子数，从而增大反应速率
C．使用催化剂能降低反应的活化能，增大活化分子百分数，从而改变Δ H
D．反应物分子的每一次碰撞都是有效碰撞
12．氧簇催化与反应的机理如图所示。下列说法错误的是
A．过程②有极性键、非极性键的断裂与形成B．X代表的是
C．过程①的原子利用率为100%D．为该反应的催化剂
13．一定条件下，密闭容器中发生反应M(g)N(g)，反应过程中的能量变化如图中曲线Ⅰ所示。下列说法错误的是( )
A．该反应中正反应的活化能为(E3－E2) kJ·ml－1
B．该反应的反应热为(E1－E2) kJ·ml－1
C．曲线Ⅱ表示其他条件不变，升高温度时的能量变化
D．曲线Ⅲ表示其他条件不变，加入催化剂时的能量变化
14．在化学反应中，能引发化学反应的分子间碰撞称之为有效碰撞，这些分子称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能，其单位用kJ·ml－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。
(1)图中反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应________(填“需要”或“不需要”)环境先提供能量，该反应的ΔH＝________(用含E1、E2的代数式表示)。
(2)已知：H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·ml－1，该反应的活化能为167.2 kJ·
ml－1，则其逆反应的活化能为________。
(3)对于同一反应，图中虚线Ⅱ与实线Ⅰ相比，活化能________(填“升高”“降低”或“不变”)，对反应热是否有影响？________________，原因是______________________________。
15．某反应过程的能量变化关系如图所示，按要求回答下列问题：
(1)已知热化学方程式H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·ml－1，该反应的活化能为167.2 kJ·ml－1，则其逆反应的活化能为________。
(2)已知C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.5 kJ·ml－1，某同学根据该反应吸收的热量较小，认为由石墨变为金刚石的反应很容易进行，但事实上该反应却很难发生，需要很高的温度和很大的压强，请你分析造成这种现象的主要因素是________________________________。
(3)对于同一反应，图中虚线Ⅱ与实线Ⅰ相比，活化能降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是_________________________________________。