活化能（原卷版）-2024年人教版新高二化學(xué)復(fù)習(xí)講義+習(xí)題

第06講活化能

I顏羽目標

1.知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，認識基元反應(yīng)活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程。

2.能用簡單碰撞理論說明反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，體會理論模型的建構(gòu)過程，強化模型認知意識。

幻如識導(dǎo)航

基元反應(yīng)

反應(yīng)機理

有效碰撞

活化能和活化分子

反應(yīng)物、生成物的能量與活化能的關(guān)系圖

基元反應(yīng)的反應(yīng)歷程

反應(yīng)物濃度增大一單位體積內(nèi)活化

分子數(shù)增多T單位時間內(nèi)有效碰撞

械的次數(shù)增加一化學(xué)反應(yīng)速率增大

反之，化學(xué)反應(yīng)速率減小

增大壓強一氣體體枳縮小一反應(yīng)物

濃度增大一單位體積內(nèi)活化分子數(shù)

增多一單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)

有效碰撞壓強增加一化學(xué)反應(yīng)速率增大

理論影響

反之，化學(xué)反應(yīng)速率減小

化學(xué)反應(yīng)

速率因素升高溫度一活化分子的百分數(shù)增

大一單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)

的解釋

增加一化學(xué)反應(yīng)速率增大

反之，化學(xué)反應(yīng)速率減小

使用催化劑一改變了反應(yīng)的歷

程，反應(yīng)的活化能降低T活化

催化劑分子的百分數(shù)增大一單位時間

內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增加一化學(xué)

反應(yīng)速率加快

一、有效碰撞理論

1.基元反應(yīng)

大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實現(xiàn)。其中都稱為基元反應(yīng)。如2H1=氏+12的

2個基元反應(yīng)為2Hl—>H2+2L,21一—L。

2.反應(yīng)機理

先后進行的反映了化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)歷程，反應(yīng)歷程又稱o

3.基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件

反應(yīng)物的分子必須發(fā)生__________，但是并不是每一次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

4.有效碰撞

一一概念：能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞

有

效具有足夠的能量

碰

撞具有合適的取向

一

一與反應(yīng)速率的關(guān)系：碰撞的頻率越高，則反應(yīng)速率越快

5.活化能和活化分子

(1)活化分子：能夠發(fā)生__________的分子。

對于某一化學(xué)反應(yīng)來說，在一定條件下，反應(yīng)物分子中活化分子的百分數(shù)是的。

(2)活化能：具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差，叫做反應(yīng)的活化能。

6.反應(yīng)物、生成物的能量與活化能的關(guān)系圖

rEt-正反應(yīng)的活化能

心：活化分子變成生成物分

子放出的能量，也可認為

〔是逆反應(yīng)的活化能

E\—E2：反應(yīng)熱，即AH=E}—E2

7.基元反應(yīng)發(fā)生經(jīng)歷的過程

一

一

一

一

分

相

有

化

子(1)活化分子具有

互廠|新物質(zhì)

效

學(xué)I

一足夠的能量

碰

-反

運

碰

撞

應(yīng)

撞

動(2)碰撞取向合適

一

一

一

一反應(yīng)熱

(婚變)

二、有效碰撞理論影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的解釋

1.濃度

反應(yīng)物濃度增大一單位體積內(nèi)活化分子數(shù)一單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)-化學(xué)反應(yīng)速率'

反之，化學(xué)反應(yīng)速率°

2.壓強

增大壓強一氣體體積縮小一反應(yīng)物濃度一單位體積內(nèi)活化分子數(shù)一單位時間內(nèi)有效碰撞的次

數(shù)一化學(xué)反應(yīng)速率;反之，化學(xué)反應(yīng)速率。

壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，可轉(zhuǎn)化成對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

3.溫度

升高溫度-活化分子的百分數(shù)一單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)-化學(xué)反應(yīng)速率；反之，

化學(xué)反應(yīng)速率O

4.催化劑

使用催化劑一改變了反應(yīng)的歷程（如下圖），反應(yīng)的活化能-活化分子的百分數(shù)一單位時間內(nèi)有

效碰撞的次數(shù)t化學(xué)反應(yīng)速率。

【歸納總結(jié)】活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系

考點01活化分子與有效碰撞理論

【例1】下列關(guān)于有效碰撞理論的說法一定正確的是

A.催化劑在化學(xué)反應(yīng)過程中參與了反應(yīng)，使用催化劑單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大，反應(yīng)速率加快

B.增大濃度，活化分子百分數(shù)增大，反應(yīng)速率加快

C.升高溫度，反應(yīng)的活化能降低，反應(yīng)速率加快

D.增大壓強，所有反應(yīng)的有效碰撞概率增大，反應(yīng)速率加快

【變式1-11下列關(guān)于活化能和簡單碰撞理論說法正確的是

A.活化分子間的碰撞都是有效碰撞

B.催化劑之所以能改變化學(xué)反應(yīng)速率，是因為它能改變反應(yīng)歷程，改變反應(yīng)的焰變

C.活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差，叫做活化能

D.升高溫度和增加反應(yīng)物濃度，都能加快反應(yīng)速率，是因為增加了活化分子百分數(shù)，使單位時間內(nèi)的有效

碰撞次數(shù)增加，從而增加化學(xué)反應(yīng)速率

【變式1-2］下列說法正確的是

A.增大反應(yīng)物濃度，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，使有效碰撞次數(shù)增大

B.升高溫度可降低化學(xué)反應(yīng)活化能，提高了活化分子百分數(shù)，加快化學(xué)反應(yīng)速率

C.催化劑能降低反應(yīng)活化能，增大反應(yīng)物分子的活化分子百分數(shù)，只加快正反應(yīng)速率

D.有氣體參加的反應(yīng)中，增大壓強（縮小體積）能使單位體積內(nèi)的反應(yīng)物活化分子數(shù)增大

考點02化學(xué)反應(yīng)歷程能量探析

【例2】反應(yīng)2NO（g）+2H2（g）uN2（g）+2H2O（g）AH=-7525mo尸的反應(yīng)機理如下.下列說法錯誤

的是

①2NO（g）UNzO2（g）（快）

②N2O2（g）+H2（g）^N2O（g）+H2O（g）（ft）

③N2O（g）+H2（g）uN2（g）+H2O（g）（快）

A.②反應(yīng)的活化能最大

B.②中N2C?2與H?的碰撞僅部分有效

c.NO孺DN?。是該反應(yīng)的催化劑

D.總反應(yīng)中逆反應(yīng)的活化能比正反應(yīng)的活化能大

【變式2-1】氫氣和氧氣在催化劑作用下發(fā)生爆炸式反應(yīng)生成水，主要反應(yīng)機理如下。下列說法垂誤的是

①f2H-

②HTO?->QH+O-

③0?+凡fQH+H-

（4）OH+H2^H2O+H-

A.H?為反應(yīng)的中間體

B.反應(yīng)過程不可能生成Hz。？

C.反應(yīng)的活化能因使用催化劑而降低

D.自由基（QH）的反應(yīng)活性很強，壽命極短

【變式2-2】對于反應(yīng)2m“凡+12實際上是經(jīng)過下列兩步完成的：①2印“凡+21?；②2L-L下列說

法不正確的是

A.上述三個反應(yīng)均稱為基元反應(yīng)

B.基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞

C.活化能指的是活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差

D.催化劑能改變反應(yīng)歷程，改變反應(yīng)的活化能

考點03有關(guān)活化能的圖像分析

【例3】某反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中Ei表示正反應(yīng)的活化能，E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)

敘述正確的是

反應(yīng)過程

A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B.催化劑能同時改變該反應(yīng)的活化能和婚變

C.使用催化劑能同時提高正逆反應(yīng)速率

D.該反應(yīng)的AH=E2-EI

【變式3-1］一定條件下N2(g)、O2(g)反應(yīng)生成NO(g)的能量關(guān)系如圖所示，下列說法錯誤的是

1

A.N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=+180kJmor

B.該反應(yīng)中反應(yīng)物分子的每次碰撞都為有效碰撞

C.正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能

D.使用催化劑可增加單位時間內(nèi)NO的產(chǎn)量

【變式3-2】大氣中的臭氧層能有效阻擋紫外線。臭氧層中03分解過程如圖所示，下列說法正確的是

A.催化反應(yīng)①、②和總反應(yīng)均是放熱反應(yīng)

B.決定03分解反應(yīng)速率的是催化反應(yīng)②

C.Ei是催化反應(yīng)①正反應(yīng)的活化能

D.C1是反應(yīng)的催化劑，改變了反應(yīng)歷程，降低了AH

工遒關(guān)楂測

1.下列調(diào)控反應(yīng)速率的措施或?qū)嶒炛?，沒有改變活化分子百分數(shù)的是

A.在合成氨工業(yè)中，選擇鐵觸媒作催化劑

B.炎熱的夏季，把容易變質(zhì)的食物貯存在冰箱里

C.實驗室向H2。?溶液中加入MnO?粉末，制取實驗所需的。2

D.金屬Fe在空氣中和在純氧中反應(yīng)的劇烈程度明顯不相同

2.某化學(xué)反應(yīng)X-Y分兩步進行；①X-M；②M-Y。其能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是

A.M是該反應(yīng)的催化劑，可降低該反應(yīng)的焰變，提高該反應(yīng)的速率

B.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)

C.X、Y、M三種物質(zhì)中Y最穩(wěn)定

D.反應(yīng)①是總反應(yīng)的決速步驟

3.下列關(guān)于可逆反應(yīng)2so2（g）+O2（g）=^2SC>3（g）A"<0的說法中正確的是

A.活化分子之間的碰撞一定是有效碰撞

B.增大反應(yīng)物的濃度，可使單位體積內(nèi)活化分子百分數(shù)增大，反應(yīng)速率增大

C.升高反應(yīng)體系溫度，可使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大，反應(yīng)速率減小

D.催化劑能降低反應(yīng)的活化能，使單位體積內(nèi)活化分子百分數(shù)增大，反應(yīng)速率增大

4.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是

A.升高溫度可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，提高活化分子百分數(shù)，加快化學(xué)反應(yīng)速率

B.反應(yīng)物濃度增大，單位體積活化分子數(shù)增多，有效碰撞的幾率增加，反應(yīng)速率增大

C.催化劑能提高活化分子的活化能，從而加快反應(yīng)速率

D.有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若增大壓強（即縮小反應(yīng)容器的容積），可增加活化分子的百分數(shù)，從而使反應(yīng)

速率加快

5.在化學(xué)反應(yīng)中，其他條件不變，僅改變下列其中一個條件，能提高活化分子百分數(shù)的是

A.增大反應(yīng)物濃度

B.增大氣體反應(yīng)的壓強（壓縮體積）

C.加入高效催化劑

D.增大固體反應(yīng)物的接觸面積

6.某反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法中，不正確的是

°后應(yīng)時程

A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.曲線b表示有催化劑參與的反應(yīng)過程

C.反應(yīng)i的AH>0D.反應(yīng)i比反應(yīng)ii的速率大

7.對于在一定條件下進行的化學(xué)反應(yīng)，改變下列條件，可以提高反應(yīng)物中的活化分子百分數(shù)的是

①升高溫度②加入催化劑③增大體系壓強④增大反應(yīng)物濃度

A.①②B.②③C.③④D.①④

8.下列說法正確的是

A.增大反應(yīng)物濃度，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，使有效碰撞次數(shù)增大

B.氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，壓縮體積增大壓強可增加活化分子百分數(shù)，加快反應(yīng)速率

C.升溫能使化學(xué)反應(yīng)速率加快，主要原因是增大了反應(yīng)物分子的活化分子百分數(shù)

D.催化劑影響反應(yīng)活化能，增大反應(yīng)物分子的活化分子百分數(shù)，只加快正反應(yīng)速率

9.反應(yīng)CO（g）+2Hz（g）=CH3OH（g）,其兩種反應(yīng)過程中的能量變化曲線如圖a、b所示，下列說法錯誤的

是

A.a過程中反應(yīng)的活化能為419kJ-moL

B.通常情況下，a過程中反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行

C.b過程使用催化劑后降低了反應(yīng)的活化能和AH

D.b過程的反應(yīng)速率是由第I段決定

10.凡與IC1的反應(yīng)分兩步完成，其能量曲線如下圖所示。

應(yīng)

(反1

一

。

平

生

工E

)

血

一

(一I:

混H

g))+

2Kg)

I2+2HCl(g)

反應(yīng)歷程

反應(yīng)①：H2(g)+2ICl(g)=HCl(g)+HI(g)+ICl(g)

反應(yīng)②：HCl(g)+HI(g)+ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)

下列有關(guān)說法正確的是

A.由于6|＞區(qū)2,所以該化學(xué)反應(yīng)的速率主要由反應(yīng)②決定

B.基元反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，基元反應(yīng)②反應(yīng)物的總鍵能大于生成物的總鍵能

C.I2(g)+2HCl(g)=H2(g)+2ICl(g)AH=-218kJmor

D.升高溫度，活化分子百分數(shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率加快

11.下列說法正確的是

A.增大反應(yīng)物的濃度，可以提高活化分子百分數(shù)

B.通過壓縮體積增大壓強，可提高單位體積內(nèi)活化分子數(shù)，從而增大反應(yīng)速率

C.使用催化劑能降低反應(yīng)的活化能，增大活化分子百分數(shù)，從而改變AH

D.反應(yīng)物分子的每一次碰撞都是有效碰撞

12.Fe氧簇MOF催化CH,與NzO反應(yīng)的機理如圖所示。下列說法錯誤的是

A.過程②有極性鍵、非極性鍵的斷裂與形成B.X代表的是CH30H

C.過程①的原子利用率為100%D.X)牛為該反應(yīng)的催化劑

O

13.一定條件下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)M(g)一N(g),反應(yīng)過程中的能量變化如圖中曲線I所示。下列說

法錯誤的是()

?(kJ,mol-1)

°反應(yīng)過程

A.該反應(yīng)中正反應(yīng)的活化能為03—瓦)kJ-mol-1

B.該反應(yīng)的反應(yīng)熱為(Ei—E2)klmo「

C.曲線II表示其他條件不變，升高溫度時的能量變化

D.曲線III表示其他條件不變，加入催化劑時的能量變化

14.在化學(xué)反應(yīng)中，能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的分子間碰撞稱之為有效碰撞，這些分子稱為活化分子。使普通分子

變成活化分子所需提供的最低能量叫活化能，其單位用kJ.mori表示。請認真觀察下圖，然后回答問題。

能量］

活化分子

活化分子的最低能量

行7

反應(yīng)物的總能量(5)

反應(yīng)物生成物

生成物的總能量(瓦)

反應(yīng)過程

(1)圖中反應(yīng)是(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，該反應(yīng)___