2025版新教材高中化学第2章化学反应速率与化学平衡第1节化学反应速率第3课时活化能课时作业新人教版选择性必修1

其次章第一节第三课时一、选择题1．下列有关活化分子与活化能的说法正确的是(D)A．活化分子间所发生的碰撞均为有效碰撞B．活化分子的平均能量称为活化能C．增大压强可使活化分子数增多，反应速率加快D．上升温度可使活化分子百分数增加，反应速率加快2．变更下列条件，可以变更反应的活化能的是(B)A．温度 B．催化剂C．反应物浓度 D．压强3．已知分解1molH2O2放出热量98kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－→H2O＋IO－(慢)，H2O2＋IO－→H2O＋O2＋I－(快)。下列有关该反应的说法正确的是(A)A．反应速率与I－的浓度有关B．IO－也是该反应的催化剂C．反应活化能等于98kJ·mol－1D．v(H2O2)＝v(O2)解析：H2O2分解的反应速率主要由第一个反应确定，I－的浓度越大，反应速率越快，A项正确；依据总反应可确定该反应的催化剂为I－，而IO－为中间产物，B项错误；依据所给信息无法确定反应活化能，C项错误；反应速率关系为v(H2O2)＝2v(O2)，D项错误。4．氮气与氢气在催化剂表面发生合成氨反应的微粒变更历程如图所示。下列关于反应历程的先后依次排列正确的是(A)A．④③①② B．③④①②C．③④②① D．④③②①解析：物质发生化学反应就是构成物质的微粒重新组合的过程，分子分解成原子，原子再重新组合成新的分子，新的分子构成新的物质，氢分子和氮分子都是由两个原子构成，它们在固体催化剂的表面会分解成单个的原子，原子再组合成新的氨分子。5．已知反应S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)＋2I－(aq)2SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋I2(aq)，若向该溶液中加入含Fe3＋的某溶液，反应机理如下：①2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)I2(aq)＋2Fe2＋(aq)②2Fe2＋(aq)＋S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)2Fe3＋(aq)＋2SOeq\o\al(2－,4)(aq)下列有关该反应的说法不正确的是(D)A．增大S2Oeq\o\al(2－,8)的浓度，反应②的反应速率加快B．Fe3＋是该反应的催化剂C．该反应是放热反应D．Fe3＋降低了该反应的活化能，也减小了该反应的焓变解析：增大S2Oeq\o\al(2－,8)的浓度，反应②的反应速率加快，A正确；若向该溶液中加入含Fe3＋的某溶液，发生的总反应为S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)＋2I－(aq)2SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋I2(aq)，Fe3＋为该反应的催化剂，B正确；反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应是放热反应，C正确；催化剂不变更反应的焓变，D错误。6．氮的化合物在催化剂作用下可转化为N2和水，催化机理如图所示。下列说法正确的是(C)A．Fe2＋为该反应的催化剂B．该反应可在碱性条件下发生C．该过程总反应方程式为4NH3＋4NO＋O2eq\o(=,\s\up17(催化剂))4N2＋6H2OD．若有22.4LNO参与反应，则转移的电子数为4NA解析：反应中铁离子被消耗又被生成，故为催化剂，亚铁离子为中间产物，A错误；碱性条件下亚铁离子和铁离子会转化为沉淀，故不能在碱性条件下进行，B错误；该过程总反应为氨气、一氧化氮、氧气在催化剂作用下生成氮气和水，方程式为4NH3＋4NO＋O2eq\o(=,\s\up17(催化剂))4N2＋6H2O，C正确；没有标准状况不能计算反应NO的物质的量及电子转移数，D错误。故选C。7．CO2加氢制CH4的一种催化机理如图所示，下列说法错误的是(C)A．H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H*的过程为吸热过程B．La2O2CO3可以释放出COeq\o\al(*,2)(活化分子)C．La2O3、Ni和La2O2CO3在反应过程中均起催化作用D．COeq\o\al(*,2)(活化分子)比CO2(一般分子)更简洁发生有效碰撞解析：由图可知，H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H*的过程为共价键断裂的过程，是一个吸热过程，故A正确；由图可知，La2O2CO3转化为La2O3时释放出COeq\o\al(*,2)，故B正确；由图可知，La2O3、Ni为反应的催化剂，起催化作用，La2O2CO3为反应的中间产物，故C错误；活化分子的能量比一般分子的能量高，比一般分子更简洁发生有效碰撞，则COeq\o\al(*,2)比CO2更简洁发生有效碰撞，故D正确。故选C。8．不同含金催化剂催化乙烯加氢的反应历程如图所示[已知反应：C2H4(g)＋H2(g)=C2H6(g)ΔH＝akJ·mol－1]。下列说法错误的是(A)A．1molC2H4(g)和1molH2(g)的键能之和比1molC2H6(g)的键能大B．a＝－129.6C．催化剂AuPFeq\o\al(＋,3)的催化效果较好D．稳定性：过渡态1<过渡态2解析：由反应历程图可知，反应C2H4(g)＋H2(g)=C2H6(g)的焓变值为ΔH＝－129.6kJ·mol－1，反应为放热反应，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，则1molC2H4(g)和1molH2(g)的键能之和比1molC2H6(g)的键能小，A错误；由反应历程图可知，反应C2H4(g)＋H2(g)=C2H6(g)的焓变值为ΔH＝－129.6kJ·mol－1，则a＝－129.6，B正确；由反应历程图可知，运用催化剂AuPFeq\o\al(＋,3)，最大活化能更低，则催化剂AuPFeq\o\al(＋,3)的催化效果较好，C正确；物质的能量越低越稳定，过渡态2的能量比过渡态1更低，则稳定性为过渡态1<过渡态2,D正确。故选A。9．Ni可活化C2H6制得CH4，其反应历程如图所示：下列关于活化历程的说法正确的是(D)A．总反应的ΔH>0B．Ni是该反应的催化剂，参与反应的过程C．该反应过程中分别有碳氢键、碳碳键的断裂和形成D．总反应的速率由“中间体2→中间体3”确定解析：由图可知，总反应为反应物的能量大于生成物的能量的放热反应，反应的焓变小于0，故A错误；由图可知，反应的生成物为NiCH2和甲烷，则镍是反应的反应物，不是催化剂，故B错误；由图可知，反应过程中有碳碳键的断裂，但没有碳碳键的形成，故C错误；反应的活化能越大，反应速率越慢，总反应取决于慢反应，中间体2→中间体3的活化能最大，反应速率最慢，则总反应的速率由中间体2→中间体3的反应速率确定，故D正确。故选D。10．我国科学家实现了铜催化剂条件将DMF[(CH3)2NCHO]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，下列说法正确的是(C)A．该反应的热化学方程式：(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)=N(CH3)3(g)＋H2O(g)ΔH＝－1.02eV·mol－1B．该历程中最大能垒(活化能)为2.16eVC．该历程中最小能垒的化学方程式为(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH*D．增大压强或上升温度均能加快反应速率，铜催化剂可以增大该反应的活化能解析：该反应中单个DMF分子放热1.02eV，则1molDMF放热1.02NAeV，热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)=N(CH3)3(g)＋H2O(g)ΔH＝－1.02NAeV·mol－1，A错误；该历程的最大能垒为－1.02eV－(－2.21eV)＝1.19eV，B错误；从图中可知，该历程的最小能垒为－1.55eV－(－1.77eV)＝0.22eV，对应的化学方程式为(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH*，C正确；增大压强或上升温度可加快反应速率，铜催化剂可降低反应的活化能，D错误。故选C。11．MnO2催化某反应的一种催化机理如图所示(其中·OH是氢氧自由基，·CHO是醛基自由基),下列叙述正确的是(C)A．运用MnO2催化时，该反应的ΔH会发生变更B．全部过程均发生氧化还原反应C．总反应为HCHO＋O2eq\o(=,\s\up17(MnO2))CO2＋H2OD．Oeq\o\al(－,2)为中间产物之一，与Na2O2中所含阴离子相同解析：依据催化机理可以发觉反应物为甲醛和氧气，产物为二氧化碳和水。催化剂不能变更反应热，ΔH不会发生变更，A错误；催化机理存在HCOeq\o\al(－,3)与H＋反应生成CO2的过程，这一步不是氧化还原反应，B错误；依据如图的催化机理可知总反应为HCHO＋O2eq\o(=,\s\up17(MnO2))CO2＋H2O，C正确；Na2O2中的阴离子是Oeq\o\al(2－,2)，与Oeq\o\al(－,2)不一样，D错误。故选C。12．H2与ICl的反应分两步完成，其能量曲线如图所示。反应①：H2(g)＋2ICl(g)=HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)反应②：HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)=I2(g)＋2HCl(g)下列有关说法不正确的是(B)A．反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量B．运用催化剂可以变更反应历程，从而变更总反应的反应热C．H2(g)＋2ICl(g)=I2(g)＋2HCl(g)ΔH＝－218kJ·mol－1D．反应①的ΔH＝E1－E2解析：由图像可知，反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量，A正确；运用催化剂可以降低反应的活化能、变更反应历程，但总反应的反应热等于生成物的总能量－反应物的总能量，与反应途径无关，故催化剂不能变更总反应的反应热，B错误；反应①和②总的能量变更为218kJ,并且是放热反应，所以H2(g)＋2ICl(g)=I2(g)＋2HCl(g)ΔH＝－218kJ·mol－1，C正确；反应①的ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝E1－E2，D正确。故选B。二、非选择题13．某反应过程的能量变更关系如图所示，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＝－241.8kJ·mol－1，该反应的活化能为167.2kJ·mol－1，则其逆反应的活化能为_409.0_kJ·mol－1__。(2)已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH＝＋1.5kJ·mol－1，某同学依据该反应吸取的热量较小，认为由石墨变为金刚石的反应很简洁进行，但事实上该反应却很难发生，须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缘由是_该反应的活化能很高__。(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，你认为最可能的缘由是_运用了催化剂__。14．氨气是一种重要的化工产品，有广泛用途，工业上可由氢气和氮气合成氨气。回答下列问题：(1)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，该反应过程中的能量变更如图1所示。正反应的活化能Ea(正)＝_335__kJ·mol－1；NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)ΔH＝_＋46.2kJ·mol－1__。(2)恒温下，将确定量的N2、H2置于10L密闭容器中发生上述反应，反应过程中各物质的浓度随时间的变更状况如图2。则0～10min内的反应速率v(H2)＝_0.3_mol·L－1·min－1__。(3)用、、、分别表示N2、H2、NH3和固体Fe催化剂，则在固体催化剂表面合成氨的过程如图3所示。①吸附后，能量状态最低的是_C__(填字母)。②结合上述原理，在固体Fe催化剂表面进行NH3的分解试验，发觉NH3的分解速率与其浓度的关系如图4所示。从吸附和解吸过程分析，c0之前反应速率增加的缘由可能是_氨的浓度增加，催化剂表面吸附的氨分子增多，速率增大__；c0之后反应速率降低的缘由可能是_催化剂表面的氨分子太多，不利于氮气和氢气从催化剂表面解吸__。解析：(1)依据反应热＝正反应的活化能－逆反应的活化能可知，正反应的活化能Ea(正)＝(427.4－92.4)kJ·mol－1＝335kJ·mol－1；正反应和逆反应的焓变数值相同，符号相反，则2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋92.4kJ·mol－1，则反应NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)ΔH＝＋46.2kJ·mol－1。(2)依据图2分析可知，0～10min内Δc(NH3)＝2mol·L－1，依据化学方程式可知Δc(H2)＝3mol·L－1，v(H2)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(3mol·L－1,10min)＝0.3mol·L－1·min－1。(3)①断裂化学键吸取能量，形成化学键释放能量，结合图3分析可知，吸附后，能量状态最低的是C。②依据题目信息，结合图4分析可知，c0之前反应速率增加的缘由可能是氨的浓度增加，催化剂表面吸附的氨分子增多，速率增大；c0之后反应速率降低的缘由可能是催化剂表面的氨分子太多，不利于氮气和氢气从催化剂表面解吸。15．用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”试验(短时间内产生大量泡沫)，某同学依据文献资料对该试验进行探究。(1)资料1：KI在该反应中的作用：H2O2＋I－=H2O＋IO－；H2O2＋IO－=H2O＋O2↑＋I－。总反应的化学方程式为2H2O2eq\o(=,\s\up1