活化能（原卷版）-2024年人教版新高二化学复习讲义+习题

第06讲活化能

I颜羽目标

1.知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响；知道催化剂可以改变反应历程。

2.能用简单碰撞理论说明反应条件对化学反应速率的影响，体会理论模型的建构过程，强化模型认知意识。

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基元反应

反应机理

有效碰撞

活化能和活化分子

反应物、生成物的能量与活化能的关系图

基元反应的反应历程

反应物浓度增大一单位体积内活化

分子数增多T单位时间内有效碰撞

械的次数增加一化学反应速率增大

反之，化学反应速率减小

增大压强一气体体枳缩小一反应物

浓度增大一单位体积内活化分子数

增多一单位时间内有效碰撞的次数

有效碰撞压强增加一化学反应速率增大

理论影响

反之，化学反应速率减小

化学反应

速率因素升高温度一活化分子的百分数增

大一单位时间内有效碰撞的次数

的解释

增加一化学反应速率增大

反之，化学反应速率减小

使用催化剂一改变了反应的历

程，反应的活化能降低T活化

催化剂分子的百分数增大一单位时间

内有效碰撞的次数增加一化学

反应速率加快

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2H1=氏+12的

2个基元反应为2Hl—>H2+2L,21一—L。

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o

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

一一概念：能够发生化学反应的碰撞

有

效具有足够的能量

碰

撞具有合适的取向

一

一与反应速率的关系：碰撞的频率越高，则反应速率越快

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

rEt-正反应的活化能

心：活化分子变成生成物分

子放出的能量，也可认为

〔是逆反应的活化能

E\—E2：反应热，即AH=E}—E2

7.基元反应发生经历的过程

一

一

一

一

分

相

有

化

子(1)活化分子具有

互厂|新物质

效

学I

一足够的能量

碰

-反

运

碰

撞

应

撞

动(2)碰撞取向合适

一

一

一

一反应热

(婚变)

二、有效碰撞理论影响化学反应速率因素的解释

1.浓度

反应物浓度增大一单位体积内活化分子数一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

增大压强一气体体积缩小一反应物浓度一单位体积内活化分子数一单位时间内有效碰撞的次

数一化学反应速率;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-活化分子的百分数一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O

4.催化剂

使用催化剂一改变了反应的历程（如下图），反应的活化能-活化分子的百分数一单位时间内有

效碰撞的次数t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1-11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，改变反应的焰变

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2NO（g）+2H2（g）uN2（g）+2H2O（g）AH=-7525mo尸的反应机理如下.下列说法错误

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反应的活化能最大

B.②中N2C»2与H?的碰撞仅部分有效

c.NO孺DN?。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。下列说法垂误的是

①f2H-

②HTO?->QH+O-

③0・+凡fQH+H-

（4）OH+H2^H2O+H-

A.H•为反应的中间体

B.反应过程不可能生成Hz。？

C.反应的活化能因使用催化剂而降低

D.自由基（QH）的反应活性很强，寿命极短

【变式2-2】对于反应2m“凡+12实际上是经过下列两步完成的：①2印“凡+21・；②2L-L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Ei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

反应过程

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婚变

C.使用催化剂能同时提高正逆反应速率

D.该反应的AH=E2-EI

【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

1

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

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03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03分解反应速率的是催化反应②

C.Ei是催化反应①正反应的活化能

D.C1是反应的催化剂，改变了反应历程，降低了AH

工遒关楂测

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H2。?溶液中加入MnO?粉末，制取实验所需的。2

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，可降低该反应的焰变，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2so2（g）+O2（g）=^2SC>3（g）A"<0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

°后应时程

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AH>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CO（g）+2Hz（g）=CH3OH（g）,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419kJ-moL

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AH

D.b过程的反应速率是由第I段决定

10.凡与IC1的反应分两步完成，其能量曲线如下图所示。

应

(反1

一

。

平

生

工E

)

血

一

(一I:

混H

g))+

2Kg)

I2+2HCl(g)

反应历程

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)

下列有关说法正确的是

A.由于6|＞区2,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.I2(g)+2HCl(g)=H2(g)+2ICl(g)AH=-218kJmor

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AH

D.反应物分子的每一次碰撞都是有效碰撞

12.Fe氧簇MOF催化CH,与NzO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CH30H

C.过程①的原子利用率为100%D.X)牛为该反应的催化剂

O

13.一定条件下，密闭容器中发生反应M(g)一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()

®(kJ,mol-1)

°反应过程

A.该反应中正反应的活化能为03—瓦)kJ-mol-1

B.该反应的反应热为(Ei—E2)klmo「

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.mori表示。请认真观察下图，然后回答问题。

能量］

活化分子

活化分子的最低能量

行7

反应物的总能量(5)

反应物生成物

生成物的总能量(瓦)

反应过程

(1)图中反应是(填“吸热”或“放热”)反应，该反应___