資源簡(jiǎn)介

第3課時(shí)　活化能
新知探究(一)——活化能
1.基元反應(yīng)
大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡(jiǎn)單碰撞就能完成的,而往往經(jīng)過多個(gè)反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)。如2HIH2+I2實(shí)際上是經(jīng)過兩步反應(yīng)完成的,為2HIH2+2I·,2I·I2,其中,每一步反應(yīng)都稱為　　　　　,它反映了化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)歷程。
2.有效碰撞
3.活化能和活化分子
(1)活化分子:能夠發(fā)生　　　　　的分子。
(2)活化能:活化分子具有的　　　　　　與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差。
4.反應(yīng)物、生成物的能量與活化能的關(guān)系
[微點(diǎn)撥]　活化能大小主要是由反應(yīng)物自身的性質(zhì)決定的(改變外界條件也可以改變反應(yīng)的活化能,如加入催化劑),即反應(yīng)物自身的性質(zhì)影響著化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,從而影響化學(xué)反應(yīng)速率的大小。
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
1.(2025·西安質(zhì)量檢測(cè))下列說法不正確的是 (　　)
①當(dāng)碰撞的分子具有足夠的能量和合適的取向時(shí),才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
②發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子
③活化分子間的碰撞一定是有效碰撞
④活化分子間每次碰撞都發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
⑤能發(fā)生有效碰撞的分子必須具有足夠高的能量
A.①④　　B.③④　　C.④⑤　　D.②⑤
2.鹵代烴與端基炔(R'C≡CH)催化偶聯(lián)反應(yīng)的一種機(jī)理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.偶聯(lián)反應(yīng)中起催化作用的是M和CuI
B.R'C≡CCu為該催化過程的中間產(chǎn)物
C.該偶聯(lián)反應(yīng)的原理為R'C≡CH+RIR'C≡CR+HI
D.該催化機(jī)理改變了反應(yīng)路徑和反應(yīng)熱
3.由反應(yīng)物微粒一步直接實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。某化學(xué)反應(yīng)是通過三步基元反應(yīng)實(shí)現(xiàn):
①Ce4++Mn2+Ce3++Mn3+;
②Ce4++Mn3+Ce3++Mn4+;
③Ti++Mn4+Ti3++Mn2+。由此可知:
(1)該反應(yīng)的總反應(yīng)的方程式為 　　　　　　　　　　　　　。
(2)該反應(yīng)的催化劑是　　　　　　。
新知探究(二)——利用碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)　
　　H2O2是重要的消毒劑、氧化劑,研究其分解反應(yīng)有重要意義。KI能催化H2O2的分解。①不加KI:2H2O22H2O+O2↑;②加入KI:H2O2+I-H2O+IO-;H2O2+IO-H2O+O2↑+I-。
H2O2分解反應(yīng)過程中能量變化如圖所示。
1.加入KI后,化學(xué)反應(yīng)速率如何變化 為什么
2.催化劑是否參與反應(yīng) 催化劑是否改變了反應(yīng)熱
3.若對(duì)該反應(yīng)加熱,化學(xué)反應(yīng)速率加快,如何用碰撞理論解釋此現(xiàn)象
[系統(tǒng)融通知能]
1.利用碰撞理論解釋外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響
條件變化 濃度 增大 壓強(qiáng) 增大 溫度 升高 使用 催化劑
微觀因素變化 活化分子百分?jǐn)?shù) 不變 不變 增加 增加
活化分子數(shù)目 增加 不變 增加 增加
單位體積內(nèi) 活化分子數(shù)目 增加 增加 增加 增加
有效碰撞 增加 增加 增加 增加
化學(xué)反應(yīng)速率變化 加快 加快 加快 加快
[微點(diǎn)撥]　向反應(yīng)體系輸入能量,都有可能改變化學(xué)反應(yīng)速率。
2.活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
1.下列有關(guān)催化劑的說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.改變反應(yīng)歷程
B.改變基元反應(yīng)的活化能
C.可能提高主反應(yīng)選擇性
D.不能提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率
2.(2025·溫州期中檢測(cè))下列關(guān)于有效碰撞理論與影響速率因素之間關(guān)系正確的是 (　　)
A.增大反應(yīng)物濃度,可以提高活化分子百分?jǐn)?shù),從而提高反應(yīng)速率
B.升高溫度,反應(yīng)物分子的能量增加,增加了活化分子的百分?jǐn)?shù),從而提高反應(yīng)速率
C.加入催化劑可以降低活化能,活化分子百分?jǐn)?shù)雖然沒變,但可以加快反應(yīng)速率
D.只要增大壓強(qiáng),就可提高單位體積內(nèi)活化分子數(shù),從而提高反應(yīng)速率
3.下列說法不正確的是 (　　)
A.圖甲中曲線Ⅱ可以表示催化劑降低了反應(yīng)的活化能
B.圖乙中HI分子發(fā)生了有效碰撞
C.鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)活化能接近于零
D.增大反應(yīng)物濃度,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多,單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加
命題熱點(diǎn)——化學(xué)反應(yīng)歷程與能量變化的圖像分析
1.能量歷程圖像
(1)在無催化劑的情況下:E1為正反應(yīng)的活化能;E2為逆反應(yīng)的活化能;E1-E2為此反應(yīng)的焓變(ΔH)。
(2)有催化劑時(shí),總反應(yīng)分成了兩個(gè)反應(yīng)步驟,反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),產(chǎn)物為總反應(yīng)的中間產(chǎn)物,反應(yīng)②為放熱反應(yīng),總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
2.能壘圖像
(1)催化反應(yīng)歷程可表示為擴(kuò)散→吸附→斷鍵→成鍵→脫附。
(2)催化劑通過參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程、降低反應(yīng)的活化能來加快反應(yīng)速率。活化能越大,反應(yīng)越難進(jìn)行。
(3)復(fù)雜反應(yīng)中的速度控制步驟決定反應(yīng)的速率,各步基元反應(yīng)活化能(能壘)大的慢反應(yīng)是決定整個(gè)反應(yīng)速率的關(guān)鍵步驟。故改變溫度,活化能大的反應(yīng)速率改變程度大。能壘圖參見下圖:
3.“環(huán)式”反應(yīng)圖像
對(duì)于“環(huán)式”反應(yīng)過程圖像,位于“環(huán)上”的物質(zhì)一般是催化劑或中間體,如⑤、⑥、⑦和⑧,“入環(huán)”的物質(zhì)為反應(yīng)物,如①和④,“出環(huán)”的物質(zhì)為生成物,如②和③。
　　[典例]　(2025·武漢高二期末)在發(fā)展非金屬催化劑實(shí)現(xiàn)CO2電催化還原制備甲醇方面取得重要進(jìn)展,該反應(yīng)歷程如圖所示(CO、CH2O為副產(chǎn)物)。
上述合成甲醇的反應(yīng)速率較慢,要加快其反應(yīng)速率,主要需降低過程中能量變化的基元反應(yīng)為 (　　)
A.*CO+*OHCO+*H2O
B.*COOCH
C.*OCH2CH2O
D.*OCH3CH3OH
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|思維建模|三步突破能量變化圖像
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
1.(2023·廣東卷)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)R(g) P(g)。反應(yīng)歷程(如圖)中,M為中間產(chǎn)物。其他條件相同時(shí),下列說法不正確的是 (　　)
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行
B.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),升高溫度,R的濃度增大
C.使用Ⅱ時(shí),反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡
D.使用Ⅰ時(shí),反應(yīng)過程中M所能達(dá)到的最高濃度更大
2.(2024·安徽卷)某溫度下,在密閉容器中充入一定量的X(g),發(fā)生下列反應(yīng):X(g) Y(g)(ΔH1<0),Y(g) Z(g) (ΔH2<0),測(cè)得各氣體濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如右圖所示。下列反應(yīng)進(jìn)程示意圖符合題意的是 (　　)
3.電催化N2還原制NH3的一種反應(yīng)機(jī)理如圖所示,其中吸附在催化劑表面的物種用*表示,下列說法不正確的是 (　　)
A.N2生成NH3是通過多步還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的
B.兩個(gè)氮原子上的加氫過程同時(shí)進(jìn)行
C.析氫反應(yīng)(H*+H*H2)會(huì)影響NH3的生成
D.NH3的及時(shí)脫附有利于提高催化劑活性
4.銠的配合物離子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化,反應(yīng)過程如圖所示。
下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A.CH3COI是反應(yīng)中間體
B.甲醇羰基化反應(yīng)為CH3OH+COCH3CO2H
C.反應(yīng)過程中Rh的成鍵數(shù)目保持不變
D.存在反應(yīng)CH3OH+HICH3I+H2O
第3課時(shí)　活化能
新知探究(一)
1.基元反應(yīng)　2.越快　3.(1)有效碰撞　(2)平均能量
4.活化能　反應(yīng)熱
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
1.選B　當(dāng)碰撞的分子具有足夠的能量和合適的取向時(shí),才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),即活化分子發(fā)生有效碰撞,才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故①正確;發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子,故②正確;活化分子間的碰撞有合適取向時(shí)才是有效碰撞,故③錯(cuò)誤;活化分子間發(fā)生有效碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故④錯(cuò)誤;能發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子,必須具有足夠高的能量,故⑤正確。
2.選D　由轉(zhuǎn)化圖可知,偶聯(lián)反應(yīng)中起催化作用的是M和CuI,故A正確;由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,R'C≡CCu 產(chǎn)生后又被消耗,為該催化過程的中間產(chǎn)物,故B正確;由流程可知,該偶聯(lián)反應(yīng)的原理為R'C≡CH+RIR'C≡CR+HI,故C正確;催化劑改變反應(yīng)路徑,不改變反應(yīng)熱,故D錯(cuò)誤。
3.解析:催化劑是在化學(xué)反應(yīng)里能改變反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)速率(既能提高也能降低),而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)。從三個(gè)反應(yīng)可以看出Ce4+最終變?yōu)镃e3+,Ti+變?yōu)門i3+,Mn2+沒變,故為催化劑。
答案:(1)2Ce4++Ti+2Ce3++Ti3+　(2)Mn2+
新知探究(二)
[導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)]
1.提示:化學(xué)反應(yīng)速率加快。KI是催化劑,加入催化劑,能降低反應(yīng)的活化能,使更多的反應(yīng)物分子變成活化分子,從而增大了單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子的數(shù)目,有效碰撞次數(shù)增多,反應(yīng)速率增大。
2.提示:催化劑參與了反應(yīng),改變了反應(yīng)路徑,但是沒有改變反應(yīng)熱。
3.提示:升高溫度,反應(yīng)物分子的能量增加,使一部分原來能量較低的分子變成活化分子,從而增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù),使得單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增加,反應(yīng)速率增大。升高溫度,不論是放熱反應(yīng),還是吸熱反應(yīng),都能增大化學(xué)反應(yīng)速率。
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
1.選D　催化劑可以改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,故A正確;催化劑可以改變反應(yīng)歷程,即可以把一個(gè)反應(yīng)改變?yōu)槎鄠€(gè)基元反應(yīng),且每個(gè)基元反應(yīng)的活化能都不同,故B正確;催化劑具有選擇性,可能對(duì)主反應(yīng)具有更好的催化效果,從而加快主反應(yīng)的速率,故C正確;催化劑可提高平衡以前反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,故D錯(cuò)誤。
2.選B　增大反應(yīng)物濃度,增大單位體積內(nèi)活化分子個(gè)數(shù),活化分子百分?jǐn)?shù)不變,故A錯(cuò)誤;升高溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)增大,則化學(xué)反應(yīng)速率加快,故B正確;催化劑能降低反應(yīng)所需活化能,增大活化分子百分?jǐn)?shù),增大化學(xué)反應(yīng)速率,故C錯(cuò)誤;對(duì)于氣體反應(yīng)來說,壓縮體積增大壓強(qiáng),增大單位體積內(nèi)活化分子個(gè)數(shù),活化分子有效碰撞幾率增大,反應(yīng)速率加快,對(duì)固體反應(yīng)來說,增大壓強(qiáng)無影響,故D錯(cuò)誤。
3.選B　催化劑可降低反應(yīng)的活化能,A正確;能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞才是有效碰撞,由圖乙可知碰撞后沒有生成新物質(zhì),即沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不是有效碰撞,B錯(cuò)誤;鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氫離子與氫氧根離子反應(yīng)生成水,在溶液中氫離子與氫氧根離子已經(jīng)處于活躍狀態(tài),因此鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的活化能接近于零,C正確;增大反應(yīng)物濃度,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多,單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加,D正確。
命題熱點(diǎn)
[典例]　選A　由圖可知,合成甲醇的過程中*CO+*OH*CO+*H2O的活化能最大,反應(yīng)速率最慢,決定整體反應(yīng)速率,所以主要降低該步驟的能量變化,則A正確。
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
1.選C　由圖可知兩種催化劑均出現(xiàn)四個(gè)波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行,A正確;由圖可知該反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以達(dá)平衡時(shí),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),R的濃度增大,B正確;由圖可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ時(shí)反應(yīng)速率更快,反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡,C錯(cuò)誤;由圖可知在前兩個(gè)歷程中使用Ⅰ活化能較低,反應(yīng)速率較快,后兩個(gè)歷程中使用Ⅰ活化能較高,反應(yīng)速率較慢,所以使用Ⅰ時(shí),反應(yīng)過程中M所能達(dá)到的最高濃度更大,D正確。
2.選B　由題圖可知,生成Y的速率大于生成Z的速率,則第一步反應(yīng)的活化能比第二步反應(yīng)的活化能小,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤;結(jié)合ΔH1、ΔH2均小于0可知,兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng),故反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,則能量:X>Y>Z,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。
3.選B　由圖可知,N2生成NH3是通過N2→*N2→*NNH……NH3多步還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的,故A不符合題意;由圖可知,加氫過程是分步進(jìn)行的(*N2→*NNH→*NHNH),故B符合題意;析氫反應(yīng)(H*+H*H2)會(huì)導(dǎo)致NH3中H不足,從而影響NH3的生成,故C不符合題意;NH3的及時(shí)脫附,能夠增加催化劑與反應(yīng)物的接觸面積,即有利于增加催化劑活性,故D不符合題意。
4.選C　題干中明確指出,銠配合物[Rh(CO)2I2]-充當(dāng)催化劑的作用,用于催化甲醇羰基化。由題干中提供的反應(yīng)機(jī)理圖可知,銠配合物在整個(gè)反應(yīng)歷程中成鍵數(shù)目、配體種類等均發(fā)生了變化;并且也可以觀察出,甲醇羰基化反應(yīng)所需的反應(yīng)物除甲醇外還需要CO,最終產(chǎn)物是乙酸;因此,凡是出現(xiàn)在歷程中的,既非反應(yīng)物又非產(chǎn)物的物種如CH3COI以及各種配離子等,都可視作中間物種。通過分析可知,CH3COI屬于甲醇羰基化反應(yīng)的中間體;其可與水作用,生成最終產(chǎn)物乙酸,同時(shí)也可以生成使甲醇轉(zhuǎn)化為CH3I的HI,A項(xiàng)正確;通過分析可知,甲醇羰基化反應(yīng),反應(yīng)物為甲醇以及CO,產(chǎn)物為乙酸,方程式可寫成:CH3OH+COCH3COOH,B項(xiàng)正確;通過分析可知,銠配合物在整個(gè)反應(yīng)歷程中,成鍵數(shù)目、配體種類等均發(fā)生了變化,C項(xiàng)不正確;通過分析可知,反應(yīng)中間體CH3COI與水作用生成的HI可以使甲醇轉(zhuǎn)化為CH3I,方程式可寫成:CH3OH+HICH3I+H2O,D項(xiàng)正確。
8 / 8(共61張PPT)
第3課時(shí)　活化能
新知探究(一) 活化能
新知探究(二) 利用碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
課時(shí)跟蹤檢測(cè)
目錄
命題熱點(diǎn)——化學(xué)反應(yīng)歷程與能量
變化的圖像分析
新知探究(一) 活化能
1.基元反應(yīng)
大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡(jiǎn)單碰撞就能完成的，而往往經(jīng)過多個(gè)反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)。如2HI==H2+I2實(shí)際上是經(jīng)過兩步反應(yīng)完成的，為2HI→H2+2I·，2I·→I2，其中，每一步反應(yīng)都稱為 ，它反映了化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)歷程。
2.有效碰撞
基元反應(yīng)
越快
3.活化能和活化分子
(1)活化分子:能夠發(fā)生 的分子。
(2)活化能:活化分子具有的 與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差。
4.反應(yīng)物、生成物的能量與活化能的關(guān)系
[微點(diǎn)撥]　活化能大小主要是由反應(yīng)物自身的性質(zhì)決定的(改變外界條件也可以改變反應(yīng)的活化能，如加入催化劑)，即反應(yīng)物自身的性質(zhì)影響著化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而影響化學(xué)反應(yīng)速率的大小。
有效碰撞
平均能量
活化能
反應(yīng)熱
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
√
1.(2025·西安質(zhì)量檢測(cè))下列說法不正確的是 (　　)
①當(dāng)碰撞的分子具有足夠的能量和合適的取向時(shí)，才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
②發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子
③活化分子間的碰撞一定是有效碰撞
④活化分子間每次碰撞都發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
⑤能發(fā)生有效碰撞的分子必須具有足夠高的能量
A.①④　 B.③④ C.④⑤ D.②⑤
解析: 當(dāng)碰撞的分子具有足夠的能量和合適的取向時(shí)，才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，即活化分子發(fā)生有效碰撞，才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故①正確；發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子，故②正確；活化分子間的碰撞有合適取向時(shí)才是有效碰撞，故③錯(cuò)誤；活化分子間發(fā)生有效碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故④錯(cuò)誤；能發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子，必須具有足夠高的能量，故⑤正確。
√
2.鹵代烴與端基炔(R'C≡CH)催化偶聯(lián)反應(yīng)的一種機(jī)理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.偶聯(lián)反應(yīng)中起催化作用的是M和CuI
B.R'C≡CCu為該催化過程的中間產(chǎn)物
C.該偶聯(lián)反應(yīng)的原理為R'C≡CH+RI→R'C≡CR+HI
D.該催化機(jī)理改變了反應(yīng)路徑和反應(yīng)熱
解析:由轉(zhuǎn)化圖可知，偶聯(lián)反應(yīng)中起催化作用的是M和CuI，故A正確；由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，R'C≡CCu 產(chǎn)生后又被消耗，為該催化過程的中間產(chǎn)物，故B正確；由流程可知，該偶聯(lián)反應(yīng)的原理為R'C≡CH+RI→R'C≡CR+HI，故C正確；催化劑改變反應(yīng)路徑，不改變反應(yīng)熱，故D錯(cuò)誤。
3.由反應(yīng)物微粒一步直接實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。某化學(xué)反應(yīng)是通過三步基元反應(yīng)實(shí)現(xiàn):
①Ce4++Mn2+→Ce3++Mn3+； ②Ce4++Mn3+→Ce3++Mn4+；
③Ti++Mn4+→Ti3++Mn2+。由此可知:
(1)該反應(yīng)的總反應(yīng)的方程式為　　　　　　　　　　　。
(2)該反應(yīng)的催化劑是　　　。
2Ce4++Ti+==2Ce3++Ti3+
Mn2+
解析:催化劑是在化學(xué)反應(yīng)里能改變反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)速率(既能提高也能降低)，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)。從三個(gè)反應(yīng)可以看出Ce4+最終變?yōu)镃e3+，Ti+變?yōu)門i3+，Mn2+沒變，故為催化劑。
新知探究(二) 利用碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)
H2O2是重要的消毒劑、氧化劑，研究其分解反應(yīng)有重要意義。KI能催化H2O2的分解。
①不加KI:2H2O2==2H2O+O2↑
②加入KI:H2O2+I-==H2O+IO-；
H2O2+IO-==H2O+O2↑+I-
H2O2分解反應(yīng)過程中能量變化如圖所示。
1.加入KI后，化學(xué)反應(yīng)速率如何變化 為什么
提示:化學(xué)反應(yīng)速率加快。KI是催化劑，加入催化劑，能降低反應(yīng)的活化能，使更多的反應(yīng)物分子變成活化分子，從而增大了單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子的數(shù)目，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。
2.催化劑是否參與反應(yīng) 催化劑是否改變了反應(yīng)熱
提示:催化劑參與了反應(yīng)，改變了反應(yīng)路徑，但是沒有改變反應(yīng)熱。
3.若對(duì)該反應(yīng)加熱，化學(xué)反應(yīng)速率加快，如何用碰撞理論解釋此現(xiàn)象
提示:升高溫度，反應(yīng)物分子的能量增加，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子，從而增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)，使得單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增加，反應(yīng)速率增大。升高溫度，不論是放熱反應(yīng)，還是吸熱反應(yīng)，都能增大化學(xué)反應(yīng)速率。
1.利用碰撞理論解釋外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響
[微點(diǎn)撥]　向反應(yīng)體系輸入能量，都有可能改變化學(xué)反應(yīng)速率。
[系統(tǒng)融通知能]
條件變化 濃度增大 壓強(qiáng)增大 溫度升高 使用催化劑
微觀因素變化 活化分子百分?jǐn)?shù) 不變 不變 增加 增加
活化分子數(shù)目 增加 不變 增加 增加
單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目 增加 增加 增加 增加
有效碰撞 增加 增加 增加 增加
化學(xué)反應(yīng)速率變化 加快 加快 加快 加快
2.活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
√
1.下列有關(guān)催化劑的說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.改變反應(yīng)歷程 B.改變基元反應(yīng)的活化能
C.可能提高主反應(yīng)選擇性 D.不能提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率
解析:催化劑可以改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，故A正確；催化劑可以改變反應(yīng)歷程，即可以把一個(gè)反應(yīng)改變?yōu)槎鄠€(gè)基元反應(yīng)，且每個(gè)基元反應(yīng)的活化能都不同，故B正確；催化劑具有選擇性，可能對(duì)主反應(yīng)具有更好的催化效果，從而加快主反應(yīng)的速率，故C正確；催化劑可提高平衡以前反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故D錯(cuò)誤。
√
2.(2025·溫州期中檢測(cè))下列關(guān)于有效碰撞理論與影響速率因素之間關(guān)系正確的是 (　　)
A.增大反應(yīng)物濃度，可以提高活化分子百分?jǐn)?shù)，從而提高反應(yīng)速率
B.升高溫度，反應(yīng)物分子的能量增加，增加了活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而提高反應(yīng)速率
C.加入催化劑可以降低活化能，活化分子百分?jǐn)?shù)雖然沒變，但可以加快反應(yīng)速率
D.只要增大壓強(qiáng)，就可提高單位體積內(nèi)活化分子數(shù)，從而提高反應(yīng)速率
解析: 增大反應(yīng)物濃度，增大單位體積內(nèi)活化分子個(gè)數(shù)，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，故A錯(cuò)誤；升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，則化學(xué)反應(yīng)速率加快，故B正確；催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，增大活化分子百分?jǐn)?shù)，增大化學(xué)反應(yīng)速率，故C錯(cuò)誤；對(duì)于氣體反應(yīng)來說，壓縮體積增大壓強(qiáng)，增大單位體積內(nèi)活化分子個(gè)數(shù)，活化分子有效碰撞幾率增大，反應(yīng)速率加快，對(duì)固體反應(yīng)來說，增大壓強(qiáng)無影響，故D錯(cuò)誤。
√
3.下列說法不正確的是 (　　)
A.圖甲中曲線Ⅱ可以表示催化劑降低了反應(yīng)的活化能
B.圖乙中HI分子發(fā)生了有效碰撞
C.鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)活化能接近于零
D.增大反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加
解析:催化劑可降低反應(yīng)的活化能，A正確；能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞才是有效碰撞，由圖乙可知碰撞后沒有生成新物質(zhì)，即沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不是有效碰撞，B錯(cuò)誤；鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氫離子與氫氧根離子反應(yīng)生成水，在溶液中氫離子與氫氧根離子已經(jīng)處于活躍狀態(tài)，因此鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的活化能接近于零，C正確；增大反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加，D正確。
命題熱點(diǎn)——化學(xué)反應(yīng)歷程與能量
變化的圖像分析
1.能量歷程圖像
(1)在無催化劑的情況下:E1為正反應(yīng)的活化能；E2為逆反應(yīng)的活化能；E1-E2為此反應(yīng)的焓變(ΔH)。
(2)有催化劑時(shí)，總反應(yīng)分成了兩個(gè)反應(yīng)步驟，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，產(chǎn)物為總反應(yīng)的中間產(chǎn)物，反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
2.能壘圖像
(1)催化反應(yīng)歷程可表示為擴(kuò)散→吸附→斷鍵→成鍵→脫附。
(2)催化劑通過參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程、降低反應(yīng)的活化能來加快反應(yīng)速率。活化能越大，反應(yīng)越難進(jìn)行。
(3)復(fù)雜反應(yīng)中的速度控制步驟決定反應(yīng)的速率，各步基元反應(yīng)活化能(能壘)大的慢反應(yīng)是決定整個(gè)反應(yīng)速率的關(guān)鍵步驟。故改變溫度，活化能大的反應(yīng)速率改變程度大。能壘圖參見下圖:
3.“環(huán)式”反應(yīng)圖像
對(duì)于“環(huán)式”反應(yīng)過程圖像，位于“環(huán)上”的物質(zhì)一般是催化劑或中間體，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入環(huán)”的物質(zhì)為反應(yīng)物，如①和④，“出環(huán)”的物質(zhì)為生成物，如②和③。
[典例]　(2025·武漢高二期末)在發(fā)展非金屬催化劑實(shí)現(xiàn)CO2電催化還原制備甲醇方面取得重要進(jìn)展，該反應(yīng)歷程如圖所示(CO、CH2O為副產(chǎn)物)。
上述合成甲醇的反應(yīng)速率較慢，要加快其反應(yīng)速率，主要需降低過程中能量變化的基元反應(yīng)為(　　)
A.*CO+*OH→*CO+*H2O B.*CO→*OCH
C.*OCH2→CH2O D.*OCH3→*CH3OH
[解析]　由圖可知，合成甲醇的過程中*CO+*OH→*CO+*H2O的活化能最大，反應(yīng)速率最慢，決定整體反應(yīng)速率，所以主要降低該步驟的能量變化，則A正確。
√
|思維建模|三步突破能量變化圖像
1.(2023·廣東卷)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)R(g) P(g)。反應(yīng)歷程(如圖)中，M為中間產(chǎn)物。其他條件相同時(shí)，下列說法不正確的是 (　　)
A.使用Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行
B.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，升高溫度，R的濃度增大
C.使用Ⅱ時(shí)，反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡
D.使用Ⅰ時(shí)，反應(yīng)過程中M所能達(dá)到的最高濃度更大
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
√
解析:由圖可知兩種催化劑均出現(xiàn)四個(gè)波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行，A正確；由圖可知該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以達(dá)平衡時(shí)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，R的濃度增大，B正確；由圖可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ時(shí)反應(yīng)速率更快，反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡，C錯(cuò)誤；由圖可知在前兩個(gè)歷程中使用Ⅰ活化能較低，反應(yīng)速率較快，后兩個(gè)歷程中使用Ⅰ活化能較高，反應(yīng)速率較慢，所以使用Ⅰ時(shí)，反應(yīng)過程中M所能達(dá)到的最高濃度更大，D正確。
2.(2024·安徽卷)某溫度下，在密閉容器中充入一定量的X(g)，發(fā)生下列反應(yīng):
X(g) Y(g)(ΔH1<0)，Y(g) Z(g)(ΔH2<0)，測(cè)得各氣體濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。下列反應(yīng)進(jìn)程示意圖符合題意的是 (　　)
√
解析:由題圖可知，生成Y的速率大于生成Z的速率，則第一步反應(yīng)的活化能比第二步反應(yīng)的活化能小，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合ΔH1、ΔH2均小于0可知，兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，則能量:X>Y>Z，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。
3.電催化N2還原制NH3的一種反應(yīng)機(jī)理如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用*表示，下列說法不正確的是 (　　)
A.N2生成NH3是通過多步還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的
B.兩個(gè)氮原子上的加氫過程同時(shí)進(jìn)行
C.析氫反應(yīng)(H*+H*→H2)會(huì)影響NH3的生成
D.NH3的及時(shí)脫附有利于提高催化劑活性
解析:由圖可知，N2生成NH3是通過N2→*N2→*NNH……NH3多步還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，故A不符合題意；由圖可知，加氫過程是分步進(jìn)行的(*N2→*NNH→*NHNH)，故B符合題意；析氫反應(yīng)(H*+H*→H2)會(huì)導(dǎo)致NH3中H不足，從而影響NH3的生成，故C不符合題意；NH3的及時(shí)脫附，能夠增加催化劑與反應(yīng)物的接觸面積，即有利于增加催化劑活性，故D不符合題意。
√
4.銠的配合物離子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化，反應(yīng)過程如圖所示。
下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.CH3COI是反應(yīng)中間體
B.甲醇羰基化反應(yīng)為CH3OH+CO==CH3CO2H
C.反應(yīng)過程中Rh的成鍵數(shù)目保持不變
D.存在反應(yīng)CH3OH+HI==CH3I+H2O
√
解析:題干中明確指出，銠配合物[Rh(CO)2I2]-充當(dāng)催化劑的作用，用于催化甲醇羰基化。由題干中提供的反應(yīng)機(jī)理圖可知，銠配合物在整個(gè)反應(yīng)歷程中成鍵數(shù)目、配體種類等均發(fā)生了變化；并且也可以觀察出，甲醇羰基化反應(yīng)所需的反應(yīng)物除甲醇外還需要CO，最終產(chǎn)物是乙酸；因此，凡是出現(xiàn)在歷程中的，既非反應(yīng)物又非產(chǎn)物的物種如CH3COI以及各種配離子等，都可視作中間物種。通過分析可知，CH3COI屬于甲醇羰基化反應(yīng)的中間體；其可與水作用，生成最終產(chǎn)物乙酸，同時(shí)也可以生成使甲醇轉(zhuǎn)化為CH3I的HI，A項(xiàng)正確；通過分析可知，甲醇羰基化反應(yīng)，反應(yīng)物為甲醇以及CO，產(chǎn)物為乙酸，方程式可寫成:
CH3OH+CO CH3COOH，B項(xiàng)正確；通過分析可知，銠配合物在整個(gè)反應(yīng)歷程中，成鍵數(shù)目、配體種類等均發(fā)生了變化，C項(xiàng)不正確；通過分析可知，反應(yīng)中間體CH3COI與水作用生成的HI可以使甲醇轉(zhuǎn)化為CH3I，方程式可寫成:CH3OH+HI==CH3I+H2O，D項(xiàng)正確。
課時(shí)跟蹤檢測(cè)
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一、選擇題
1.(2025·天津期中檢測(cè))工業(yè)制氫原理:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。改變下列條件能提高產(chǎn)生氫氣的速率且提高活化分子百分率的是(　　)
①將炭塊改為炭粉　②增大水蒸氣濃度
③適當(dāng)升高溫度　④加入高效催化劑
A.①② B.①③
C.③④ D.②④
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解析:將炭塊改為炭粉，可以增大C與H2O(g)的接觸面積，可以使反應(yīng)速率加快，但不能提高活化分子百分率，故①錯(cuò)誤；增大水蒸氣濃度，可以加快反應(yīng)速率，但不能提高活化分子百分率，故②錯(cuò)誤；適當(dāng)升高溫度，可以使更多的普通分子變?yōu)榛罨肿樱虼思饶芴岣弋a(chǎn)生氫氣的速率也可以提高活化分子百分率，故③正確；加入高效催化劑，可以降低反應(yīng)的活化能，使更多的普通分子變?yōu)榛罨肿樱虼思饶芴岣弋a(chǎn)生氫氣的速率也可以提高活化分子百分率，故④正確。
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2.改變下列條件，可以改變反應(yīng)的活化能的是 (　　)
A.溫度 B.催化劑
C.反應(yīng)物濃度 D.壓強(qiáng)
解析:化學(xué)反應(yīng)中，壓強(qiáng)、濃度只能改變單位體積的活化分子數(shù)目，從而提高反應(yīng)速率，而不能改變反應(yīng)的活化能；溫度只改變活化分子的百分?jǐn)?shù)，不能改變反應(yīng)的活化能，只有加入催化劑，才可以改變反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)速率改變。
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3.氮?dú)馀c氫氣在催化劑表面發(fā)生合成氨反應(yīng)的微粒變化歷程如圖所示。
下列關(guān)于反應(yīng)歷程的先后順序排列正確的是(　　)
A.④③①② B.③④①②
C.③④②① D.④③②①
解析:物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就是構(gòu)成物質(zhì)的微粒重新組合的過程，分子分解成原子，原子再重新組合成新的分子，新的分子構(gòu)成新的物質(zhì)，氫分子和氮分子都是由兩個(gè)原子構(gòu)成，它們?cè)诠腆w催化劑的表面會(huì)分解成單個(gè)的原子，原子再組合成新的氨分子，故反應(yīng)歷程的先后順序?yàn)棰堍邰佗凇?br/>14
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4.(2025·寧波期中檢測(cè))下列關(guān)于活化能和簡(jiǎn)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?yàn)樗芨淖兎磻?yīng)歷程，改變反應(yīng)的焓變
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?yàn)樵黾恿嘶罨肿影俜謹(jǐn)?shù)，使單位時(shí)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
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解析:活化分子在能量上具備了發(fā)生反應(yīng)的條件，但若發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，還需具有一定的方向，所以活化分子間的碰撞不一定是有效碰撞，故A錯(cuò)誤；催化劑改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，不能改變焓變，故B錯(cuò)誤；活化能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值，活化能越小，反應(yīng)越容易發(fā)生，故C正確；升高溫度能增加活化分子百分?jǐn)?shù)，增加反應(yīng)物濃度，活化分子的百分?jǐn)?shù)不變，但它們都能增大單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)，從而使單位時(shí)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，故D錯(cuò)誤。
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5.(2025·洛陽月考)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法中正確的是 (　　)
A.決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
B.加入適宜的催化劑，可使正反應(yīng)的活化能降低，逆反應(yīng)的活化能升高
C.其他條件不變，壓縮合成氨反應(yīng)體系的體積，使活化分子百分?jǐn)?shù)增大
D.50 mL 1 mol·L-1硫酸與足量鐵片反應(yīng)，加入少量的Na2SO4溶液，反應(yīng)速率增大
解析:決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，故A正確；加入適宜的催化劑，可降低正、逆反應(yīng)的活化能，故B錯(cuò)誤；壓縮合成氨反應(yīng)體系的體積，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，故C錯(cuò)誤；50 mL 1 mol·L-1的硫酸與足量鐵片反應(yīng)，加入少量的Na2SO4溶液，c(H+)減小，反應(yīng)速率減小，故D錯(cuò)誤。
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6.對(duì)于反應(yīng):4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g)，下列說法不正確的是 (　　)
A.升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大
B.活化分子之間發(fā)生的碰撞一定是有效碰撞
C.升高溫度能增加活化分子百分?jǐn)?shù)
D.加入鉑銠合金催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率增大
解析:升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快，故A正確；活化分子發(fā)生有效碰撞時(shí)要有合適的取向，故活化分子之間發(fā)生的碰撞不一定是有效碰撞，故B錯(cuò)誤；升高溫度，普通分子能獲取能量轉(zhuǎn)化為活化分子，故活化分子百分?jǐn)?shù)增大，故C正確；加入鉑銠合金催化劑，能降低反應(yīng)所需的活化能，加快化學(xué)反應(yīng)速率，故D正確。
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7.(2025·成都檢測(cè))已知CO(g)+2H2(g)==CH3OH(g)反應(yīng)過程中的能量變化情況如圖所示，曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別表示不使用催化劑和使用催化劑的兩種情況。下列判斷錯(cuò)誤的是 (　　)
A.該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=+91 kJ·mol-1
B.曲線Ⅱ加入了催化劑，反應(yīng)速率加快
C.反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能
D.如果該反應(yīng)生成液態(tài)CH3OH，則放出的熱量增大
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解析:反應(yīng)前能量比反應(yīng)后能量高，則該反應(yīng)放熱，ΔH<0，故A錯(cuò)誤；催化劑降低反應(yīng)的活化能，故曲線Ⅱ加入了催化劑，加快反應(yīng)速率，故B正確；該反應(yīng)放熱，則斷裂舊鍵所吸收的能量小于形成新鍵所放出的能量，即反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能，故C正確；液化時(shí)要放熱，因此生成液態(tài)甲醇會(huì)放出更多的熱量，故D正確。
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8.已知1 mol H2O2分解放出熱量98 kJ，在含少量I-的溶液中，H2O2分解的機(jī)理如下:
①H2O2+I-→H2O+IO-　慢
②H2O2+IO-→H2O+O2+I-　快
下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是(　　)
A.當(dāng)該反應(yīng)放出98 kJ的熱量時(shí)會(huì)生成0.5 mol O2
B.H2O2的分解速率主要是由反應(yīng)②決定的
C.IO-是該反應(yīng)的催化劑
D.催化劑的加入改變了該反應(yīng)的反應(yīng)熱
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解析:1 mol H2O2分解放出熱量98 kJ，則當(dāng)該反應(yīng)放出98 kJ的熱量時(shí)有
1 mol H2O2分解，所以會(huì)生成0.5 mol O2，故A正確；慢反應(yīng)決定整個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率，所以H2O2的分解速率主要是由反應(yīng)①?zèng)Q定的，故B錯(cuò)誤；將①+②可得總反應(yīng)為2H2O2 2H2O+O2↑，則I-為反應(yīng)的催化劑，故C錯(cuò)誤；催化劑只改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)的反應(yīng)熱，故D錯(cuò)誤。
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9.(2024·廣東卷)對(duì)反應(yīng)S(g) T(g)(I為中間產(chǎn)物)，相同條件下:①加入催化劑，反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間大幅縮短；②提高反應(yīng)溫度，c平(S)/c平(T)增大，c平(S)/
c平(I)減小。基于以上事實(shí)，可能的反應(yīng)歷程示意圖(——為無催化劑，┄┄為有催化劑)為 (　　)
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解析: 提高反應(yīng)溫度，c平(S)/c平(T)增大，說明反應(yīng)S(g) T(g)的平衡逆向移動(dòng)，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，c平(S)/c平(I)減小，說明S生成中間產(chǎn)物I的反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，屬于吸熱反應(yīng)，由此可排除C、D選項(xiàng)，加入催化劑，反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間大幅縮短，即反應(yīng)的決速步驟的活化能下降，使得反應(yīng)速率大幅加快，活化能大的步驟為決速步驟，符合條件的反應(yīng)歷程示意圖為A。
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√
10.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-198 kJ·mol-1。在V2O5存在時(shí)該反應(yīng)機(jī)理為①V2O5+SO2→2VO2+SO3(快)；②4VO2+O2→2V2O5(慢)。下列說法不正確的是 (　　)
A.該反應(yīng)速率主要由第②步基元反應(yīng)決定
B.基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物分子必須有足夠的能量
C.V2O5的存在提高了該反應(yīng)活化分子百分?jǐn)?shù)，使有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率加快
D.逆反應(yīng)的活化能比正反應(yīng)的活化能大198 kJ·mol-1
解析:總反應(yīng)速率由最慢反應(yīng)的一步?jīng)Q定，該反應(yīng)速率主要由第②步基元反應(yīng)決定，故A正確；基元反應(yīng)原理是反應(yīng)物分子必須發(fā)生有效碰撞，基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是有足夠的能量和碰撞方向，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)前后V2O5的量沒有改變，V2O5是該反應(yīng)的催化劑，故C正確；ΔH=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能=-198 kJ·mol-1，所以逆反應(yīng)的活化能比正反應(yīng)的活化能大198 kJ·mol-1，故D正確。
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11.CO2的轉(zhuǎn)化一直是世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。利用兩種金屬催化劑，在水溶液體系中將CO2分別轉(zhuǎn)化為CO和HCOOH的反應(yīng)過程示意圖如下:
下列說法正確的是(　　)
A.在轉(zhuǎn)化為CO的路徑中，只涉及碳氧鍵的斷裂和氫氧鍵的形成
B.在轉(zhuǎn)化為HCOOH的路徑中，CO2被氧化為HCOOH
C.兩個(gè)轉(zhuǎn)化路徑均有非極性鍵的形成
D.上述反應(yīng)過程說明催化劑具有選擇性
√
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解析:由圖可知，在轉(zhuǎn)化為CO的路徑中，既涉及碳氧鍵的斷裂和氫氧鍵的形成，還有碳氧鍵的形成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在轉(zhuǎn)化為HCOOH的路徑中，CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH是加氫過程，故是還原反應(yīng)而不是氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；兩個(gè)轉(zhuǎn)化路徑中涉及的化學(xué)鍵均為極性鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化碳在不同催化劑作用下，分別可生成甲酸和CO，說明催化劑具有選擇性，D項(xiàng)正確。
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12.我國科研工作者構(gòu)建了一種在反應(yīng)過程中能同時(shí)活化水和甲醇的雙功能結(jié)構(gòu)催化劑，可以實(shí)現(xiàn)氫氣的高效存儲(chǔ)和安全運(yùn)輸。如圖是甲醇脫氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)歷程(TS表示過渡態(tài))。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.CH3OH的脫氫反應(yīng)是分步進(jìn)行的
B.甲醇脫氫反應(yīng)歷程的最大能壘(活化能)是0.95 eV
C.甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵只有C—H
D.該催化劑的研發(fā)為醇類重整產(chǎn)氫的工業(yè)應(yīng)用提供了思路
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解析:由圖可知CH3OH逐步脫去H，所以CH3OH的脫氫反應(yīng)是分步進(jìn)行的，故A正確；觀察發(fā)現(xiàn)最后CO+4H→CO(g)+4H的能壘最大，為-2.16 eV-(-3.11)Ev
=0.95 eV，故B正確；甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵有C—H和O—H，故C錯(cuò)誤；該催化劑使甲醇上的氫全部脫離，大大提高了氫氣的產(chǎn)率，所以該催化劑的研發(fā)為醇類重整產(chǎn)氫的工業(yè)應(yīng)用提供了新思路，故D正確。
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二、非選擇題
13.(12分)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·mol-1表示。請(qǐng)認(rèn)真
觀察如圖，然后回答問題。
(1)圖中反應(yīng)是　　　(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，該反應(yīng)　　　(填“需要”或“不需要”)環(huán)境先提供能量，該反應(yīng)的ΔH=　 　　kJ·mol-1(用含E1、E2的代數(shù)式表示)。
放熱
需要
E2-E1
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13.(12分)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·mol-1表示。請(qǐng)認(rèn)真
觀察如圖，然后回答問題。
(2)已知:H2(g)+O2(g)==H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1，該反應(yīng)的活化能為167.2 kJ·mol-1，則其逆反應(yīng)的活化能為　 。
解析:ΔH=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能，故逆反應(yīng)活化能=正反應(yīng)活化能-ΔH=167.2 kJ·mol-1-(-241.8 kJ·mol-1)=409.0 kJ·mol-1。
409.0 kJ·mol-1
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13.(12分)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·mol-1表示。請(qǐng)認(rèn)真
觀察如圖，然后回答問題。
(3)對(duì)于同一反應(yīng)，圖中虛線(Ⅱ)與實(shí)線(Ⅰ)相比，活化能　　　(填“升高”“降低”或“不變”)，對(duì)反應(yīng)熱是否有影響 　 　　，原因是_______________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
　 。
催化劑只降低
無影響
反應(yīng)的活化能，不能改變反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量之差，即反應(yīng)熱不
改變[或:因?yàn)榇呋瘎┲唤档头磻?yīng)的活化能，同等程度地降低E1、E2的值，則E2-E1
的差(即反應(yīng)熱)不改變]
降低
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14.(12分)二氧化碳加氫制汽油的轉(zhuǎn)化過程如圖1:
(1)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。
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解析:通過圖示可知，反應(yīng)①為二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成一氧化碳和水，化學(xué)方程式為CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
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14.(12分)二氧化碳加氫制汽油的轉(zhuǎn)化過程如圖1:
(2)一定溫度下，向2 L的密閉容器中加入一定量的H2、CO2氣體發(fā)生反應(yīng)①，產(chǎn)物均為氣態(tài)。反應(yīng)過程中CO2氣體和CO氣體的物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。
①t1 min時(shí)，正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v正　 (填“>”“<”或“=”)v逆。
②4 min內(nèi)，CO2的平均反應(yīng)速率為　 。
③能加快反應(yīng)速率的措施有______________________________________________
　 (任寫兩條)。
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>
0.05 mol·L-1·min-1
升高溫度、增大壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物濃度(任寫兩條，
其他合理答案也可)
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解析:①t1 min時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行，則v正>v逆；②4 min內(nèi)，v(CO2)
=-=-=0.05 mol·L-1·min-1。
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14.(12分)二氧化碳加氫制汽油的轉(zhuǎn)化過程如圖1:
(3)以H2O、CaBr2、Fe3O4為原料進(jìn)行氣固相反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)水的分解制得氫氣，其反應(yīng)原理如圖3所示。可以循環(huán)利用的物質(zhì)有 　。
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CaBr2、Fe3O4
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解析:根據(jù)圖3所示可知，高溫下，水先與溴化鈣反應(yīng)生成氧化鈣和溴化氫，然后溴化氫與四氧化三鐵反應(yīng)生成溴化亞鐵和溴，溴再與氧化鈣反應(yīng)生成溴化鈣和氧氣，水再與溴化亞鐵反應(yīng)生成氫氣、四氧化三鐵和溴化氫，催化劑得以再生，即該反應(yīng)過程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有CaBr2、Fe3O4。
14課時(shí)跟蹤檢測(cè)(六)　活化能
一、選擇題
1.(2025·天津期中檢測(cè))工業(yè)制氫原理:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。改變下列條件能提高產(chǎn)生氫氣的速率且提高活化分子百分率的是 (　　)
①將炭塊改為炭粉　②增大水蒸氣濃度
③適當(dāng)升高溫度　④加入高效催化劑
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
2.改變下列條件,可以改變反應(yīng)的活化能的是 (　　)
A.溫度 B.催化劑
C.反應(yīng)物濃度 D.壓強(qiáng)
3.氮?dú)馀c氫氣在催化劑表面發(fā)生合成氨反應(yīng)的微粒變化歷程如圖所示。
下列關(guān)于反應(yīng)歷程的先后順序排列正確的是 (　　)
A.④③①② B.③④①②
C.③④②① D.④③②①
4.(2025·寧波期中檢測(cè))下列關(guān)于活化能和簡(jiǎn)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?yàn)樗芨淖兎磻?yīng)歷程,改變反應(yīng)的焓變
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?yàn)樵黾恿嘶罨肿影俜謹(jǐn)?shù),使單位時(shí)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
5.(2025·洛陽月考)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法中正確的是 (　　)
A.決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
B.加入適宜的催化劑,可使正反應(yīng)的活化能降低,逆反應(yīng)的活化能升高
C.其他條件不變,壓縮合成氨反應(yīng)體系的體積,使活化分子百分?jǐn)?shù)增大
D.50 mL 1 mol·L-1硫酸與足量鐵片反應(yīng),加入少量的Na2SO4溶液,反應(yīng)速率增大
6.對(duì)于反應(yīng):4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列說法不正確的是 (　　)
A.升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率增大
B.活化分子之間發(fā)生的碰撞一定是有效碰撞
C.升高溫度能增加活化分子百分?jǐn)?shù)
D.加入鉑銠合金催化劑,化學(xué)反應(yīng)速率增大
7.(2025·成都檢測(cè))已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反應(yīng)過程中的能量變化情況如圖所示,曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別表示不使用催化劑和使用催化劑的兩種情況。下列判斷錯(cuò)誤的是 (　　)
A.該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=+91 kJ·mol-1
B.曲線Ⅱ加入了催化劑,反應(yīng)速率加快
C.反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能
D.如果該反應(yīng)生成液態(tài)CH3OH,則放出的熱量增大
8.已知1 mol H2O2分解放出熱量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機(jī)理如下:
①H2O2+I-H2O+IO-　慢
②H2O2+IO-H2O+O2+I-　快
下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是 (　　)
A.當(dāng)該反應(yīng)放出98 kJ的熱量時(shí)會(huì)生成0.5 mol O2
B.H2O2的分解速率主要是由反應(yīng)②決定的
C.IO-是該反應(yīng)的催化劑
D.催化劑的加入改變了該反應(yīng)的反應(yīng)熱
9.(2024·廣東卷)對(duì)反應(yīng)S(g)T(g)(I為中間產(chǎn)物),相同條件下:①加入催化劑,反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間大幅縮短;②提高反應(yīng)溫度,c平(S)/c平(T)增大,c平(S)/c平(I)減小。基于以上事實(shí),可能的反應(yīng)歷程示意圖(——為無催化劑,┄┄為有催化劑)為 (　　)
10.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-198 kJ·mol-1。在V2O5存在時(shí)該反應(yīng)機(jī)理為①V2O5+SO22VO2+SO3(快);②4VO2+O22V2O5(慢)。下列說法不正確的是 (　　)
A.該反應(yīng)速率主要由第②步基元反應(yīng)決定
B.基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物分子必須有足夠的能量
C.V2O5的存在提高了該反應(yīng)活化分子百分?jǐn)?shù),使有效碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)速率加快
D.逆反應(yīng)的活化能比正反應(yīng)的活化能大198 kJ·mol-1
11.CO2的轉(zhuǎn)化一直是世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。利用兩種金屬催化劑,在水溶液體系中將CO2分別轉(zhuǎn)化為CO和HCOOH的反應(yīng)過程示意圖如下:
下列說法正確的是 (　　)
A.在轉(zhuǎn)化為CO的路徑中,只涉及碳氧鍵的斷裂和氫氧鍵的形成
B.在轉(zhuǎn)化為HCOOH的路徑中,CO2被氧化為HCOOH　
C.兩個(gè)轉(zhuǎn)化路徑均有非極性鍵的形成
D.上述反應(yīng)過程說明催化劑具有選擇性
12.我國科研工作者構(gòu)建了一種在反應(yīng)過程中能同時(shí)活化水和甲醇的雙功能結(jié)構(gòu)催化劑,可以實(shí)現(xiàn)氫氣的高效存儲(chǔ)和安全運(yùn)輸。如圖是甲醇脫氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)歷程(TS表示過渡態(tài))。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.CH3OH的脫氫反應(yīng)是分步進(jìn)行的
B.甲醇脫氫反應(yīng)歷程的最大能壘(活化能)是0.95 eV
C.甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵只有C—H
D.該催化劑的研發(fā)為醇類重整產(chǎn)氫的工業(yè)應(yīng)用提供了思路
二、非選擇題
13.(12分)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·mol-1表示。請(qǐng)認(rèn)真觀察下圖,然后回答問題。
(1)圖中反應(yīng)是　　　　　(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),該反應(yīng)　　　　　(填“需要”或“不需要”)環(huán)境先提供能量,該反應(yīng)的ΔH=　　　kJ·mol-1(用含E1、E2的代數(shù)式表示)。
(2)已知:H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1,該反應(yīng)的活化能為167.2 kJ·mol-1,則其逆反應(yīng)的活化能為 　。
(3)對(duì)于同一反應(yīng),圖中虛線(Ⅱ)與實(shí)線(Ⅰ)相比,活化能　　　　　(填“升高”“降低”或“不變”),對(duì)反應(yīng)熱是否有影響 　　　　　,原因是 　。
14.(12分)二氧化碳加氫制汽油的轉(zhuǎn)化過程如圖1:
(1)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式: 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)一定溫度下,向2 L的密閉容器中加入一定量的H2、CO2氣體發(fā)生反應(yīng)①,產(chǎn)物均為氣態(tài)。反應(yīng)過程中CO2氣體和CO氣體的物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。
①t1 min時(shí),正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v正　　　(填“>”“<”或“=”)v逆。
②4 min內(nèi),CO2的平均反應(yīng)速率為　　　　　　　　　　　　　　　。
③能加快反應(yīng)速率的措施有 　(任寫兩條)。
(3)以H2O、CaBr2、Fe3O4為原料進(jìn)行氣固相反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)水的分解制得氫氣,其反應(yīng)原理如圖3所示。可以循環(huán)利用的物質(zhì)有 　。
課時(shí)跟蹤檢測(cè)(六)
1.選C　將炭塊改為炭粉,可以增大C與H2O(g)的接觸面積,可以使反應(yīng)速率加快,但不能提高活化分子百分率,故①錯(cuò)誤;增大水蒸氣濃度,可以加快反應(yīng)速率,但不能提高活化分子百分率,故②錯(cuò)誤;適當(dāng)升高溫度,可以使更多的普通分子變?yōu)榛罨肿?因此既能提高產(chǎn)生氫氣的速率也可以提高活化分子百分率,故③正確;加入高效催化劑,可以降低反應(yīng)的活化能,使更多的普通分子變?yōu)榛罨肿?因此既能提高產(chǎn)生氫氣的速率也可以提高活化分子百分率,故④正確。
2.選B　化學(xué)反應(yīng)中,壓強(qiáng)、濃度只能改變單位體積的活化分子數(shù)目,從而提高反應(yīng)速率,而不能改變反應(yīng)的活化能;溫度只改變活化分子的百分?jǐn)?shù),不能改變反應(yīng)的活化能,只有加入催化劑,才可以改變反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)速率改變。
3.選A　物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就是構(gòu)成物質(zhì)的微粒重新組合的過程,分子分解成原子,原子再重新組合成新的分子,新的分子構(gòu)成新的物質(zhì),氫分子和氮分子都是由兩個(gè)原子構(gòu)成,它們?cè)诠腆w催化劑的表面會(huì)分解成單個(gè)的原子,原子再組合成新的氨分子,故反應(yīng)歷程的先后順序?yàn)棰堍邰佗凇?br/>4.選C　活化分子在能量上具備了發(fā)生反應(yīng)的條件,但若發(fā)生化學(xué)反應(yīng),還需具有一定的方向,所以活化分子間的碰撞不一定是有效碰撞,故A錯(cuò)誤;催化劑改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能,不能改變焓變,故B錯(cuò)誤;活化能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值,活化能越小,反應(yīng)越容易發(fā)生,故C正確;升高溫度能增加活化分子百分?jǐn)?shù),增加反應(yīng)物濃度,活化分子的百分?jǐn)?shù)不變,但它們都能增大單位體積內(nèi)的活化分子數(shù),從而使單位時(shí)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,故D錯(cuò)誤。
5.選A　決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì),故A正確;加入適宜的催化劑,可降低正、逆反應(yīng)的活化能,故B錯(cuò)誤;壓縮合成氨反應(yīng)體系的體積,活化分子百分?jǐn)?shù)不變,故C錯(cuò)誤;50 mL 1 mol·L-1的硫酸與足量鐵片反應(yīng),加入少量的Na2SO4溶液,c(H+)減小,反應(yīng)速率減小,故D錯(cuò)誤。
6.選B　升高溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)增大,化學(xué)反應(yīng)速率加快,故A正確;活化分子發(fā)生有效碰撞時(shí)要有合適的取向,故活化分子之間發(fā)生的碰撞不一定是有效碰撞,故B錯(cuò)誤;升高溫度,普通分子能獲取能量轉(zhuǎn)化為活化分子,故活化分子百分?jǐn)?shù)增大,故C正確;加入鉑銠合金催化劑,能降低反應(yīng)所需的活化能,加快化學(xué)反應(yīng)速率,故D正確。
7.選A　反應(yīng)前能量比反應(yīng)后能量高,則該反應(yīng)放熱,ΔH<0,故A錯(cuò)誤;催化劑降低反應(yīng)的活化能,故曲線Ⅱ加入了催化劑,加快反應(yīng)速率,故B正確;該反應(yīng)放熱,則斷裂舊鍵所吸收的能量小于形成新鍵所放出的能量,即反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能,故C正確;液化時(shí)要放熱,因此生成液態(tài)甲醇會(huì)放出更多的熱量,故D正確。
8.選A　1 mol H2O2分解放出熱量98 kJ,則當(dāng)該反應(yīng)放出98 kJ的熱量時(shí)有1 mol H2O2分解,所以會(huì)生成0.5 mol O2,故A正確;慢反應(yīng)決定整個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率,所以H2O2的分解速率主要是由反應(yīng)①?zèng)Q定的,故B錯(cuò)誤;將①+②可得總反應(yīng)為2H2O22H2O+O2↑,則I-為反應(yīng)的催化劑,故C錯(cuò)誤;催化劑只改變反應(yīng)速率,不改變反應(yīng)的反應(yīng)熱,故D錯(cuò)誤。
9.選A　提高反應(yīng)溫度,c平(S)/c平(T)增大,說明反應(yīng)S(g) T(g)的平衡逆向移動(dòng),即該反應(yīng)為放熱反應(yīng),c平(S)/c平(I)減小,說明S生成中間產(chǎn)物I的反應(yīng)平衡正向移動(dòng),屬于吸熱反應(yīng),由此可排除C、D選項(xiàng),加入催化劑,反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間大幅縮短,即反應(yīng)的決速步驟的活化能下降,使得反應(yīng)速率大幅加快,活化能大的步驟為決速步驟,符合條件的反應(yīng)歷程示意圖為A。
10.選B　總反應(yīng)速率由最慢反應(yīng)的一步?jīng)Q定,該反應(yīng)速率主要由第②步基元反應(yīng)決定,故A正確;基元反應(yīng)原理是反應(yīng)物分子必須發(fā)生有效碰撞,基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是有足夠的能量和碰撞方向,故B錯(cuò)誤;反應(yīng)前后V2O5的量沒有改變,V2O5是該反應(yīng)的催化劑,故C正確;ΔH=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能=-198 kJ·mol-1,所以逆反應(yīng)的活化能比正反應(yīng)的活化能大198 kJ·mol-1,故D正確。
11.選D　由圖可知,在轉(zhuǎn)化為CO的路徑中,既涉及碳氧鍵的斷裂和氫氧鍵的形成,還有碳氧鍵的形成,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在轉(zhuǎn)化為HCOOH的路徑中,CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH是加氫過程,故是還原反應(yīng)而不是氧化反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;兩個(gè)轉(zhuǎn)化路徑中涉及的化學(xué)鍵均為極性鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;二氧化碳在不同催化劑作用下,分別可生成甲酸和CO,說明催化劑具有選擇性,D項(xiàng)正確。
12.選C　由圖可知CH3OH逐步脫去H,所以CH3OH的脫氫反應(yīng)是分步進(jìn)行的,故A正確;觀察發(fā)現(xiàn)最后CO+4HCO(g)+4H的能壘最大,為-2.16 eV-(-3.11)eV=0.95 eV,故B正確;甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵有C—H和O—H,故C錯(cuò)誤;該催化劑使甲醇上的氫全部脫離,大大提高了氫氣的產(chǎn)率,所以該催化劑的研發(fā)為醇類重整產(chǎn)氫的工業(yè)應(yīng)用提供了新思路,故D正確。
13.解析:(2)ΔH=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能,故逆反應(yīng)活化能=正反應(yīng)活化能-ΔH=167.2 kJ·mol-1-(-241.8 kJ·mol-1)=409.0 kJ·mol-1。
答案:(1)放熱　需要　E2-E1　(2)409.0 kJ·mol-1
(3)降低　無影響　催化劑只降低反應(yīng)的活化能,不能改變反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量之差,即反應(yīng)熱不改變[或:因?yàn)榇呋瘎┲唤档头磻?yīng)的活化能,同等程度地降低E1、E2的值,則E2-E1的差(即反應(yīng)熱)不改變]
14.解析:(1)通過圖示可知,反應(yīng)①為二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成一氧化碳和水,化學(xué)方程式為CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。(2)①t1 min時(shí),反應(yīng)正向進(jìn)行,則v正>v逆;②4 min內(nèi),v(CO2)=-=-=0.05 mol·L-1·min-1。(3)根據(jù)圖3所示可知,高溫下,水先與溴化鈣反應(yīng)生成氧化鈣和溴化氫,然后溴化氫與四氧化三鐵反應(yīng)生成溴化亞鐵和溴,溴再與氧化鈣反應(yīng)生成溴化鈣和氧氣,水再與溴化亞鐵反應(yīng)生成氫氣、四氧化三鐵和溴化氫,催化劑得以再生,即該反應(yīng)過程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有CaBr2、Fe3O4。
答案:(1)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　(2)①>　②0.05 mol·L-1·min-1　③升高溫度、增大壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物濃度(任寫兩條,其他合理答案也可)　(3)CaBr2、Fe3O4
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