2025版新教材高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率第3課時(shí)活化能課時(shí)作業(yè)新人教版選擇性必修1

其次章第一節(jié)第三課時(shí)一、選擇題1．下列有關(guān)活化分子與活化能的說法正確的是(D)A．活化分子間所發(fā)生的碰撞均為有效碰撞B．活化分子的平均能量稱為活化能C．增大壓強(qiáng)可使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速率加快D．上升溫度可使活化分子百分?jǐn)?shù)增加，反應(yīng)速率加快2．變更下列條件，可以變更反應(yīng)的活化能的是(B)A．溫度 B．催化劑C．反應(yīng)物濃度 D．壓強(qiáng)3．已知分解1molH2O2放出熱量98kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的機(jī)理為H2O2＋I(xiàn)－→H2O＋I(xiàn)O－(慢)，H2O2＋I(xiàn)O－→H2O＋O2＋I(xiàn)－(快)。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是(A)A．反應(yīng)速率與I－的濃度有關(guān)B．IO－也是該反應(yīng)的催化劑C．反應(yīng)活化能等于98kJ·mol－1D．v(H2O2)＝v(O2)解析：H2O2分解的反應(yīng)速率主要由第一個(gè)反應(yīng)確定，I－的濃度越大，反應(yīng)速率越快，A項(xiàng)正確；依據(jù)總反應(yīng)可確定該反應(yīng)的催化劑為I－，而IO－為中間產(chǎn)物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)所給信息無(wú)法確定反應(yīng)活化能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)速率關(guān)系為v(H2O2)＝2v(O2)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．氮?dú)馀c氫氣在催化劑表面發(fā)生合成氨反應(yīng)的微粒變更歷程如圖所示。下列關(guān)于反應(yīng)歷程的先后依次排列正確的是(A)A．④③①② B．③④①②C．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。5．已知反應(yīng)S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)＋2I－(aq)2SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋I(xiàn)2(aq)，若向該溶液中加入含F(xiàn)e3＋的某溶液，反應(yīng)機(jī)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)下列有關(guān)該反應(yīng)的說法不正確的是(D)A．增大S2Oeq\o\al(2－,8)的濃度，反應(yīng)②的反應(yīng)速率加快B．Fe3＋是該反應(yīng)的催化劑C．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)D．Fe3＋降低了該反應(yīng)的活化能，也減小了該反應(yīng)的焓變解析：增大S2Oeq\o\al(2－,8)的濃度，反應(yīng)②的反應(yīng)速率加快，A正確；若向該溶液中加入含F(xiàn)e3＋的某溶液，發(fā)生的總反應(yīng)為S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)＋2I－(aq)2SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋I(xiàn)2(aq)，F(xiàn)e3＋為該反應(yīng)的催化劑，B正確；反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，C正確；催化劑不變更反應(yīng)的焓變，D錯(cuò)誤。6．氮的化合物在催化劑作用下可轉(zhuǎn)化為N2和水，催化機(jī)理如圖所示。下列說法正確的是(C)A．Fe2＋為該反應(yīng)的催化劑B．該反應(yīng)可在堿性條件下發(fā)生C．該過程總反應(yīng)方程式為4NH3＋4NO＋O2eq\o(=,\s\up17(催化劑))4N2＋6H2OD．若有22.4LNO參與反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4NA解析：反應(yīng)中鐵離子被消耗又被生成，故為催化劑，亞鐵離子為中間產(chǎn)物，A錯(cuò)誤；堿性條件下亞鐵離子和鐵離子會(huì)轉(zhuǎn)化為沉淀，故不能在堿性條件下進(jìn)行，B錯(cuò)誤；該過程總反應(yīng)為氨氣、一氧化氮、氧氣在催化劑作用下生成氮?dú)夂退?，方程式?NH3＋4NO＋O2eq\o(=,\s\up17(催化劑))4N2＋6H2O，C正確；沒有標(biāo)準(zhǔn)狀況不能計(jì)算反應(yīng)NO的物質(zhì)的量及電子轉(zhuǎn)移數(shù)，D錯(cuò)誤。故選C。7．CO2加氫制CH4的一種催化機(jī)理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是(C)A．H2經(jīng)過Ni活性中心裂解產(chǎn)生活化態(tài)H*的過程為吸熱過程B．La2O2CO3可以釋放出COeq\o\al(*,2)(活化分子)C．La2O3、Ni和La2O2CO3在反應(yīng)過程中均起催化作用D．COeq\o\al(*,2)(活化分子)比CO2(一般分子)更簡(jiǎn)潔發(fā)生有效碰撞解析：由圖可知，H2經(jīng)過Ni活性中心裂解產(chǎn)生活化態(tài)H*的過程為共價(jià)鍵斷裂的過程，是一個(gè)吸熱過程，故A正確；由圖可知，La2O2CO3轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)a2O3時(shí)釋放出COeq\o\al(*,2)，故B正確；由圖可知，La2O3、Ni為反應(yīng)的催化劑，起催化作用，La2O2CO3為反應(yīng)的中間產(chǎn)物，故C錯(cuò)誤；活化分子的能量比一般分子的能量高，比一般分子更簡(jiǎn)潔發(fā)生有效碰撞，則COeq\o\al(*,2)比CO2更簡(jiǎn)潔發(fā)生有效碰撞，故D正確。故選C。8．不同含金催化劑催化乙烯加氫的反應(yīng)歷程如圖所示[已知反應(yīng)：C2H4(g)＋H2(g)=C2H6(g)ΔH＝akJ·mol－1]。下列說法錯(cuò)誤的是(A)A．1molC2H4(g)和1molH2(g)的鍵能之和比1molC2H6(g)的鍵能大B．a(chǎn)＝－129.6C．催化劑AuPFeq\o\al(＋,3)的催化效果較好D．穩(wěn)定性：過渡態(tài)1<過渡態(tài)2解析：由反應(yīng)歷程圖可知，反應(yīng)C2H4(g)＋H2(g)=C2H6(g)的焓變值為ΔH＝－129.6kJ·mol－1，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能，則1molC2H4(g)和1molH2(g)的鍵能之和比1molC2H6(g)的鍵能小，A錯(cuò)誤；由反應(yīng)歷程圖可知，反應(yīng)C2H4(g)＋H2(g)=C2H6(g)的焓變值為ΔH＝－129.6kJ·mol－1，則a＝－129.6，B正確；由反應(yīng)歷程圖可知，運(yùn)用催化劑AuPFeq\o\al(＋,3)，最大活化能更低，則催化劑AuPFeq\o\al(＋,3)的催化效果較好，C正確；物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定，過渡態(tài)2的能量比過渡態(tài)1更低，則穩(wěn)定性為過渡態(tài)1<過渡態(tài)2,D正確。故選A。9．Ni可活化C2H6制得CH4，其反應(yīng)歷程如圖所示：下列關(guān)于活化歷程的說法正確的是(D)A．總反應(yīng)的ΔH>0B．Ni是該反應(yīng)的催化劑，參與反應(yīng)的過程C．該反應(yīng)過程中分別有碳?xì)滏I、碳碳鍵的斷裂和形成D．總反應(yīng)的速率由“中間體2→中間體3”確定解析：由圖可知，總反應(yīng)為反應(yīng)物的能量大于生成物的能量的放熱反應(yīng)，反應(yīng)的焓變小于0，故A錯(cuò)誤；由圖可知，反應(yīng)的生成物為NiCH2和甲烷，則鎳是反應(yīng)的反應(yīng)物，不是催化劑，故B錯(cuò)誤；由圖可知，反應(yīng)過程中有碳碳鍵的斷裂，但沒有碳碳鍵的形成，故C錯(cuò)誤；反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)速率越慢，總反應(yīng)取決于慢反應(yīng)，中間體2→中間體3的活化能最大，反應(yīng)速率最慢，則總反應(yīng)的速率由中間體2→中間體3的反應(yīng)速率確定，故D正確。故選D。10．我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了銅催化劑條件將DMF[(CH3)2NCHO]轉(zhuǎn)化為三甲胺[N(CH3)3]。計(jì)算機(jī)模擬單個(gè)DMF分子在銅催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖所示，下列說法正確的是(C)A．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)=N(CH3)3(g)＋H2O(g)ΔH＝－1.02eV·mol－1B．該歷程中最大能壘(活化能)為2.16eVC．該歷程中最小能壘的化學(xué)方程式為(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH*D．增大壓強(qiáng)或上升溫度均能加快反應(yīng)速率，銅催化劑可以增大該反應(yīng)的活化能解析：該反應(yīng)中單個(gè)DMF分子放熱1.02eV，則1molDMF放熱1.02NAeV，熱化學(xué)方程式為(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)=N(CH3)3(g)＋H2O(g)ΔH＝－1.02NAeV·mol－1，A錯(cuò)誤；該歷程的最大能壘為－1.02eV－(－2.21eV)＝1.19eV，B錯(cuò)誤；從圖中可知，該歷程的最小能壘為－1.55eV－(－1.77eV)＝0.22eV，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH*，C正確；增大壓強(qiáng)或上升溫度可加快反應(yīng)速率，銅催化劑可降低反應(yīng)的活化能，D錯(cuò)誤。故選C。11．MnO2催化某反應(yīng)的一種催化機(jī)理如圖所示(其中·OH是氫氧自由基，·CHO是醛基自由基),下列敘述正確的是(C)A．運(yùn)用MnO2催化時(shí)，該反應(yīng)的ΔH會(huì)發(fā)生變更B．全部過程均發(fā)生氧化還原反應(yīng)C．總反應(yīng)為HCHO＋O2eq\o(=,\s\up17(MnO2))CO2＋H2OD．Oeq\o\al(－,2)為中間產(chǎn)物之一，與Na2O2中所含陰離子相同解析：依據(jù)催化機(jī)理可以發(fā)覺反應(yīng)物為甲醛和氧氣，產(chǎn)物為二氧化碳和水。催化劑不能變更反應(yīng)熱，ΔH不會(huì)發(fā)生變更，A錯(cuò)誤；催化機(jī)理存在HCOeq\o\al(－,3)與H＋反應(yīng)生成CO2的過程，這一步不是氧化還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；依據(jù)如圖的催化機(jī)理可知總反應(yīng)為HCHO＋O2eq\o(=,\s\up17(MnO2))CO2＋H2O，C正確；Na2O2中的陰離子是Oeq\o\al(2－,2)，與Oeq\o\al(－,2)不一樣，D錯(cuò)誤。故選C。12．H2與ICl的反應(yīng)分兩步完成，其能量曲線如圖所示。反應(yīng)①：H2(g)＋2ICl(g)=HCl(g)＋HI(g)＋I(xiàn)Cl(g)反應(yīng)②：HCl(g)＋HI(g)＋I(xiàn)Cl(g)=I2(g)＋2HCl(g)下列有關(guān)說法不正確的是(B)A．反應(yīng)①、②均是反應(yīng)物總能量高于生成物總能量B．運(yùn)用催化劑可以變更反應(yīng)歷程，從而變更總反應(yīng)的反應(yīng)熱C．H2(g)＋2ICl(g)=I2(g)＋2HCl(g)ΔH＝－218kJ·mol－1D．反應(yīng)①的ΔH＝E1－E2解析：由圖像可知，反應(yīng)①、②均是反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，A正確；運(yùn)用催化劑可以降低反應(yīng)的活化能、變更反應(yīng)歷程，但總反應(yīng)的反應(yīng)熱等于生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量，與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)，故催化劑不能變更總反應(yīng)的反應(yīng)熱，B錯(cuò)誤；反應(yīng)①和②總的能量變更為218kJ,并且是放熱反應(yīng)，所以H2(g)＋2ICl(g)=I2(g)＋2HCl(g)ΔH＝－218kJ·mol－1，C正確；反應(yīng)①的ΔH＝正反應(yīng)的活化能－逆反應(yīng)的活化能＝E1－E2，D正確。故選B。二、非選擇題13．某反應(yīng)過程的能量變更關(guān)系如圖所示，按要求回答下列問題：(1)已知熱化學(xué)方程式H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1，該反應(yīng)的活化能為167.2kJ·mol－1，則其逆反應(yīng)的活化能為_409.0_kJ·mol－1__。(2)已知C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH＝＋1.5kJ·mol－1，某同學(xué)依據(jù)該反應(yīng)吸取的熱量較小，認(rèn)為由石墨變?yōu)榻饎偸姆磻?yīng)很簡(jiǎn)潔進(jìn)行，但事實(shí)上該反應(yīng)卻很難發(fā)生，須要很高的溫度和很大的壓強(qiáng)，請(qǐng)你分析造成這種現(xiàn)象的主要緣由是_該反應(yīng)的活化能很高_(dá)_。(3)對(duì)于同一反應(yīng)，圖中虛線Ⅱ與實(shí)線Ⅰ相比，活化能降低，活化分子百分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)速率加快，你認(rèn)為最可能的緣由是_運(yùn)用了催化劑__。14．氨氣是一種重要的化工產(chǎn)品，有廣泛用途，工業(yè)上可由氫氣和氮?dú)夂铣砂睔?。回答下列問題：(1)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，該反應(yīng)過程中的能量變更如圖1所示。正反應(yīng)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)恒溫下，將確定量的N2、H2置于10L密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變更狀況如圖2。則0～10min內(nèi)的反應(yīng)速率v(H2)＝_0.3_mol·L－1·min－1__。(3)用、、、分別表示N2、H2、NH3和固體Fe催化劑，則在固體催化劑表面合成氨的過程如圖3所示。①吸附后，能量狀態(tài)最低的是_C__(填字母)。②結(jié)合上述原理，在固體Fe催化劑表面進(jìn)行NH3的分解試驗(yàn)，發(fā)覺NH3的分解速率與其濃度的關(guān)系如圖4所示。從吸附和解吸過程分析，c0之前反應(yīng)速率增加的緣由可能是_氨的濃度增加，催化劑表面吸附的氨分子增多，速率增大__；c0之后反應(yīng)速率降低的緣由可能是_催化劑表面的氨分子太多，不利于氮?dú)夂蜌錃鈴拇呋瘎┍砻娼馕黖_。解析：(1)依據(jù)反應(yīng)熱＝正反應(yīng)的活化能－逆反應(yīng)的活化能可知，正反應(yīng)的活化能Ea(正)＝(427.4－92.4)kJ·mol－1＝335kJ·mol－1；正反應(yīng)和逆反應(yīng)的焓變數(shù)值相同，符號(hào)相反，則2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋92.4kJ·mol－1，則反應(yīng)NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)ΔH＝＋46.2kJ·mol－1。(2)依據(jù)圖2分析可知，0～10min內(nèi)Δc(NH3)＝2mol·L－1，依據(jù)化學(xué)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斷裂化學(xué)鍵吸取能量，形成化學(xué)鍵釋放能量，結(jié)合圖3分析可知，吸附后，能量狀態(tài)最低的是C。②依據(jù)題目信息，結(jié)合圖4分析可知，c0之前反應(yīng)速率增加的緣由可能是氨的濃度增加，催化劑表面吸附的氨分子增多，速率增大；c0之后反應(yīng)速率降低的緣由可能是催化劑表面的氨分子太多，不利于氮?dú)夂蜌錃鈴拇呋瘎┍砻娼馕?5．用H2O2、KI和洗潔精可完成“大象牙膏”試驗(yàn)(短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫)，某同學(xué)依據(jù)文獻(xiàn)資料對(duì)該試驗(yàn)進(jìn)行探究。(1)資料1：KI在該反應(yīng)中的作用：H2O2＋I(xiàn)－=H2O＋I(xiàn)O－；H2O2＋I(xiàn)O－=H2O＋O2↑＋I(xiàn)－?？偡磻?yīng)的化學(xué)方程式為2H2O2eq\o(=,\s\up1