第2章 第1节 第3课时 活化能-【精讲精练】2023-2024学年高中化学选择性必修1人教版（教师用书）

第3课时　活化能 1．知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。 2．通过有效碰撞理论，理解影响化学反应速率的因素，培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。 知识点一　活化能和简单碰撞理论 1．基元反应和反应机理 (1)基元反应 大多数化学反应并不是经过简单__碰撞__就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。反应物分子在碰撞过程中相互作用直接转化为生成物分子的反应叫基元反应。 (2)反应机理 基元反应反映化学反应的反应历程。反应历程又称反应__机理__。 2．简单碰撞理论 (1)有效碰撞 (2)活化能和活化分子 ①活化分子：能够发生__有效碰撞__的分子。 ②活化能：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。 (3)反应物、生成物的能量与活化能的关系 [思考探究] H＋与OH－的反应，Ag＋与Cl－的反应以及高空大气层内自由原子之间的反应都是瞬间完成的。原因是什么？该事实证明了什么？ 提示　因为反应之前反应物已经成为自由的离子或原子，不再需要破坏或减弱化学键以启动化学反应的活化能；该事实证明了有效碰撞理论的合理性。 [归纳提升] 1．一个反应的反应机理分为几步，如A―→C的反应机理为A―→B慢反应，B―→C快反应，则(1)总反应的快慢取决于慢反应； (2)慢反应的活化能大，快反应的活化能小。 2．反应的反应热ΔH与活化能的关系：|ΔH|＝|E1－E2|。 1．(2023·山东期中)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。下列有关说法不正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．该反应历程共分4步进行 C．第3步的正反应活化能最小 D．第二步反应的ΔH2小于第三步反应的ΔH3 解析　D　该反应物的总能量小于生成物的总能量，故为吸热反应，A正确；该反应4个H原子逐步失去，故共分4步进行，B正确；第3步的正反应活化能最小，C正确；由图像可知，第二步反应的ΔH2大于0，第三步反应的ΔH3小于0，故ΔH2大于ΔH3，D错误。 2．(2023·邯郸检测)反应A2(g)＋2BC(g)===2BA(g)＋C2(g)过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是(　　) A．E1等于拆开1 mol A2(g)中化学键和2 mol BC(g)中化学键所需能量之和 B．该反应的热效应ΔH＝E1－E2 C．使用催化剂，该反应ΔH不变 D．若改变某条件时化学反应速率加快，则E1可能不变 解析　A　由图可知，最高能量状态时得到活化配合物，并没有生成气态A、B、C原子，未彻底断裂反应物中的化学键，则E1不等于拆开1 mol A2(g)中化学键和2 mol BC(g)中化学键所需能量之和，故A错误；E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，焓变等于正逆反应的活化能之差，则热效应ΔH＝E1－E2，故B正确；催化剂改变反应的历程，可同时降低正逆反应的活化能，但二者差值不变，不影响焓变大小，故C正确；若改变反应物的浓度、反应体系的压强时，反应速率加快，则E1不变，使用催化剂时E1减小，故D正确。 3．依据图示判断，下列说法不正确的是(　　) A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能 B．图乙中HI分子发生了有效碰撞 C．盐酸和氢氧化钠溶液的反应活化能很小 D．图甲所示反应：ΔH＜0 解析　B　催化剂可降低反应的活化能，由图可知，曲线Ⅱ的活化能较低，可以表示催化剂降低了反应的活化能，故A正确；只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，由图乙可知碰撞后没有生成新分子，即没有发生化学反应，HI分子没有发生有效碰撞，故B错误；酸和碱反应不需要外界做功的条件下就能发生，说明它们已经处于活跃状态，因此活化能很小，故C正确；反应物总能量大于生成物的总能量，反应放热，故D正确。 知识点二　有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的微观解释 外界条件改变与活化分子、有效碰撞及反应速率的关系 [思考探究] 已知反应：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，其反应机理如下： ①NO(g)＋Br2(g)NOBr2(g)　快 ②NO(g)＋NOBr2(g)2NOBr(g)　慢 下列有关该反应的说法正确的是____________。 (1)NOBr2(g)是该反应的催化剂。 (2)该反应的速率主要取决于②的快慢。 (3)正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1。 (4)增大Br2(g)的浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率。 提示　(2)(3) [归纳提升] 1．催化剂：在化学反应前后质量和性质保持不变的物质。 2．催化剂参与了反应，改变了反应历程，降低了活化能、加快了反应速率，但不影响反应热。 1．在体积可变的容器中发生反应N2＋3H22NH3，当增大压强使容器体积缩小时，