2.1.3 活化能（达标作业）-【教学新思维】2024-2025学年高二化学同步讲透教材（人教版2019选择性必修1）

江苏省无锡市匡园双语学校高二化学 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 第3课时 活化能 一、选择题 1．（2023·四川内江市高二下学期期末）下列说法错误的是 A．决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的结构和性质 B．活化分子之间发生的碰撞一定是有效碰撞 C．所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量 D．升高温度能加快反应速率是因为反应物分子中活化分子的百分数增加 2．（2022·河南洛阳高二上学期期中）在气体反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法有 ①增大反应物的浓度；②升高温度；③增大压强；④加入催化剂 A．①②③④ B．②④ C．②③ D．①② 3．（2022·北京丰台区高二上学期期中练习）下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是 A．对有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，单位体积内活化分子数增多 B．向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增大 C．升高温度，使反应物分子中活化分子百分数增大 D．加入适宜的催化剂，使反应物分子中活化分子百分数增大 4．（2023·北京西城高二统考期末）关于化学反应速率增大的原因，下列分析不正确的是 A．有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，可使单位体积内活化分子数增多 B．增大反应物的浓度，可使活化分子之间发生的碰撞都是有效碰撞 C．升高温度，可使反应物分子中活化分子的百分数增大 D．使用适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大 5．（2022·北京石景山高二统考期末）向H2O2溶液中加入少量KI溶液，反应历程是：i.H2O2＋I－＝H2O＋IO－；ii.H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－，H2O2分解反应过程中不加KI溶液和加入KI溶液的能量变化如下图所示。下列判断不正确的是 A．KI是H2O2分解的催化剂 B．曲线②代表加入KI的能量图 C．KI能增大H2O2的分解速率 D．反应i是放热反应，反应ii是吸热反应 6．（2023·广西省河池市高二联考）羰基硫(COS)作为一种粮食熏蒸剂广泛应用于农药工业，由H2S和CO合成COS的反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．催化剂可以降低反应的焓变 B．①②步反应的焓变和小于总反应的焓变 C．总反应的速率由①步反应决定 D．反应过程中只有化学键的形成，没有化学键的断裂 7．（2023·四川成都市第七中学高二上学期期中）关于有效碰撞理论，下列说法正确的是 A．分子间所发生的碰撞均为有效碰撞 B．活化分子具有的能量就是活化能 C．增大压强，活化分子数一定增加，化学反应速率一定加快 D．升高温度可以加快化学反应速率，原因之一是提高了活化分子百分数 8．（2023·贵州遵义市高二上学期期中）下列关于碰撞理论的理解正确的是 A．只有升高温度才能使活化分子百分数增大 B．随着反应的进行，反应体系内的总分子和活化分子的数目一定都减少 C．对于需经过多个步骤的化学反应而言，活化能最大的那个步骤是决速步骤 D．有气体参加的反应，压缩容器体积，活化分子百分数、单位时间内的有效碰撞次数均增加 9．（2022·北京丰台区高二上学期期中练习）H2O2是重要的消毒剂、氧化剂，研究其分解反应有重要意义。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分解反应过程中能量变化如图所示。下列判断不正确的是 A．加入KI后改变了反应的历程 B．加入KI后改变了反应2H2O2＝2H2O＋O2的反应热 C．H2O2＋I－＝H2O＋IO－是吸热反应 D．KI降低了该反应的活化能 10．（2023·湖北武汉高二博白县中学校联考期中）芬顿试剂是以H2O2和Fe2＋组成的酸性水溶液体系，具有极强的氧化能力，其机理如图所示。下列说法正确的是 A．反应中Fe3＋起到催化作用 B．基元反应1为决速步骤 C．基元反应1的活化能比基元反应2的低 D．基元反应1的方程式为：H2O2＋Fe2＋＋H＋＝Fe3＋＋H2O＋OH－ 11．（2023·江苏淮安市高二下学期期末）NO催化O3生成O2的过程由以下三步基元反应构成： 第1步：NO(g)＋O3(g)＝O2(g)＋NO2(g) ∆H1； 第2步：NO2(g)＝NO(g)＋O(g) ∆H2； 第3步：O(g)＋O3(g)＝2O2(g) ∆H3； 下列说法正确的是 A．第2步是总反应的决速步 B．三步基元反应都是放热反应 C．该过程共有两种中间产物 D．总反应2O3(g)＝3O2(g)的焓变为∆H1－∆H2－∆H3 12．（2023·四川宜宾高二四川省兴文第二中学校校考期中）某反应的反应机理可以分成如下两步，下列说法错误的是 反应机理 第一步反应 第二步反应 2NO2＝NO3＋NO (慢反应) NO3＋CO＝NO2＋CO2 (快反应) A．在条件相同时，该反应的速率由第一步反应速率决定 B．该反应的总反应方程式为NO2＋CO＝NO＋CO2 C．升高温度只会影响第一步反应速率，对第二步反应速率无影响 D．加入合适的催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率 13．（2023·陕西西安高二统考期末）已知反应：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g) ∆H＝－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不正确的是 A．温度对反应②的速率影响更大 B．NOBr2是该反应的催化剂 C．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1 D．增大Br2(g)浓度能增加单位体积内的活化分子数目，加快反应速率 14．（2023·湖北孝感市协作体高二上学期期中）对于反应2N2O5(g)NO2(g)＋O2(g)，R．A．Ogg提出如下反应历程： 第一步：N2O5NO2＋NO3 快速平衡 第二步：NO2＋NO3NO＋NO2＋O2 慢反应 第三步：NO＋NO32NO2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述不正确的是 A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应) B．反应的中间产物只有NO3 C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能比第二步的低 15．（2023·福建宁德高二上学期期末）对于反应2NO＋2H2N2＋2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程： 第一步：2NON2O2快反应 第二步：N2O2＋H2N2O＋H2O慢反应 第三步：N2O＋H2N2＋H2O快反应 上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列叙述不正确的是 A．该反应的速率由第二步反应决定 B．N2O2是反应的中间产物 C．第二步反应的活化能最大 D．若第一步反应的∆H＜0，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 二、填空题 16．（2023·北京朝阳区高二上学期期末节选）用甲烷制高纯氢气是目前研究热点之一。 一定条件下，CH4(g)C(s)＋2H2(g)反应历程如下图所示，其中化学反应速率最慢的反应过程为______________________________________。 C+4H 17．（2023·北京延庆区高二上学期期末节选）二氧化碳加氢合成甲醇一般通过如下两步实现： ①CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋41kJ·mol－1 ②CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g) ΔH2＝－90kJ·mol－1 （1）二氧化碳加氢制甲醇的总反应热化学方程式：_____________________________________________。 （2）上述两步反应过程中能量变化如图所示，两步反应中反应速率较慢的是_____(填“①”或“②”)，理由是____________________________________。催化剂界面催化性能较好的催化剂是_____。 18．（2022·湖南长沙高二校考期中）在日常生活和工农业生产中经常涉及到吸热反应和放热反应，回答下面问题： （1）下列反应一定属于吸热反应的是___________。 A．酸碱中和反应 B．燃烧反应 C．铝热反应 D．C(s)＋CO2(g)2CO(g) （2）在101kPa时，H2在1.0 mol O2中完全燃烧，生成2.0 mol液态水，放出571.6 k的热量，表示氢气燃烧的热化学方程式为_______________________________________，氢气的燃烧热为___________kJ·mol－1。 （3）我国科学家利用计算机模拟了甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图： ①反应I的∆H________0(填“＜”“＞”或“＝”)，反应Ⅱ的活化能是___________kJ·mol－1。 ②在相同条件下反应I的反应速率___________(填“＜”“＞”或“＝”)反应Ⅱ的反应速率。 ③写出反应Ⅱ的热化学方程式_______________________________________________。 （4）取30 mL0.5 mol·L－1 H2SO4溶液与50 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液于小烧杯中，用如图所示：装置进行中和反应反应热的测定实验。 ①仪器a的名称是___________________________。 ②若实验中测得中和热数值总是偏小，可能的原因是_____________________________(答出一条即可)。 编写：孙先辉 2 学科网（北京）股份有限公司 $$江苏省无锡市匡园双语学校高二化学 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 第3课时 活化能 一、选择题 1．（2023·四川内江市高二下学期期末）下列说法错误的是 A．决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的结构和性质 B．活化分子之间发生的碰撞一定是有效碰撞 C．所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量 D．升高温度能加快反应速率是因为反应物分子中活化分子的百分数增加 【答案】B 【解析】A项，决定化学反应速率的主要因素是反应物的结构和性质，外界条件只是次要因素，正确；B项，活化分子之间的碰撞不一定是有效碰撞，只有当活化分子有合适取向时的碰撞才是有效碰撞故，错误；C项，活化分子能量较高，所以所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量，正确；D项，升高温度使部分非活化分子转化为活化分子，所以增大活化分子百分数，反应速率加快，正确。 2．（2022·河南洛阳高二上学期期中）在气体反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法有 ①增大反应物的浓度；②升高温度；③增大压强；④加入催化剂 A．①②③④ B．②④ C．②③ D．①② 【答案】B 【解析】增大反应物的浓度和增大压强，只能增大活化分子数，不能增大活化分子百分数，升高温度提高了分子的能量，既能增大活化分子数，又能增大活化分子百分数，加入催化剂，降低了活化能，既能增大活化分子数，又能增大活化分子百分数，故B项正确。 3．（2022·北京丰台区高二上学期期中练习）下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是 A．对有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，单位体积内活化分子数增多 B．向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增大 C．升高温度，使反应物分子中活化分子百分数增大 D．加入适宜的催化剂，使反应物分子中活化分子百分数增大 【答案】B 【解析】A项，对有气体参加的反应，减小容器容积使增大压强，单位体积内分子总数增大，活化分子数增大，活化分子百分数不变，正确；B项，向反应体系中加入相同浓度的反应物，单位体积内分子总数增大，活化分子数增大，活化分子百分数不变，错误；C项，升高温度，吸收能量，原来不是活化分子变为活化分子，活化分子数增大，分子总数不变，活化分子百分数增大，正确；D项，加入适宜的催化剂，降低反应所需活化能，原来不是活化分子变为活化分子，分子总数不变，活化分子数增大，活化分子百分数增大，正确。 4．（2023·北京西城高二统考期末）关于化学反应速率增大的原因，下列分析不正确的是 A．有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，可使单位体积内活化分子数增多 B．增大反应物的浓度，可使活化分子之间发生的碰撞都是有效碰撞 C．升高温度，可使反应物分子中活化分子的百分数增大 D．使用适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大 【答案】B 【解析】A项，有气体参加的化学反应，增大压强，活化分子数目增多，活化分子百分数不变，则化学反应速率增大，正确；B项，增大反应物的浓度，活化分子数目增多，活化分子之间发生的碰撞不一定都是有效碰撞，故B错误；C项，升高温度，活化分子百分数增大，则化学反应速率增大，正确；D项，催化剂，降低了反应所需的活化能，活化分子百分数增大，化学反应速率增大，正确。 5．（2022·北京石景山高二统考期末）向H2O2溶液中加入少量KI溶液，反应历程是：i.H2O2＋I－＝H2O＋IO－；ii.H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－，H2O2分解反应过程中不加KI溶液和加入KI溶液的能量变化如下图所示。下列判断不正确的是 A．KI是H2O2分解的催化剂 B．曲线②代表加入KI的能量图 C．KI能增大H2O2的分解速率 D．反应i是放热反应，反应ii是吸热反应 【答案】D 【解析】A项，I−在反应i中被消耗，但在反应ii中又生成，整个过程质量没有变化，所以KI是H2O2分解的催化剂，正确；B项，催化剂可以改变反应路径，降低反应活化能，所以曲线②代表加入KI的能量图B正确；C项，催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，正确；D项，根据曲线②，反应i中生成物能量高于反应物，为吸热反应，反应ii生成物的能量低于反应物，为放热反应，错误。 6．（2023·广西省河池市高二联考）羰基硫(COS)作为一种粮食熏蒸剂广泛应用于农药工业，由H2S和CO合成COS的反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．催化剂可以降低反应的焓变 B．①②步反应的焓变和小于总反应的焓变 C．总反应的速率由①步反应决定 D．反应过程中只有化学键的形成，没有化学键的断裂 【答案】C 【解析】A项，使用催化剂可以改变化学反应的历程，降低其活化能E，但不改变反应的焓变，A错误；B项，根据盖斯定律①＋②步反应＝总反应，则①②步反应的焓变和等于总反应的焓变，错误；C项，决定总反应速率的是慢反应，活化能越大反应越慢；由图可知，总反应的速率由步骤①决定，其活化能相对较大，C正确；D项，化学反应的本质是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程，反应过程中有化学键的形成，有化学键的断裂，错误。 7．（2023·四川成都市第七中学高二上学期期中）关于有效碰撞理论，下列说法正确的是 A．分子间所发生的碰撞均为有效碰撞 B．活化分子具有的能量就是活化能 C．增大压强，活化分子数一定增加，化学反应速率一定加快 D．升高温度可以加快化学反应速率，原因之一是提高了活化分子百分数 【答案】D 【解析】A项，不是所有分子之间的碰撞都能够分数化学反应，只有能发生反应的碰撞才是有效碰撞，错误；B项，活化分子具有的能量与反应物分子具有的平均能量差就是活化能，错误；C项，若是通过改变反应容器的容积而增大压强，单位体积内分子总数增加，单位体积内活化分子数增加，化学反应速率加快；若增大压强时反应容器的容积不变，则单位体积内反应物分子总数即活化分子数不变，错误；D项，升高温度时，物质分子的内能增加，活化分子数增加，分子之间有效碰撞次数增加，分子之间的有效碰撞次数增加，活化分子百分数增大，化学反应速率加快，正确。 8．（2023·贵州遵义市高二上学期期中）下列关于碰撞理论的理解正确的是 A．只有升高温度才能使活化分子百分数增大 B．随着反应的进行，反应体系内的总分子和活化分子的数目一定都减少 C．对于需经过多个步骤的化学反应而言，活化能最大的那个步骤是决速步骤 D．有气体参加的反应，压缩容器体积，活化分子百分数、单位时间内的有效碰撞次数均增加 【答案】C 【解析】A项，升高温度或使用催化剂，均可使活化分子百分数增大，错误；B项，绝热体系中，对于放热反应，随着反应的进行体系温度升高，活化分子数目会增大，错误；C项，活化能最大的步骤，反应速率最慢，慢反应决定整个反应的速率，所以该步骤属于决速步骤，正确；D项，有气体参加的反应，压缩容器体积，相当于增大压强，各物质的浓度增大，单位时间内的有效碰撞次数均增加，活化分子数目增多，但活化分子百分数不变，错误。 9．（2022·北京丰台区高二上学期期中练习）H2O2是重要的消毒剂、氧化剂，研究其分解反应有重要意义。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分解反应过程中能量变化如图所示。下列判断不正确的是 A．加入KI后改变了反应的历程 B．加入KI后改变了反应2H2O2＝2H2O＋O2的反应热 C．H2O2＋I－＝H2O＋IO－是吸热反应 D．KI降低了该反应的活化能 【答案】B 【解析】A项，由反应历程图可知，不加KI时反应一步完成，加入KI后分两步进行，并且Kl是催化剂，即加入KI后改变了反应的历程，正确；B项，Kl是该反应的催化剂，但催化剂不能改变反应的始态和终态，即不能改变反应的反应热，错误；C项，加入KI后反应分为：H2O2＋I－＝H2O＋IO－、H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－，由图可知，H2O2和I－具有的能量小于H2O和IO－具有的能量，所以该步反应是吸热反应，正确；D项，催化剂能降低反应的活化能，KI是该反应的催化剂，降低了反应的活化能，正确。 10．（2023·湖北武汉高二博白县中学校联考期中）芬顿试剂是以H2O2和Fe2＋组成的酸性水溶液体系，具有极强的氧化能力，其机理如图所示。下列说法正确的是 A．反应中Fe3＋起到催化作用 B．基元反应1为决速步骤 C．基元反应1的活化能比基元反应2的低 D．基元反应1的方程式为：H2O2＋Fe2＋＋H＋＝Fe3＋＋H2O＋OH－ 【答案】C 【解析】A项，Fe3＋是由基元反应1产生的，在基元反应2被消耗，是中间产物，不是催化剂，不起催化作用，错误；B项，基元反应的慢反应为决速步骤，所以基元反应2为决速步骤，错误；C项，基元反应1为快反应，活化能较低，而基元反应2为慢反应，活化能较高，则基元反应1的活化能比基元反应2的低，正确；D项，由图可知，基元反应1的方程式为：H2O2＋Fe2＋＋H＋＝Fe3＋＋•OH＋H2O，错误。 11．（2023·江苏淮安市高二下学期期末）NO催化O3生成O2的过程由以下三步基元反应构成： 第1步：NO(g)＋O3(g)＝O2(g)＋NO2(g) ∆H1； 第2步：NO2(g)＝NO(g)＋O(g) ∆H2； 第3步：O(g)＋O3(g)＝2O2(g) ∆H3； 下列说法正确的是 A．第2步是总反应的决速步 B．三步基元反应都是放热反应 C．该过程共有两种中间产物 D．总反应2O3(g)＝3O2(g)的焓变为∆H1－∆H2－∆H3 【答案】C 【解析】A项，活化能越低，反应速率越快，第1步的活化能最高，反应速率最慢，总反应速率主要由第1步反应速率决定，错误；B项，由图可知，第1步反应是吸热反应，第2步和第3步反应均为放热反应，错误；C．反应的中间体有NO2和O，共有两种，正确；D项，总反应2O3(g)＝2O2(g)，由盖斯定律：第一步反应＋第二步反应＋第三步反应计算反应2O3(g)＝3O2(g)的∆H＝∆H1＋∆H2＋∆H3，错误。 12．（2023·四川宜宾高二四川省兴文第二中学校校考期中）某反应的反应机理可以分成如下两步，下列说法错误的是 反应机理 第一步反应 第二步反应 2NO2＝NO3＋NO (慢反应) NO3＋CO＝NO2＋CO2 (快反应) A．在条件相同时，该反应的速率由第一步反应速率决定 B．该反应的总反应方程式为NO2＋CO＝NO＋CO2 C．升高温度只会影响第一步反应速率，对第二步反应速率无影响 D．加入合适的催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率 【答案】C 【解析】A项，在条件相同时，该反应的速率由慢反应决定，故由第一步反应速率决定，正确；B项，反应Ⅰ＋反应Ⅱ可得反应的总反应方程式为：NO2＋CO＝NO＋CO2，正确；C项，升高温度对第一步反应速率和第二步反应速率均有影响，都会加快，错误；D项，加入合适的催化剂可降低反应的活化能，从而加快反应速率，正确。 13．（2023·陕西西安高二统考期末）已知反应：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g) ∆H＝－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不正确的是 A．温度对反应②的速率影响更大 B．NOBr2是该反应的催化剂 C．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1 D．增大Br2(g)浓度能增加单位体积内的活化分子数目，加快反应速率 【答案】B 【解析】A项，②是慢反应，是决速反应，温度对反应②的速率影响更大，正确；B项，NOBr2在第一个反应中生成，在第二个反应中消耗，是该反应的中间产物，错误；C项，每摩反应放出a kJ·mol－1热，正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1，正确；D项，增大Br2(g)浓度，单位体积内分子总数增加，能增加单位体积内的活化分子数目，加快反应速率，正确。 14．（2023·湖北孝感市协作体高二上学期期中）对于反应2N2O5(g)NO2(g)＋O2(g)，R．A．Ogg提出如下反应历程： 第一步：N2O5NO2＋NO3 快速平衡 第二步：NO2＋NO3NO＋NO2＋O2 慢反应 第三步：NO＋NO32NO2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述不正确的是 A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应) B．反应的中间产物只有NO3 C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能比第二步的低 【答案】B 【解析】A项，第一步反应快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的反应速率，正确；B项，反应的中间产物除NO3外还有NO，错误；C项，有效碰撞才能发生化学反应，第二步反应慢，说明部分碰撞有效，正确；D项，第三步反应快，说明反应活化能较低，正确。 15．（2023·福建宁德高二上学期期末）对于反应2NO＋2H2N2＋2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程： 第一步：2NON2O2快反应 第二步：N2O2＋H2N2O＋H2O慢反应 第三步：N2O＋H2N2＋H2O快反应 上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列叙述不正确的是 A．该反应的速率由第二步反应决定 B．N2O2是反应的中间产物 C．第二步反应的活化能最大 D．若第一步反应的∆H＜0，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 【答案】D 【解析】A项，总反应的速率由慢反应决定，所以该反应的速率由第二步反应决定，正确；B项，由总反应式可知，NO、H2是反应物，N2和H2O是生成物，则N2O和N2O2都是反应的中间产物，正确；C项，反应的活化能越大，化学反应速率越慢，第二步反应为慢反应，则第二步反应的活化能最大，正确；D项，升高温度，正、逆反应速率都增大，错误。 二、填空题 16．（2023·北京朝阳区高二上学期期末节选）用甲烷制高纯氢气是目前研究热点之一。 一定条件下，CH4(g)C(s)＋2H2(g)反应历程如图1所示，其中化学反应速率最慢的反应过程为______________________________________。 C+4H 【答案】CH＋3H＝C＋4H 【解析】反应历程共分四步，其中活化能最大的一步是第四步，化学反应速率最慢，该反应过程为CH＋3H＝C＋4H。 17．（2023·北京延庆区高二上学期期末节选）二氧化碳加氢合成甲醇一般通过如下两步实现： ①CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋41kJ·mol－1 ②CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g) ΔH2＝－90kJ·mol－1 （1）二氧化碳加氢制甲醇的总反应热化学方程式：_____________________________________________。 （2）上述两步反应过程中能量变化如图所示，两步反应中反应速率较慢的是_____(填“①”或“②”)，理由是____________________________________。催化剂界面催化性能较好的催化剂是_____。 【答案】（1）CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H＝－49 kJ·mol－1 （2）① 反应①活化能较大 b 【解析】（1）①CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋41kJ·mol－1，②CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g) ΔH2＝－90kJ·mol－1；根据盖斯定律可知：①＋②得：CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H＝∆H1＋∆H2＝－49 kJ·mol－1；（2）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；如图所示，两步反应中反应速率较慢的是①，理由是反应①活化能较大，反应速率较慢；由图可知，催化剂界面催化性能较好的催化剂是b。 18．（2022·湖南长沙高二校考期中）在日常生活和工农业生产中经常涉及到吸热反应和放热反应，回答下面问题： （1）下列反应一定属于吸热反应的是___________。 A．酸碱中和反应 B．燃烧反应 C．铝热反应 D．C(s)＋CO2(g)2CO(g) （2）在101kPa时，H2在1.0 mol O2中完全燃烧，生成2.0 mol液态水，放出571.6 k的热量，表示氢气燃烧的热化学方程式为_______________________________________，氢气的燃烧热为___________kJ·mol－1。 （3）我国科学家利用计算机模拟了甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图： ①反应I的∆H________0(填“＜”“＞”或“＝”)，反应Ⅱ的活化能是___________kJ·mol－1。 ②在相同条件下反应I的反应速率___________(填“＜”“＞”或“＝”)反应Ⅱ的反应速率。 ③写出反应Ⅱ的热化学方程式_______________________________________________。 （4）取30 mL0.5 mol·L－1 H2SO4溶液与50 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液于小烧杯中，用如图所示：装置进行中和反应反应热的测定实验。 ①仪器a的名称是___________________________。 ②若实验中测得中和热数值总是偏小，可能的原因是_____________________________(答出一条即可)。 【答案】（1）D （2）2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ∆H＝－571.6 kJ·mol－1 285.8 （3）＞ a ＜ CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) ∆H＝－b kJ·mol－1或CO(g)＋H2O(g)＋2H2(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ∆H＝－kJ·mol－1 （4）环形玻璃搅拌棒 实验装置保温、隔热效果差 【解析】（1）酸碱中和反应、燃烧反应、铝热反应都是典型的放热反应，碳与二氧化碳生成一氧化碳的反应即C(s)＋CO2(g)2CO(g)是吸热反应，故选D项；（2）在101kPa时，H2在1.0 mol O2中完全燃烧，生成2.0 mol液态水，放出571.6 kJ的热量，则表示氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ∆H＝－571.6 kJ·mol－1；H2燃烧热是1 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量，故氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1；（3）①由反应过程能量图象可知第一步反应的生成物能量更高，该反应是吸热反应，△H>0；活化能是能量图像中，活化分子具有的平均能量（图像最高点）与反应物平均能量的差值，则反应II的活化能是a kJ·mol－1；②图象中反应I的活化能大于反应II的活化能，故在相同条件下反应I的反应速率比反应II的反应速率小；③由计算机模拟的甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理图示可知反应II化学方程式为：CO＋H2O＝CO2＋H2，故热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) ∆H＝－b kJ·mol－1或CO(g)＋H2O(g)＋2H2(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ∆H＝－kJ·mol－1；（4）①仪器a的名称是环形玻璃搅拌棒。②若实验中测得中和热数值总是偏小，说明实验中有热量从体系内散失，可能的原因是实验装置保温、隔热效果差等。 编写：孙先辉 2 学科网（北京）股份有限公司 $$