第2章 第1节 第2课时 活化能(教用Word)-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修1高中同步学案（人教版）

第2课时　活化能 学习目标 课程标准 1．知道活化能的含义。 2．初步运用有效碰撞理论和活化分子等知识解释外界条件对化学反应速率的影响。 3．认识反应机理与能量的关系。 1．宏观辨识与微观探析：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。 2．变化观念与平衡思想：知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。 3．证据推理与模型认识：初步运用有效碰撞理论和活化分子等知识解释外界条件对化学反应速率的影响。 知识点一　活化能和简单碰撞理论 一、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__。 二、简单碰撞理论 1．有效碰撞 把能够发生化学反应的碰撞叫做__有效__碰撞。 2．活化分子 具有足够的能量，能发生__有效碰撞__的分子，叫做活化分子。 3．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，叫做反应的活化能。 如图所示：E1表示反应的__活化能__，E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量，E1－E2表示__反应热__。 4．活化能与化学反应速率的关系 在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越__大__，单位体积内活化分子数越__多__，单位体积内有效碰撞的次数越__多__，化学反应速率越__快__。可简略表示：活化能降低→普通分子变成活化分子→活化分子百分数增大→__有效碰撞__次数增多→反应速率增大。 1．下列有关说法中正确的是(　　) A．活化分子间的碰撞能发生化学反应 B．改变温度、压强、浓度以及使用催化剂，均是因为改变了活化分子百分数而影响反应速率 C．对于COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)　ΔH＞0，升温能加快正反应速率，降低逆反应速率 D．催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，从而改变反应速率 【答案】　D 2．已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为： H2O2＋I－―→H2O＋IO－　慢 H2O2＋IO－―→H2O＋O2↑＋I－　快 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．反应速率与I－浓度有关 B．IO－也是该反应的催化剂 C．反应活化能等于98 kJ·mol－1 D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2) 【解析】　B项，IO－为中间产物，不是催化剂；C项，反应热为98 kJ·mol－1；D项，v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)。 【答案】　A 3．(双选)对于反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)，R.A．Ogg提出如下反应历程： 第一步　N2O5NO2＋NO3快速平衡 第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2慢反应　 第三步　NO＋NO3―→2NO2快反应　 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是______(填标号)。 A．第二步反应决定反应速率 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．第三步反应活化能较高 【答案】　AC 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。 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．在V2O5存在时，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－198 kJ·mol－1的反应机理为： 第一步　V2O5(s)＋SO2(g)2VO2(s)＋SO3(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1　快反应 第二步　4VO2(s)＋O2(g)2V2O5(s)　ΔH2　慢反应 下列说法正确的是(　　) A．总反应的快慢由第一步决定 B．ΔH2＝－(2a＋198)kJ·mol－1 C．第二步反应活化能较小 D．V2O5(s)与SO2(g)的碰撞全部有效，而VO2(s)与O2(g)的碰撞部分有效 【解析】　分步反应中，总反应的快慢由慢反应决定，故该反应由第二步决定，A错误；由盖斯定律可知，总反应＝第一步×2＋第二步，则ΔH＝2×ΔH1＋ΔH2，即－198 kJ·mol－1＝2a kJ·mol－1＋ΔH2，则ΔH2＝－(198＋2a)kJ·mol－1，B正确；第二步反应为慢反应，则活化能较大，C错误；V2O5(s)与SO2(g)的碰撞部分有效，D错误；故选B。 【答案】　B 2．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·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。 (1)图中反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应________(填“需要”或“不需要”)环境先提供能量，该反应的ΔH＝________(用含E1、E2的代数式表示)。 (2)已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，该反应的活化能为167.2 kJ·mol－1。则其逆反应的活化能为______________________________________。 (3)对于同一反应，图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比，活化能__________(填“升高”“降低”或“不变”)，对反应热是否有影响？________，原因是_________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　(2)由图示可知ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能，故逆反应活化能＝正反应活化能－ΔH＝167.2 kJ·mol－1－(241.8 kJ·mol－1)＝409.0 kJ·mol－1。 【答案】　(1)放热　需要　E2－E1 (2)409.0 kJ·mol－1 (3)降低　无影响　催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，即反应热不改变 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 1．升高温度时，化学反应速率加快，主要原因是(　　) A．分子运动速率加快，使该反应物分子的碰撞机会增多 B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多 C．该化学反应的过程是吸热的 D．该化学反应的过程是放热的 【答案】　B 2．在恒容条件下，能使NO2(g)＋CO(g)CO2(g)＋NO(g)反应速率增大且活化分子百分数也增加的措施是(　　) A．增大NO2或CO的浓度 B．减小CO2或NO的浓度 C通入Ne使气体的压强增大 D．升高反应的温度 【解析】　增大NO2或CO的浓度，反应速率加快，活化分子数目增大，但活化分子百分数不变，A错误；减小CO2或NO的浓度，反应速率减慢，活化分子数目减小，B错误；通入Ne使气体的压强增大，容积不变，反应体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，C错误；升高反应温度，反应速率加快，活化分子百分数增大，D正确。 【答案】　D 3．下列说法中错误　的是(　　) A．对有气体参加的化学反应，增大压强，可使单位体积内活化分子数增加，反应速率增大 B．增大反应物浓度，可增大活化分子百分数，化学反应速率增大 C．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，化学反应速率增大 D．加入适宜的催化剂，可使活化分子的百分数大大增加，从而增大反应速率 【答案】　B 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 NOBr2(g)是该反应的催化剂吗？ 提示　NOBr2(g)不是该反应的催化剂，是中间产物。 1．催化剂：在化学反应前后质量和化学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．下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) ①恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快　②其他条件不变，温度越高，化学反应速率越快　③使用催化剂可改变反应速率，从而改变该反应过程中吸收或放出的热量 ④升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增大了反应物分子中活化分子的百分数　⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大　⑥增大反应物浓度，可增大活化分子的百分数，从而使单位时间有效碰撞次数增多　⑦催化剂不参与反应，但能降低活化能增大活化分子的百分数，从而增大反应速率 A．②⑥　　　　　　　　　 B．②④ C．②③⑤⑦ D．①②④⑤ 【解析】　①恒温时，增大压强，如没有气体参加反应，化学反应速率不加快，故错误；③使用催化剂不能改变反应热，故错误；⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，活化分子百分数不变，增加的是单位体积内活化分子数，故错误；⑥增大反应物浓度，活化分子的百分数不变，增加的是单位体积内活化分子数，故错误；⑦催化剂通过参与反应，降低活化能，增大活化分子的百分数，从而增大反应速率，故错误。②④符合题意，故选B。 【答案】　B 2．某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1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(　　) A．该反应为放热反应 B．催化剂能改变该反应的焓变 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．逆反应的活化能大于正反应的活化能 【解析】　由题图可知，反应物总能量比生成物总能量低，故该反应为吸热反应，A项错误；催化剂不能改变反应的焓变，B项错误；逆反应的活化能小于正反应的活化能，D项错误；催化剂能降低反应的活化能，C项正确。 【答案】　C 学科网（北京）股份有限公司 $$