2.1.3 活化能同步练习- 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

2.1.3 活化能 同步练习 2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 姓名： 班级： 学号： 1.反应2HI（g）⥫⥬I2（g）＋H2（g）实际上是经过了两步反应完成的：①2HI―→H2＋2I·（慢）；②2I·―→I2（快）。下列说法错误的是（　　） A.I·的寿命较短 B.步骤②需要吸收能量 C.HI分解过程包含两个基元反应 D.该反应属于分解反应 2.在有气体参加的反应中，能使反应物中活化分子总数和活化分子百分数都增大的措施有（　　） ①增大反应物浓度　②增大压强　③升高温度　④加入催化剂 A.①② B.②④ C.①③ D.③④ 3.碳单质在生产、生活中用途广泛。炭黑可以活化氧分子得到活化氧（O*），活化氧可以快速氧化SO2，从而消除雾霾。其活化过程中的相对能量变化如图所示，下列说法错误的是（　　） A.活性炭可去除水中的悬浮杂质 B.生成活化氧的ΔH>0 C.活化过程中有水时的活化能降低 D.氧化SO2的过程中，炭黑起催化作用 4.已知X转化为Z和W分步进行：①X（g）⥫⥬Y（g）＋2W（g），②Y（g）⥫⥬Z（g）＋W（g），其反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A.Ea2是反应①的活化能 B.1 mol X（g）的能量一定低于1 mol Y（g）的能量 C.Y（g）⥫⥬Z（g）＋W（g）　ΔH＝－（Ea2－Ea4）kJ·mol-1 D.反应②更容易发生，气体Y很难大量存在 5.甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程（“·”表示电子）： ①Cl2 2Cl·（慢反应） ②CH4＋Cl·―→·CH3＋HCl（快反应） ③·CH3＋Cl2―→CH3Cl＋Cl·（快反应） ④·CH3＋Cl·―→CH3Cl（快反应） 下列说法不正确的是（　　） A.上述过程的总反应化学方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl B.光照的主要作用是促进历程①的进行从而使总反应速率增大 C.历程②～④都是由微粒通过碰撞而发生的反应 D.历程①是放出能量的过程 6.MnO2催化除去HCHO的机理如图所示，下列说法不正确的是（　　） A.反应①～④均是氧化还原反应 B.反应②中碳氧双键未断裂 C.MnO2降低了反应的活化能 D.上述机理总反应为HCHO＋O2CO2＋H2O 7.在含Fe3+的S2O和I－的混合溶液中，反应S2O（aq）＋2I－（aq）===2SO（aq）＋I2（aq）的分解机理及反应过程中的能量变化如下： ①2Fe3+（aq）＋2I－（aq）===I2（aq）＋2Fe2+（aq） ②2Fe2+（aq）＋S2O（aq）===2Fe3+（aq）＋2SO（aq） 下列有关该反应的说法正确的是（　　） A.反应速率与Fe3+的浓度有关 B.Fe2+是该反应的催化剂 C.v（S2O）＝v（I－）＝v（I2） D.若不加Fe3+，则正反应的活化能比逆反应的活化能大 8.氨气是一种重要的化工产品，有广泛用途，工业上可由氢气和氮气合成氨气。回答下列问题： （1）已知：N2（g）＋3H2（g）⥫⥬2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol-1，该反应过程中的能量变化如图1所示。 正反应的活化能Ea（正）＝_______kJ·mol-1；NH3（g）⥫⥬N2（g）＋H2（g）　ΔH＝___________。 （2）恒温下，将一定量的N2、H2置于10 L密闭容器中发生上述反应，反应过程中各物质的浓度随时间的变化情况如图2。则0～10 min内的反应速率v（H2）＝__________。 （3）用、、、分别表示N2、H2、NH3和固体Fe催化剂，则在固体催化剂表面合成氨的过程如图3所示。 ①吸附后，能量状态最低的是_______（填字母）。 ②结合上述原理，在固体Fe催化剂表面进行NH3的分解实验，发现NH3的分解速率与其浓度的关系如图4所示。从吸附和解吸过程分析，c0之前反应速率增加的原因可能是________________________________________________________ ______________________________________________________________； c0之后反应速率降低的原因可能是_______________________________________ _________________________________________________________________。 9.利用H2和CO2合成甲醇：3H2（g）＋CO2（g）⥫⥬CH3OH（g）＋H2O（g），反应的历程如图所示。下列说法正确的是（　　） A.合成甲醇反应为放热反应 B.*OCH2―→*OCH3的活化能为0.02 eV C.副产物有CO、CH2O，其中CO相对较少 D.合成甲醇反应历程中速率较小的是*CO＋*OH―→*CO＋*H2O 10.N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，其反应原理为N2O（g）＋CO（g）⥫⥬CO2（g）＋N2（g）　ΔH，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是（　　） A.ΔH＝ΔH1＋ΔH2 B.ΔH＝－226 kJ·mol-1 C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 D.为了实现转化，需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O 11.研究反应速率的影响因素有助于对相关反应原理的理解。请回答下列问题： Ⅰ.某些金属及金属氧化物对H2O2的分解反应具有催化作用。某同学选用Ag、Pt、Cu、TiO2作为催化剂，在25 ℃时，保持其他实验条件相同，测得生成的O2体积（V）与分解时间（t）的关系如图所示（O2的体积已折算成标准状况）。 （1）在不同催化剂存在下，H2O2分解反应的活化能由大到小顺序是 Ea（________）>Ea（______）>Ea（______）>Ea（______）（括号内填写催化剂的化学式）。 （2）金属Pt催化下，0～400 s内H2O2分解生成氧气的反应速率v（O2）＝______mol·s-1（保留两位有效数字）。 Ⅱ.环戊二烯（Y）容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应（以2Y⥫⥬Y2表示该反应）。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示。 （3）温度T1与T2的大小关系为T1__________（填“>”或“<”）T2。 （4）b点时Y2的浓度为________mol·L-1。 1. 解析　B　第一步为慢反应，第二步为快反应，则I·的消耗速率大于生成速率，因此 I·的寿命较短，A正确；步骤②形成化学键，需要释放能量，B错误；题述反应①②都是基元反应，C正确；该反应为一变多的反应，属于分解反应，D正确。 2. 解析　D　①增大反应物浓度，单位体积内活化分子数目增加，活化分子百分数不变；②增大压强，单位体积内活化分子数目增加，活化分子百分数不变；③升高温度，活化分子数目增加，活化分子百分数增大；④加入催化剂，降低反应所需活化能，活化分子数目增加，活化分子百分数增大。综上所述，故选D。 3. 解析　B　活性炭具有吸附性，可去除水中的悬浮杂质，A正确；根据题图可知，生成活化氧时，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，ΔH<0，B错误；根据题图可知，无水时反应的最大活化能为0.75 eV，有水时反应的最大活化能为0.57 eV，所以有水时反应的活化能降低，C正确；活化氧可以快速氧化SO2，而炭黑可以活化氧分子得到活化氧，所以炭黑是SO2转化为SO3的催化剂，D正确。 4. 解析　D　由题图可知，Ea1是反应①的活化能，A项错误；由题图可知，1 mol X（g）的能量低于1 mol Y（g）和2 mol W（g）的能量之和，但不能确定1 mol X（g）的能量一定低于1 mol Y（g）的能量，B项错误；由题图可知，Y（g）⥫⥬Z（g）＋W（g）　ΔH＝＋（Ea3－Ea4）kJ·mol-1，C项错误；反应②的活化能比反应①的小，所以反应②更容易发生，反应①生成的Y（g）很容易发生转化，所以气体Y很难大量存在，D项正确。 5. 解析　D　由反应历程可知，甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，总反应化学方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，故A正确；光照的主要作用是破坏氯气分子中的共价键，形成氯原子，促进历程①的进行从而使总反应速率增大，故B正确；由反应历程可知，历程②～④都是由微粒通过有效碰撞而发生的反应，故C正确；历程①是破坏氯气分子中的共价键形成氯原子的过程，需吸收能量，故D错误。 6. 解析　A　反应④为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，该反应没有元素的化合价发生变化，不是氧化还原反应，A错误；由题图可知，反应②为·OH＋HCHO―→H2O＋·CHO，该过程中碳氧双键没有断裂，B正确；由题图可知，MnO2作催化剂，催化剂能降低反应的活化能，C正确；由题图可知，该反应的机理是在MnO2作催化剂的条件下，O2和HCHO反应生成CO2和H2O，则总反应为HCHO＋O2CO2＋H2O，D正确。 7. 解析　A　由题中信息知Fe3+为该反应的催化剂，所以反应速率与Fe3+的浓度有关，A正确，B错误；由反应S2O（aq）＋2I－（aq）===2SO（aq）＋I2（aq）可知，2v（S2O）＝v（I－）＝2v（I2），C错误；由题图可知，该反应是放热反应，则正反应的活化能比逆反应的活化能小，D错误。 8. 答案　（1）335　＋46.2 kJ·mol-1 （2）0.3 mol·L-1·min-1 （3）①C　②氨的浓度增加，催化剂表面吸附的氨分子增多，速率增大　催化剂表面的氨分子太多，不利于氮气和氢气从催化剂表面解吸 解析　（1）依据反应热＝正反应的活化能－逆反应的活化能可知，正反应的活化能Ea（正）＝（427.4－92.4）kJ·mol-1＝335 kJ·mol-1；正反应和逆反应的焓变数值相同，符号相反，则2NH3（g）⥫⥬N2（g）＋3H2（g）　ΔH＝＋92.4 kJ·mol-1，则反应NH3（g）⥫⥬N2（g）＋H2（g）　ΔH＝＋46.2 kJ·mol-1。（2）根据图2分析可知，0～10 min内Δc（NH3）＝2 mol·L-1，依据化学方程式可知Δc（H2）＝－3 mol·L-1，v（H2）＝－＝＝0.3 mol·L-1·min-1。（3）①断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，结合图3分析可知，吸附后，能量状态最低的是C。②根据题目信息，结合图4分析可知，c0之前反应速率增加的原因可能是氨的浓度增加，催化剂表面吸附的氨分子增多，速率增大；c0之后反应速率降低的原因可能是催化剂表面的氨分子太多，不利于氮气和氢气从催化剂表面解吸。 9. 解析　D　由题图可知，生成物总能量高于反应物总能量，该反应为吸热反应，A项错误；*OCH2―→*OCH3的活化能为 0.58 eV－（－0.60 eV）＝1.18 eV，B项错误；由题图可知，副产物有CO、CH2O，由于活化能越大，反应速率越小，故CO相对较多，C项错误；活化能越大，反应速率越小，故合成甲醇反应历程中速率较小的是*CO＋*OH―→*CO＋*H2O，D项正确。 10. 解析　D　①N2O（g）＋Pt2O＋（s）===Pt2O（s）＋N2（g）　ΔH1，②Pt2O（s）＋CO（g）===Pt2O＋（s）＋CO2（g）　ΔH2，根据盖斯定律，由①＋②得到N2O（g）＋CO（g）⥫⥬CO2（g）＋N2（g）　ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故A正确；由题图乙可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，ΔH＝134 kJ·mol-1－360 kJ·mol-1＝－226 kJ·mol-1，故B正确；正反应的活化能Ea小于逆反应的活化能Eb，故C正确；反应过程中Pt2O＋和Pt2O参与反应后又生成，不需要补充，故D错误。 11. 答案　（1）TiO2　Cu　Pt　Ag　（2）8.9×10-7　（3）<　（4）0.45 解析　（1）从图示看出，反应速率由快到慢的顺序为Ag、Pt、Cu、TiO2，活化能越小，反应越容易进行，反应速率越快，故活化能由大到小顺序为Ea（TiO2）>Ea（Cu）>Ea（Pt）>Ea（Ag）。（2）从图像可看出，400 s时，Pt催化H2O2分解生成O2 8 mL，其物质的量为n（O2）＝≈3.57×10-4 mol，则0～400 s内H2O2分解产生O2的速率为＝8.9×10-7 mol·s-1。（3）反应温度越高，化学反应速率越快。根据图示可知，在温度为T2时（虚线）的反应速率较大，则T1<T2。（4）b点时环戊二烯的浓度变化为Δc（Y）＝1.5 mol·L-1－0.6 mol·L-1＝0.9 mol·L-1，环戊二烯的二聚体的浓度为环戊二烯浓度变化的，则b点时c（Y2）＝0.9 mol·L-1×＝0.45 mol·L-1。 学科网（北京）股份有限公司 $$