2.1.3 活化能-【优学精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修一教用Word(人教版)

第3课时 活化能 【学习目标】1.知道化学反应是有历程的,认识基元反应的活化能对化学反应速率的影响。 2.能用简单碰撞理论说明反应条件对化学反应速率的影响，体会理论模型的建构过程。 3.知道催化剂可以改变反应历程，能从调控化学反应速率的角度分析和选择条件。 知识点一 活化能 碰撞理论 自主预习 新知构建 1．基元反应和反应机理 （1） 基元反应：大多数化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中①_ _ _ _ _ _ _ _ 都称为基元反应。如的两步基元反应为 、。 （2） 反应机理 先后进行的②_ _ _ _ _ _ _ _ 反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 （3） 基元反应发生的先决条件是③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】（1） 每一步反应 （2） 基元反应 （3） 反应物的分子必须发生碰撞 1．某化学反应通过三步基元反应实现：；；。由此可知： （1） 反应前后都存在，是该反应的_ _ _ _ _ _ 。 （2） 该反应的中间体有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （3） 该反应的总反应方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】（1） 催化剂 （2） 、 （3） 2．有效碰撞 【答案】大 3．活化分子和活化能 （1） 活化分子：能够发生⑤_ _ _ _ _ _ _ _ 的分子。 （2） 活化能：活化分子具有的平均能量与⑥_ _ _ _ _ _ _ _ 具有的平均能量之差。 【答案】（1） 有效碰撞 （2） 反应物分子 （3）反应物、生成物的能量与活化能的关系 正反应的活化能； 活化分子变成生成物分子放出的能量，也可认为是逆反应的活化能； 反应热，即。 2．反应 分两步进行：，。反应过程的能量变化曲线如下图所示、、、表示活化能。 （1） 、两个反应都是放热反应吗？哪步反应的速率更大？_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （2） 反应的快慢由反应_ _ _ _ （填“①”或“②”）决定。 （3） 整个反应中 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】（1） 不是，是吸热反应，是放热反应；反应的活化能大于反应的活化能，故反应的速率更大 （2） ① （3） 自我诊断 （1） 能发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量 （ ） （2） 活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 （ ） （3） 活化能是指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量 （ ） （4） 只要条件合适，普通分子之间的碰撞也可能是有效碰撞 （ ） （5） 活化能大的反应一定是吸热反应 （ ） 【答案】（1） √ （2） × （3） √ （4） × （5） × 迁移应用 对点训练 1．[（2025·临沂高二期末）]已知某基元反应为 ，根据碰撞理论分析，下列示意图中能表示该反应发生有效碰撞的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】选。能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞，四个选项中只有 选项发生了有效碰撞，生成了、 ，即发生了基元反应 ，故选。 2．[（2025·济南高二统考）]一定条件下，三个基元反应的正反应活化能（正）和逆反应活化能（逆）见下表： 基元反应 （正）/ （逆）/ Ⅰ 30 55 Ⅱ 70 21 Ⅲ 16 35 正反应为放热反应的是（ ） A. Ⅰ、Ⅱ B. Ⅰ、Ⅲ C. Ⅱ、Ⅲ D. Ⅱ 【答案】B 【解析】选。（正）（逆），基元反应Ⅰ的，基元反应Ⅱ的，基元反应Ⅲ的，故基元反应Ⅰ、Ⅲ的正反应为放热反应。 3．下图表示某化学反应历程，其中表示中间过渡态（活化分子）。回答下列问题： （1） 的反应机理可表示为 第一步：_ _ _ _ _ _ _ _ ， 第二步：_ _ _ _ _ _ _ _ 。 （2） 的焓变_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，中间产物是_ _ _ _ 。 （3） 通常用表示基元反应的活化能。 第一步反应的活化能_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；第二步反应的活化能_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （4） 一般认为，活化能越大，基元反应的反应速率越小。观察上图判断，决定总反应快慢的步骤是_ _ _ _ _ _ 。 【答案】（1） ； （2） ；C （3） ； （4） 第一步 知识点二 用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 自主预习 新知构建 1．浓度、压强对化学反应速率的影响 【答案】分子总数； 百分数； 增大 2．温度、催化剂对化学反应速率的影响 【答案】分子总数； 百分数； 增大 自我诊断 （1） 反应物用量增加后，有效碰撞次数增加，反应速率增大 （ ） （2） 升高温度和增大压强都是通过增大活化分子百分数来增大化学反应速率的 （ ） （3） 对于一个确定的化学反应来说，化学反应的活化能越小，该反应的速率越大 （ ） （4） 催化剂能降低反应所需的活化能，也会发生变化 （ ） （5） 向反应体系输入能量，有可能改变化学反应速率 （ ） 【答案】（1） × （2） × （3） √ （4） × （5） √ 迁移应用 对点训练 1．下列关于有效碰撞理论的说法一定正确的是 （ ） A. 使用催化剂，单位体积内活化分子数增多，反应速率增大 B. 增大反应物浓度，活化分子百分数增加，反应速率增大 C. 升高温度，反应的活化能降低，反应速率增大 D. 增大压强，所有反应的有效碰撞次数增加，反应速率增大 【答案】A 【解析】选。催化剂降低了反应需要的能量，使一些普通分子成为了活化分子，单位体积内活化分子数增多，反应速率增大，故 正确；增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，但活化分子百分数不变，故 错误；升高温度不能降低活化能，而是使部分普通分子获得能量转化为活化分子，导致活化分子百分数增加，单位时间内有效碰撞次数增加，从而使反应速率增大，故 错误；改变压强只对有气体参加的反应有影响，若反应中无气体参与，则改变压强对反应速率无影响，故 错误。 2．[（2025·吕梁高二段考）]工业制氢原理：。改变下列条件能增大产生氢气的速率且增加活化分子百分数的是（ ） ①将炭块改为炭粉 增大水蒸气浓度 ③适当升高温度 加入高效催化剂 A. ①② B. ①③ C. ③④ D. ②④ 【答案】C 【解析】选。将炭块改为炭粉，可以增大 与 的接触面积，增大反应速率，但不能增加活化分子百分数，①不符合题意；增大水蒸气浓度，可以增大反应速率，但不能增加活化分子百分数，②不符合题意；适当升高温度，可以使更多的普通分子成为活化分子，因此既能增大产生氢气的速率也可以增加活化分子百分数，③符合题意；加入高效催化剂，可以降低反应的活化能，使更多的普通分子成为活化分子，因此既能增大产生氢气的速率也可以增加活化分子百分数，④符合题意。 3．下图表示某化学反应在使用催化剂曲线和未使用催化剂曲线时，反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是（ ） A. 与相比，的活化能更高 B. 反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C. 与相比，中的活化分子百分数更大 D. 与相比，对应的反应速率更大 【答案】B 【解析】选。与 相比，的活化能更高，故 错误；正反应放热，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，故 正确；与 相比，活化能小，中的活化分子百分数更大，对应的反应速率更大，故、错误。 课堂检测 巩固落实 1．[（2025·南宁高二期末）]反应实际上是经过了两步反应完成的： （慢）、（快）。下列说法错误的是（ ） A. 的寿命较短 B. 步骤②需要吸收能量 C. 分解过程包含两个基元反应 D. 该反应属于分解反应 【答案】B 【解析】选。第一步为慢反应，第二步为快反应，则 的消耗速率大于生成速率，因此 的寿命较短，正确；步骤②形成化学键，需要释放能量，错误；题述反应①②都是基元反应，正确；该反应为一变多的反应，属于分解反应，正确。 2．[（2025·云浮高二月考）]在恒容条件下，能使正反应速率增大且单位体积内活化分子数也增多的措施是（ ） A. 温度不变，增大的浓度 B. 加入固体碳 C. 温度不变，通入使气体的压强增大 D. 降低反应的温度 【答案】A 【解析】选。温度不变，增大反应物浓度，可以使单位体积内活化分子数增多，从而增大反应速率，故 符合题意；加入固体反应物对反应速率无影响，故 不符合题意；温度不变，恒容条件下通入惰性气体对反应速率无影响，故 不符合题意；降低温度，反应速率减小，单位体积内活化分子数减少，故 不符合题意。 3．一定条件下，分解生成碳的反应历程如下图所示。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1步的正反应活化能最小 D. 第2步反应的大于第3步反应的 【答案】C 【解析】选。由题图可知，该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，故该反应为吸热反应，正确；由题图可知，该反应历程共分4步进行，正确；由题图可知，第3步的正反应活化能最小，错误；由题图可知，第2步反应的 大于0，第3步反应的 小于0，故 大于，正确。 4．[（2025·长沙高二质检）]反应的能量变化如下图所示,下列说法正确的是（ ） A. 该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 B. 该反应的 C. 若加入催化剂,则的值不变 D. 若升高温度,则活化分子百分数不变 【答案】A 【解析】选。由题图可知，反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,正 逆,正反应的活化能小于逆反应的活化能,故 正确;反应热为生成物总能量与反应物总能量的差值,,故 错误;加入催化剂,可降低反应的活化能,的值减小,故 错误;升高温度,活化分子百分数增加,故 错误。 5．请根据下图回答问题： （1） 图中所示反应是_ _ （填“吸热”或“放热”）反应，该反应的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （用含、的代数式表示）。 （2） 对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化分子的最低能量明显降低，反应速率增大，你认为最有可能的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （3） 已知热化学方程式： 。若该反应正反应的活化能为 ，则逆反应的活化能为_ _ _ _ _ _ _ _ （用含、的代数式表示，、均大于0）。 【答案】（1） 吸热； （2） 使用了催化剂 （3） 【解析】 （1） 由题图可知，生成物的总能量大于反应物的总能量，该反应为吸热反应，。 （2） 催化剂可以降低反应的活化能，从而使反应速率增大，所以最有可能的原因是使用了催化剂。 （3） 正反应活化能-逆反应活化能，所以逆反应的活化能为。 第页 学科网（北京）股份有限公司 $