第2章 第1节 第3课时 活化能-（配套练习）【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

**基本信息** 本同步练通过“基础训练+能力提升”分层设计，以化学反应速率与机理为核心，从概念辨析到综合应用，构建梯度化知识巩固路径，适配新授课基础夯实与能力拓展需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础训练|有效碰撞、活化能、焓变计算等基础概念|7道选择（3分/题）+1道填空（8分），聚焦单一知识点辨析，如活化分子碰撞条件判断、能量曲线图分析| |能力提升|复杂反应历程、催化剂机理、同位素标记等综合应用|3道选择+2道填空（10分/题），突出多步反应决速步骤分析、催化循环机理推导，如甲醇解离路径能量关系探究|

[对应知能达标训练P15] 说明：选择题每题3分；非选择题共28分，本试卷共58分。 [基础训练] 1．下列说法错误的是(　　) ①当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学反应 ②发生有效碰撞的分子一定是活化分子 ③活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 ④活化分子间每次碰撞都发生化学反应 ⑤能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量 A．①④ B．③④ C．④⑤ D．②⑤ 解析　B　活化分子间的碰撞有适当的取向时，才能发生有效碰撞；活化分子间只有发生有效碰撞时，才能发生化学反应。 2．如图所示是298 K时，A2与B2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述正确的是(　　) A．加入催化剂，反应热发生改变 B．该反应为吸热反应 C．逆反应的活化能大于正反应的活化能 D．该反应的 ΔH＝ (b－a) kJ·mol-1 解析　B　加入催化剂改变反应的活化能，但是不改变反应热，A错误；由图可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，反应为吸热反应，B正确；a为正反应的活化能，b为逆反应的活化能，所以逆反应的活化能小于正反应的活化能，C错误；由图可知，反应吸热焓变为正值，该反应的 ΔH＝＋(a－b) kJ·mol-1，D错误。 3．对于反应2NO＋2H2⥫⥬N2＋2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程： 第一步：2NO⥫⥬N2O2　快反应； 第二步：N2O2＋H2→N2O＋H2O　 慢反应； 第三步：N2O＋H2→N2＋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．反应的中间产物有N2O2、N2O C．第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞不一定是有效碰撞 D．若第一步反应的ΔH<0，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 解析　D　总反应速率由慢反应决定，所以该反应的速率由第二步反应决定，A正确；NO、H2是反应物，反应的中间产物有N2O2、N2O，B正确；只有少数分子的碰撞能发生化学反应，能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞，第三步反应中N2O与H2的碰撞不都是有效碰撞，C正确；升高温度，正逆反应速率均增大，D错误；故选D。 4．多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T ℃时(各物质均为气态)，甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图，下列说法正确的是(　　) A．反应Ⅱ仅有非极性共价键的形成 B．甲醇(CH3OH)属于烃的衍生物 C．在T ℃、恒容条件下发生上述反应，加入氦气使体系的压强增大，则化学反应速率增大 D．CO(g)在反应中生成又消耗，CO(g)可认为是催化剂 解析　B　由反应机理图可知，反应Ⅰ为CH3OH===2H2＋CO，反应Ⅱ为CO＋H2O===H2＋CO2，既有极性键又有非极性共价键的形成，A错误；甲醇(CH3OH)属于烃的衍生物，可以看成由甲基与羟基构成，B正确；在T ℃下，若加入氦气使体系的压强增大，则容积不变，反应物浓度不改变，则该反应的化学反应速率不变，C错误；CO(g)属于中间产物，不是催化剂，D错误；故选B。 5．DMC(碳酸二甲酯)由于毒性较小，是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。其一种合成方案的反应历程如图所示(“*”表示吸附在催化剂表面)。下列说法错误的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．生成“过渡态Ⅱ”的过程是该反应的决速步骤 C．·OH在该反应过程中起催化作用 D．该历程的总反应为：2CH3OH＋CO2===CH3OCOOCH3＋H2O 解析　B　由图可知，反应物的能量低于生成物的能量，故是吸热反应，故A正确；由图可知，生成“过渡态Ⅰ”的过程活化能是最大的，是该反应的决速步骤，故B错误；由图可知，·OH在反应前参与反应，反应后生成，起催化剂的作用，故C正确；由图可知，该历程的总反应为2CH3OH＋CO2===CH3OCOOCH3＋H2O，故D正确。 6．H2与ICl的反应分两步完成，其能量曲线如图所示。反应①：H2(g)＋2ICl(g)===HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)，反应②：HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)，下列有关说法不正确的是(　　) A．总反应的活化能为(Ea1＋Ea2)kJ·mol-1 B．反应①②均是反应物总能量高于生成物总能量 C．H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)　ΔH＝－218 kJ·mol-1 D．温度升高，活化分子百分数增大，反应碰撞概率增大，反应速率加快 解析　A　Ea1和Ea2分别代表反应过程中各步反应的活化能，总反应活化能为能量较高的Ea1，故A错误；由图像可知，反应①②均是反应物总能量高于生成物总能量，故B正确；反应①和②总的能量变化为218 kJ，根据盖斯定律可知，反应①和②的焓变之和为ΔH＝－218 kJ·mol-1，故C正确；温度升高，活化分子百分数增大，从而使反应碰撞概率增大，反应速率加快，故D正确。 7．我国科学家研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[C2H4(g)＋H2(g)===C2H6(g)　ΔH＝a kJ·mol-1]的反应历程如下图所示。 下列说法正确的是(　　) A．1 mol C2H4(g)与1 mol H2(g)具有的能量之和小于1 mol C2H6(g)的能量 B．过渡态物质的稳定性：过渡态1>过渡态2 C．该反应的焓变：ΔH＝－129.6 kJ·mol-1 D．相应的活化能：催化剂AuF<催化剂AuPF 解析　 C　由图可知，该反应为反应物总能量高于生成物的总能量的放热反应，故A错误；由图可知，过渡态1的相对能量高于过渡态2，物质的能量越高，越不稳定，所以过渡态1的稳定性小于过渡态2，故B错误；由图可知，反应的焓变ΔH＝－[0－(－129.6 kJ·mol-1)]＝－129.6 kJ·mol-1，故C正确；由图可知，催化剂AuF、催化剂AuPF的活化能分别为109.34 kJ·mol-1、26.3 kJ·mol-1，则催化剂AuF的活化能大于催化剂AuPF，故D错误。 8．(8分)(1)请认真观察下图，回答问题。 ①该反应的ΔH＝________________(用含E1、E2的代数式表示)。若向该反应中加入合适的催化剂，活化能________________(填“升高”“降低”或“不变”)，ΔH________________(填“升高”“降低”或“不变”)。(3分) ②若该图表示2H2O2(l)⥫⥬2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝－73.5 kJ·mol-1，该反应的活化能为54.3 kJ·mol-1，则其逆反应的活化能为______________kJ·mol-1。(1分) (2)用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫)，某同学依据文献资料对该实验进行探究。 资料1：KI在该反应中的作用：H2O2＋I－===H2O＋IO－；H2O2＋IO－===H2O＋O2↑＋I－。总反应的化学方程式为_________________________________________________。(1分) 资料2：I2也可催化H2O2的分解反应。 实验中发现，H2O2与KI溶液混合后，产生大量气泡，溶液颜色变黄。再加入CCl4，振荡、静置，气泡明显减少。 ①加CCl4并振荡、静置后还可观察到________，说明有I2生成。(1分) ②气泡明显减少的原因可能是：ⅰ.H2O2浓度降低；ⅱ.______________________。以下对照实验说明ⅰ不是主要原因：向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B两试管中。A试管中加入CCl4，B试管中不加CCl4，分别振荡、静置。观察到的现象是_________________________________________________________________。(2分) 解析　(1)①该反应的ΔH＝生成物的能量－反应物的能量＝(E2－E1)kJ·mol-1；催化剂可降低反应的活化能，但不改变始末态，ΔH不变； ②ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能＝54.3 kJ·mol-1－x＝－73.5 kJ·mol-1，x＝127.8 kJ·mol-1。 (2)由资料1两式相加即得总方程式。①加CCl4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色，说明有I2生成。②气泡明显减少的另一原因可能是：在水溶液中I2的浓度降低。进行对照实验的现象为：A试管中产生气泡明显变少；B试管中产生气泡速率没有明显减小。 答案　 (1)①(E2－E1)kJ·mol-1　降低　不变　②127.8　 (2)2H2O22H2O＋O2↑　①下层溶液呈紫红色　②在水溶液中I2的浓度降低　A试管中产生气泡明显变少；B试管中产生气泡速率没有明显减小 [能力提升] 9．已知：H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)　ΔH。该反应分①②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．反应①为吸热反应 B．H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)　ΔH＝－218 kJ·mol-1 C．若ΔH1和ΔH2分别为反应①和②的焓变，则：ΔH＝ΔH1－ΔH2 D．反应②为整个反应的决速步骤 解析　B　反应①生成物总能量小于反应物总能量，反应①为放热反应，故A错误；根据图示，1 mol H2(g)和2 mol ICl(g)的总能量比1 mol I2(g)和2 mol HCl(g)的总能量多218 kJ，H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)　ΔH＝－218 kJ·mol-1，故B正确；若ΔH1和ΔH2分别为反应①和②的焓变，根据盖斯定律①＋②得H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故C错误；活化能越小反应速率越快，反应①的活化能大于反应②，反应①是慢反应，慢反应决定总反应速率，反应①为整个反应的决速步骤，故D错误。 10．18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为： 能量变化如图所示。 已知为快速平衡，下列说法正确的是(　　) A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步骤 B．反应结束后，溶液中存在18OH－ C．反应结束后，溶液中存在CHOH D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变 解析　B　反应活化能越大，反应速率越慢，根据图示，反应Ⅰ活化能较高，因此反应的决速步骤为反应Ⅰ，A错误；与OH－发生反应生成，根据题干信息，为快速平衡，可生成18OH－，所以反应结束后，溶液中存在18OH－，B正确；反应Ⅱ的成键和断键发生为或，因此反应结束后，溶液不会存在CHOH，C错误；图示总反应的焓变＝反应物的总焓－生成物的总焓＝(Ⅰ反应的活化能－Ⅱ反应的活化能)－(Ⅲ反应的活化能－Ⅳ反应的活化能)≠Ⅰ反应的活化能－Ⅳ反应的活化能，D错误。 11．科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法正确的是(　　) A．该历程中活化能最小的反应方程式 CH2O*＋2H*―→CHO*＋3H* B．该历程中能垒(反应活化能)最大的是④ C．该历程中制约反应速率的方程式为CH3O*＋3H*―→CO*＋4H* D．由此历程可知：CH3OH(g)⥫⥬CO(g)＋2H2(g)　ΔH<0 解析　A　从图中可以看出，过渡态3发生的反应活化能最小，该过程的反应方程式为： CH2O*＋2H*―→CHO*＋3H*，A正确；过渡态1发生的反应活化能最大，故该历程中能垒(反应活化能)最大的是①，B错误；总反应速率由反应速率最慢的那步历程决定，由图可知，历程中能垒(反应活化能)最大的为①，所以制约反应速率的方程式为CH3OH*―→CH3O*＋H*, C错误；由图可知，CH3OH(g)―→CH3OH*，放出40 kJ热量，①～④过程中CH3OH*―→CO*＋4H*放出80 kJ热量，即CH3OH(g)―→CO*＋4H*放热120 kJ，但CO*＋4H*―→CO(g)＋2H2(g)吸热未知，所以不能据此确定CH3OH(g)⥫⥬CO(g)＋2H2(g)的焓变ΔH，D错误。 12．(10分)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液里反应的化学方程式是：Na2SO3＋KIO3＋H2SO4―→Na2SO4＋K2SO4＋I2＋H2O(未配平)。 (1)其中氧化剂是________，若反应中有5 mol电子转移，则生成碘是________mol。(2分) (2)该反应过程和机理较复杂，一般分为以下几步： ①IO＋SO―→IO＋SO　(慢) ②IO＋SO―→IO－＋SO　(快) ③5I－＋6H＋＋IO―→3I2＋3H2O　(快) ④I2＋SO＋H2O―→2I－＋SO＋2H＋　(快) 根据上述条件推测，此反应的总的反应速率由________步反应决定。(2分) (3)若预先加入淀粉溶液，由反应过程看必在__________离子消耗完时，才会有淀粉变蓝的现象产生，原因是： _______________________________________________________ __________________________________________________________。(6分) 解析　(1)氧化剂是KIO3，反应中KIO3中I的化合价由＋5价变为0价，故若反应中有5 mol电子转移，则生成碘是0.5 mol； (2)一个化学反应的总的反应速率是由慢反应速率决定的，故反应的总的反应速率由①步反应决定； (3)由反应机理可知，该反应①是IO和SO反应，且为慢反应，而反应④是I2和SO反应，为快反应，由此说明I2和SO反应比IO和SO反应更快，故若预先加入淀粉溶液，由反应过程看必在SO离子消耗完时，才会使淀粉变蓝的现象产生。 答案　(1)KIO3　0.5　(2)①　(3)SO　SO与碘单质反应，且反应较快 13．(10分)2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。请回答下列问题： (1)该反应通常用V2O5作催化剂加快反应的进行，加V2O5会使图中B点________(填“升高”或“降低”)。(1分) (2)E的大小对该反应的反应热________(填“有影响”或“无影响”)。(1分) (3)图中A表示SO2(g)和O2(g)的__________。(1分) (4)图中ΔH的意义是_____________________________________________________ _______________________________________________________。(3分) (5)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物，四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化过程实际发生反应的化学方程式： ________________________________________________________________________， ________________________________________________________。(3分) (6)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1，则v(O2)＝________。(1分) 解析　(1)该反应通常用V2O5作催化剂加快反应的进行，加V2O5可改变反应的历程，降低活化能，图中B点会降低；(2)反应热ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能，ΔH是个差值，因此E的大小对该反应的反应热无影响；(3)图中A表示SO2(g)和O2(g)的总能量，C为SO3(g)总能量；(4)反应热ΔH意义是2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g) 时，反应放出的热量；(5)根据题给信息可知：V2O5＋SO2===SO3＋2VO2、4VO2＋O2===2V2O5；(6)根据化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)，如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1，根据速率之比等于化学计量数之比可计算得v(O2)＝v(SO2)＝0.025 mol·L-1·min-1。 答案　(1)降低　(2)无影响　(3)总能量 (4)2 mol SO2(g)与 1 mol O2完全反应生成2 mol SO3(g)时，反应放出的热量　 (5)V2O5＋SO2===SO3＋2VO2 　4VO2＋O2===2V2O5 (6) 0.025 mol·L-1·min-1 学科网（北京）股份有限公司 $