第6讲 活化能—2026-2027学年新高二暑假衔接讲义—高中化学选择性必修1

新高二暑假衔接讲义 第6讲 活化能 一、基元反应与反应历程 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。每一步反应都称为基元反应。基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。 ， 2. 自由基：带有单电子的原子或原子团叫自由基，如 I·自由基、O·自由基。自由基反应活性很强，寿命极短。 碘化氢的分解 总反应：2HI ==== H2 + I2 ， 实际上是经过下列两步基元反应完成的：2HI → H2 + 2I· 2I·→ I2 3. 反应历程：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 注意： ①反应不同，反应历程也不相同。 ②同一反应，在不同条件下，反应历程也可能不同。 ， ③反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 ④对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。 二、有效碰撞理论 1．有效碰撞的概念：能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。 2．有效碰撞必须满足的条件： ， （1）分子具有足够的_______；（即_____分子） （2）分子在碰撞时具有合适的_______。 3．有效碰撞与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率_______。 三、活化分子与活化能 1. 活化分子：具有足够能量、能够发生_________的分子。 说明：对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 能发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子不一定是有效碰撞 2. 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。 E1：正反应的活化能 ， E2：活化分子变成生成物分子放出的能量（逆反应的活化能） E1﹣E2：反应热（△H） 总反应活化能：取较大值 反应热的大小与活化能大小无关，与催化剂无关，仅与反应物与生成物具有的能量差有关 催化剂的作用：降低反应的活化能。 ，四、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 活化分子百分数=活化分子数/反应物分子总数，其中浓度压强不改变活化分子百分数 活化能 活化分子数 活化分子百分数 单位体积活化分子数 反应速率 增大浓度 - ↑ - ↑ ↑ 增大压强 - - - ↑ ↑ 升高温度 - ↑ ↑ ↑ ↑ 正催化剂 ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 例. 下列说法中正确的是__________ ①活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应 ， ②普通分子间的碰撞可能发生化学反应 ③增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子数，从而使有效碰撞次数增多 ④加入反应物，活化分子百分数不变，化学反应速率可能不变 ⑤催化剂能增大活化分子百分数，从而成千成万倍地增大化学反应速率 ⑥有气体参加的化学反应，若增大压强(缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大 五、 反应历程与过渡态 1．过渡态 A＋B－C―→[A…B…C]―→A－B＋C 备注：(1)以上为一种基元反应，其中正反应活化能Ea正＝b－a，逆反应活化能Ea逆＝b－c，ΔH＝Ea正－Ea逆。(2)过渡态(A…B…C)不稳定。 2．中间体 备注：处于能量最高点的是反应的过渡态，在多步反应中两个过渡态之间的是中间体，中间体很活泼，寿命很短，但是会比过渡态更稳定些。 3.能垒与决速步 能垒：可以简单理解为从左往右进行中，向上爬坡吸收的能量，而包含最高能垒的反应我们称之为决速步骤，也称为慢反应。 原因分析：活化能大时，反应物分子不易成为活化分子，很少发生有效碰撞，反应不易发生。 例如图中，从第一个中间体到过渡态2的能量就是最高能垒，而HCOO*＋H*===CO2＋2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 例1．由反应物微粒一步直接实现的化学反应称为基元反应。某化学反应是通过三步基元反应实现：①Ce4＋＋Mn2＋―→Ce3＋＋Mn3＋；②Ce4＋＋Mn3＋―→Ce3＋＋Mn4＋；③Ti＋＋Mn4＋―→Ti3＋＋Mn2＋。由此可知： (1)该反应的总反应的方程式为________________________________。 (2)该反应的催化剂是________。 例2．甲烷气相热分解反应的化学方程式为2CH4―→CH3—CH3＋H2，该反应的机理如下： ①CH4―→·CH3＋·H；②________________________________； ③CH4＋H·―→·CH3＋H2；④·CH3＋H·―→CH4。补充反应②的方程式。 例3．利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除废气中的NO和NO2，生成两种无毒物质，其反应历程如图所示： (1)X是________。 (2)上述历程的总反应为________________________________。 (3)由反应历程可知，[(NH4)(HNO2)]＋是该反应的________。 六、催化机理与反应历程 1．催化剂特点 (1)催化剂具有高效性和选择性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不一定具有催化作用，可以选用合适的催化剂来调控反应。 催化剂的选择性的理解 ①同一反应，不同催化剂对该反应的催化效果不同。 ②)同一催化剂，对不同反应催化效果也不同。 ③催化剂的催化活性还与温度、酸碱度等因素有关，使用催化剂时需选择适宜条件。 (2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性降低。 2．催化剂与反应历程 (1)催化反应历程可表示为扩散→吸附→断键→成键→脱附。 (2)催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来加快反应速率。活化能越大，反应越难进行。 (3)复杂反应中的速度控制步骤决定反应的速率，各步基元反应活化能(能垒)大的慢反应是决定整个反应速率的关键步骤。故改变温度，活化能大的反应速率改变程度大。 例1．反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表： 积碳反应： CH4(g)==C(s)＋2H2(g) 消碳反应： CO2(g)＋C(s)==2CO(g) ΔH/(kJ·mol－1) ＋75 ＋172 活化能/(kJ·mol－1) 催化剂X 33 91 催化剂Y 43 72 由上表判断，催化剂X________(填“优于”或“劣于”)Y，理由是______________________ _______________________________________________________________________________。 例2．生物催化剂——酶对反应速率的影响如图所示： 根据酶促反应速率曲线说明酶的催化活性：_________________________________________。 七、化学反应的速率常数和速率方程 对于反应： aA + bB + … → 产物。 速率方程为 v = k·cx(A)·cy(B)·… ，式中的 k 称为速率常数。 反应速率常数 ①符号：反应速率方程中的比例系数k。 ②单位：通常为mol·L-1·s-1，当为一级反应时速率常数的单位为s-1，二级反应为mol·L-1·s-1，n级反应为mol-(n-1)·Ln-1 ·s-1 。 ③意义：通常k越大，反应进行得越快，反应的活化能越小 ④影响因素：温度、催化剂、固体表面性质 注意：在书写反应速率方程式时，稀溶液中的溶剂、固体或  纯液体参与的化学反应，其速率方程式不必列出它们的浓度项。(因为其浓度近似不变，为常数，可并入常数k中。) 拓展： ①反应及数：反应速率方程中反应物浓度项的幂指数之和。n =x+y+…… 零级反应：n = 0  (一类特殊的反应，速率与浓度无关) 一级反应：n = 1 二级反应：n = 2   余类推； 对于基元反应，反应级数与它们的化学计量数是一致的。化学反应速率通常与各反应物浓度的幂之积成正比。而对于非基元反应，速率方程式中的级数一般不等于(a+b+...)。 例1：已知800℃时，反应2NO(g) + 2H2(g)2H2O(g) + N2(g)的实验数据如下： 实验编号 初始浓度/( mol·L－1) 瞬时速率v/( mol·L－1·s－1) c(NO) c(H2) 1 6.00×10－3 1.00×10－3 3.19×10－3 2 6.00×10－3 2.00×10－3 6.38×10－3 3 1.00×10－3 6.00×10－3 0.48×10－3 4 2.00×10－3 6.00×10－3 1.92×10－3 请回答： ① 反应速率方程和反应的级数。 ② 反应速率常数k。 ③ 当c(NO)= 5.00×10－3 mol·L－1，c(H2)= 4.00×10－3 mol·L－1时的反应速率v 例2：已知反应2N2O(g)=2N2(g)+ O2(g)，速率方程为υ=k·cn(N2O)。NO在金(Au)表面分解的实验数据如表所示。已知:①k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关，②n=0时，该反应为0级反应，n=1时，该反应为1级反应，以此类推，n可以为整数，也可以为分数;③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期 t/min 0 20 40 60 80 c(N2O)/mol/l 0.100 0.08 0.06 a 0.02 下列说法正确的是( ) A.表格中a = 0.030 B.该反应为2级反应 C.该反应的速率常数k=1.0x10-2mmol.L-1min-l D.保持其他条件不变，若起始浓度为0.200mol.L-1则半衰期为100 min 八、阿伦尼乌斯公式 1819年阿伦尼乌斯总结出了速率常数与热力学温度关系的经验公式： k=Ae― 由于温度T在指数项，所以它的微小变化就会引起速度常数的较大变化。 ln k = ― + lnA A─称频率因子或指前因子; T─热力学温度 R─气体常数 Ea ─称为活化能，受温度影响，但影响不大，通常忽略温度的影响。 注意：Ea的单位与 R 的单位要一致；在阿伦尼乌斯公式中，k 是无量纲的。 Arrhenius方程的对数形式是直线方程，将自然对数形式改写成常用对数形式： lg k = ― + lgA 由于Ea受温度的影响不大，所以 lg k 对 1/T 作图是一条直线，由斜率就可求出活化能： Ea = - 2.303R×斜率 【对点训练1】 题型一 有效碰撞理论 1．下列说法正确的是(　　) ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应　②非活化分子间的碰撞能发生化学反应　 ③活化分子的能量比非活化分子的能量高　④化学反应的实质是原子的重新组合 ⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成 ⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞 A．①③④⑤ B．①②③⑥ C．③④⑤⑥ D．②③④⑤ 【答案】C 【解析】只有能引起化学反应的碰撞才是有效碰撞，而只有活化分子才可能发生有效碰撞，有效碰撞是发生化学反应的充要条件，所以①②是错误的。 2．下列说法不正确的是(　　) A．增大反应物浓度，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多 B．增大压强，单位体积内气体的活化分子数增多，有效碰撞次数增多 C．升高温度，活化分子百分数增加，分子运动速度加快，有效碰撞次数增多 D．催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，有效碰撞次数增多 【答案】A 【解析】增大反应物浓度，活化分子数目增多，但活化分子百分数不变。 题型二 基元反应与反应历程 1．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 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．该反应的速率主要取决于①的快慢 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)的浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 【答案】C 【解析】反应速率主要取决于慢反应，所以该反应的速率主要取决于②的快慢，故A错误；NOBr2是反应过程中的中间产物，不是该反应的催化剂，故B错误；由于该反应为放热反应，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1，故C正确；增大Br2(g)的浓度，活化分子百分数不变，但单位体积内的活化分子数目增多了，所以能加快反应速率，故D错误。 2．已知反应2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－752 kJ·mol－1的反应机理如下： ①2NO(g)N2O2(g)(快) ②N2O2(g)＋H2(g)N2O(g)＋H2O(g)(慢) ③N2O(g)＋H2(g)N2(g)＋H2O(g)(快) 下列有关说法错误的是(　　) A．②反应的活化能最大 B．②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效 C．N2O2和N2O是该反应的催化剂 D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大 【答案】C 【解析】②反应最慢，说明活化能最大，A正确；②反应为慢反应，说明反应的活化能大，微粒之间的许多碰撞都不能发生化学反应，因此碰撞仅部分有效，B正确；反应过程中N2O2和N2O是中间产物，不是催化剂，C错误；总反应为放热反应，则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大，D正确。 3．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不正确的是(　　) A．总反应中v(H2O2)∶v(O2)＝2∶1 B．H2O2的分解速率与I－的浓度有关 C．该反应的催化剂是I－，而不是IO－ D．由于催化剂的加入降低了反应的活化能，使该反应活化能低于98 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，速率之比等于化学计量数之比，则总反应中v(H2O2)∶v(O2)＝2∶1，A正确；I－为催化剂，则H2O2的分解速率与I－的浓度有关，B正确；IO－为中间产物，该反应的催化剂是I－，而不是IO－，C正确；催化剂可降低反应的活化能，但其活化能大小不能确定，D错误。 题型三 有关活化能的图像分析 1. 下列说法不正确的是(　　) A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能 B．图乙中HI分子发生了有效碰撞 C．盐酸和氢氧化钠溶液的反应活化能接近于零 D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞次数增加 答案　B 解析　催化剂可降低反应的活化能，A正确；能够发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，由图乙可知碰撞后没有生成新物质，即没有发生化学反应，不是有效碰撞，B错误；盐酸和氢氧化钠溶液反应的实质是氢离子与氢氧根离子反应生成水，在溶液中氢离子与氢氧根离子已经处于活跃状态，因此盐酸和氢氧化钠溶液反应的活化能接近于零，C正确；增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞次数增加，D正确。 2．研究表明，甲醇通过催化氧化制取甲醛时，在无催化剂(图中实线)和加入特定催化剂(图中虚线)时均会产生甲醛，其反应中物质的相对能量如图所示。下列说法错误的是(　　) A．加入该催化剂可使每一步基元反应的反应速率均提高 B．该条件下CO2比CO的稳定性强 C．无催化剂时，温度升高，甲醇生成甲醛的正反应速率增大的程度比逆反应速率增大程度小 D．无催化剂时，CO2生成CO比生成甲醛的活化能小 答案　A 解析　根据图像可知，使用催化剂增大CO转化成甲醇的活化能，反应速率减缓，故A错误；根据图像可知，CO2具有的能量比CO低，能量低，物质稳定，则该条件下，CO2比CO稳定性强，故B正确；根据图像可知，甲醇生成甲醛的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇生成甲醛的正反应速率增大的程度比逆反应速率增大的程度小，故C正确；根据图像可知，无催化剂时，CO2生成CO比生成甲醛的活化能小，故D正确。 3．一定条件下，密闭容器中发生反应M(g)N(g)，反应过程中的能量变化如图中曲线Ⅰ所示。下列说法错误的是(　　) A．该反应中正反应的活化能为(E3－E2) kJ·mol－1 B．该反应的反应热为(E1－E2) kJ·mol－1 C．曲线Ⅱ表示其他条件不变，升高温度时的能量变化 D．曲线Ⅲ表示其他条件不变，加入催化剂时的能量变化 【答案】C 【解析】该反应中正反应的活化能为(E3－E2) kJ·mol－1，故A项正确；该反应的反应热＝生成物的总能量－反应物的总能量＝(E1－E2) kJ·mol－1，故B项正确；其他条件不变，升高温度时反应物分子的总能量增加，反应物分子中活化分子的百分数增大，但反应的活化能不变，故C项错误；加入催化剂可以降低反应的活化能，所以曲线Ⅲ表示其他条件不变，加入催化剂时的能量变化，故D项正确。 题型四 催化机理 1．2007年诺贝尔化学奖授予埃特尔以表彰其对于合成氨反应机理的研究，氮气和氢气分子在催化剂表面的部分变化过程如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．图①→②过程吸热，图②→③过程放热 B．温度、压强、催化剂都能改变反应的ΔH C．N2在反应过程中三键均发生断裂 D．反应过程中存在—NH—、—NH2等中间产物 答案　B 解析　图①→②过程表示断裂氮气分子的化学键，断键吸热，图②→③过程表示形成氮氢单键，成键放热，A正确；催化剂只能改变反应的活化能从而改变反应速率，不能改变反应的焓变，B错误；由图①→②可知，N2在反应过程中三键均发生断裂，C正确；图③④表明反应过程中存在—NH—、—NH2等中间产物，D正确。 2．氮气与氢气在催化剂表面发生合成氨反应的微粒变化历程如图所示。 下列关于反应历程的先后顺序排列正确的是(　　) A．④③①② B．③④①② C．③④②① D．④③②① 答案　A 解析　物质发生化学反应就是构成物质的微粒重新组合的过程，分子分解成原子，原子再重新组合成新的分子，新的分子构成新的物质，氢分子和氮分子都是由两个原子构成，它们在固体催化剂的表面会分解成单个的原子，原子再组合成新的氨分子。 题型五 能量变化与反应历程图 1.HCOOH在Pd催化剂表面脱氢的反应机理、反应历程与能量的关系如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．在历程Ⅰ～Ⅴ中，涉及O—H、C—H、C—O的断裂 B．在历程Ⅰ～Ⅴ中，生成Ⅴ的反应决定了HCOOH脱氢反应的速率 C．若用DCOOH或HCOOD代替HCOOH，得到的产物都有HD和CO2 D．在Pd催化剂表面HCOOH脱氢反应的ΔH<0 答案　A 解析　据图分析，在历程Ⅰ～Ⅴ中没有C—O的断裂，故A错误；在历程Ⅰ～Ⅴ中，Ⅳ→Ⅴ的活化能最大，则生成Ⅴ的反应速率最慢，决定了HCOOH脱氢反应的速率，故B正确；根据HCOOH在Pd催化剂表面脱氢的反应机理图可得化学反应为HCOOHCO2＋H2，即HCOOH中的两个H原子被解离出来形成H2，则用DCOOH或HCOOD代替HCOOH，得到的产物都有HD和CO2，故C正确；由反应历程图可知，在Pd催化剂表面HCOOH脱氢反应，反应物的总能量高于最终产物的总能量，则HCOOH脱氢反应为放热反应，ΔH<0，故D正确。 2．热催化合成氨面临的两难问题是：釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了Ti－H－Fe双温区催化剂(Ti－H区域和Fe区域的温度差可超过100 ℃)。Ti－H－Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是(　　) A．①为氮氮三键的断裂过程 B．①②③在低温区发生 C．④为N原子由Fe区域向Ti－H区域的传递过程 D．使用Ti－H－Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应 【答案】C 【解析】经历①过程之后氮气分子被催化剂吸附，并没有变成氮原子，A错误；①为催化剂吸附N2的过程，②为形成过渡态的过程，③为N2解离为N的过程，以上都需要在高温时进行，B错误；由题中图示可知，过程④完成了Ti－H－Fe－*N 到Ti－H－*N－Fe两种过渡态的转化，N原子由Fe区域向Ti－H区域传递，C正确；化学反应不会因加入催化剂而改变吸放热情况，D错误。 3. 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 【答案】D 【解析】①N2O＋Pt2O＋===Pt2O＋N2　ΔH1，②Pt2O＋CO===Pt2O＋＋CO2　ΔH2，根据盖斯定律，①＋②得到N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故A正确；由图示分析可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为放热反应，反应焓变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＝134 kJ·mol－1小于逆反应的活化能Eb＝360 kJ·mol－1，故C正确；①N2O＋Pt2O＋===Pt2O＋N2　ΔH1，②Pt2O＋CO===Pt2O＋＋CO2　ΔH2，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。 4．活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．产物的稳定性：P1>P2 C．该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·mol－1 D．相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)<v(P2) 【答案】C 【解析】根据图像可知，此反应的反应物的总能量大于生成物的总能量，故此反应是放热反应，故A错误；物质的能量越高，物质越不稳定，根据图像可知，产物P1的能量高于产物P2的能量，故产物的稳定性：P1<P2，故B错误；最大的正反应的活化能出现在由中间产物Z到过渡态Ⅳ时，即最大正反应的活化能E正＝－18.92 kJ·mol－1－(－205.11 kJ·mol－1)＝186.19 kJ·mol－1，故C正确；相同条件下，反应所需的活化能越小，则反应的速率越快，由于到产物P1所需活化能更小，故反应速率更快，故v(P1)>v(P2)，故D错误。 题型六 速率方程与速率常数 1. 已知的速率方程[为速率常数，只受温度影响]该反应可认为经过以下反应历程： 第一步： 快速平衡 第二步： 快速平衡 第三步： 慢反应 下列说法正确的是 A．第一步反应和第二步反应的活化能较高 B．、分别增大相同的倍数，对总反应速率的影响程度相同 C．该总反应的速率主要取决于第三步反应 D．压缩容器体积，会使体系中活化分子百分数增加 【答案】C 【详解】 A．第一步反应和第二步反应反应速率较大，则反应的活化能越小，故A错误； B．速率方程，可知若c(CO)、c（(Cl2)分别增大相同的倍数，对总反应速率的影响程度不同，故B错误； C．第三步反应较慢，则总反应的速率主要取决于第三步反应，故C正确； D．压缩容器体积，增大气体的压强，使单位体积内活化分子数增加，但不能使活化分子百分数增加，故D错误。 故选：C。 2.某学习小组为了探究反应速率(v)与反应物浓度的关系，在20℃进行实验，所得的数据如表： 实验编号 相关数据 ① ② ③ ④ ⑤ 0.008 0.008 0.004 0.008 0.004 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002 0.10 0.20 0.20 0.10 0.40 下列结论不正确的是 A．若温度升高到40℃，则反应速率增大 B．实验①④，探究的是对反应速率的影响 C．若该反应速率方程为(k为常数)，则p=1 D．实验⑤中， 【答案】C 【详解】 A．由于温度升高，反应速率增大，故A正确； B．实验①④中只有不同，探究的是对反应速率的影响，故B正确； C．根据表中数据可判断②、③中，氢离子浓度增大1倍，速率增大到原来的4倍，故p=2，故C错误； D．根据①②中数据可知n＝1，同理根据①④中数据可判断m＝1，③、⑤中氢离子浓度相同，和浓度关系是⑤中的二者浓度都比③中的增大一倍，速率增大4倍，因此mol•L-1•s-1，故D正确； 故选C。 3. 一定条件下，反应的速率方程为，某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下： 反应速率 0.1 0.1 2 v 0.1 0.4 2 8v 0.2 0.4 2 16v 0.4 0.1 4 2v 0.2 0.1 x 4v 根据表中的测定结果，下列结论错误的是 A．表中x的值为1 B．α、β、γ的值分别为1、2、-1 C．反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大 D．在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低 【答案】B 【分析】 v=kcα(H2)cβ(Br2)cγ(HBr)，对比第一组和第二组数据知，=8，所以β=，对比第二组和第三组数据知，，所以α=1；对比第一组、第四组数据，将β=，α=1带入得=2，解得γ=-1。 【详解】 A．对比第四、第五组数据得=，解得x=1，A正确； B．根据分析可知α、β、γ的值分别为1、、-1，B错误； C．根据分析可知c(Br)的指数的绝对值最大，对反应速率影响最大，C正确； D．由于γ=-1，增大HBr(g)浓度，cγ(HBr)c减小，在反应体系中保持其他物质浓度不变，会使反应速率降低，D正确； 综上所述答案为B。 题型七 阿伦尼乌斯公式的应用 1. 在 m 和 n 两种催化剂作用下，反应CH4 (g)+ H2O(g)⇌CO(g) + 3H2(g)的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图所示，已知阿伦尼乌斯经验公式 Rlnk=−+C(Ea为活化能，k 为速率常数，R 和 C 为常数)，m 和 n两种催化剂中对该反应催化效果较高的是 。用 m作催化剂时，该反应的活化能为 kJ/mol。 【答案】 2. 1889年，Arrhenius提出了反应速率常数k随温度的变化关系lnk=−+C (R、C均为常数)。已知：，经历反应1和反应2两步： 反应1：   ； 反应2：    两步反应的活化能Ea1<Ea2，某课题组通过实验绘制出两步反应Lnk、随1/T的变化曲线如图所示(K表示平衡常数)，下列说法中错误的是 A．1molNO与0.51molO2充分反应，放出热量小于56kJ B．曲线③表示的是k2随1/T的变化关系 C．温度越高，单位时间内NO的转化率可能越低 D．相同条件下，O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著 【答案】B 【详解】A.根据盖斯定律：反应1+反应2可得2NOg)+O₂(g)=2NO₂(9)△H=-46.3kJ·mol-¹+(-65.7kJ·mol-1)=-112kJ/mol,该反应是可逆反应，1molNO与0.5molO2充分反应不可能反应完全，则放出热量小于56kJ,A正确； B.由上述分析可知，曲线③表示的是k1随1/T的变化关系，曲线④表示的是k2随1/T的变化关系，B错误； C.反应2NO(g)+O2(9)=2NO2(9)是放热反应，升高温度时平衡逆向移动，NO的转化率，即温度越高，单位时间内NO的转化率可能越低，C正确； D.活化能Ea1<Ea2,则反应1是快反应，反应2是慢反应，慢反应决定整个反应的反应速率，增大O²浓度 反应2的速率加快，整个反应的反应速率随之加快，所以相同条件下，O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著,D正确； 新高二暑假衔接讲义 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 【课时跟踪训练】 1. 下列说法正确的是 A．活化能接近于零的反应，当反应物相互接触时，反应瞬间完成 B．温度和压强都是通过增大活化分子百分数来加快化学反应速率 C．人们把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，把活化分子具有的能量叫活化能 D．活化能的大小不仅意味着一般分子成为活化分子的难易，也会对化学反应前后的能量变化产生影响 【答案】A 【详解】 A．活化能接近于零的反应，由于不需要活化能的推动，所以当反应物相互接触时反应瞬间完成，A正确； B．压强不能改变活化分子百分数，增大压强是通过增大单位体积内活化分子数来加快化学反应速率的，B错误； C．我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞，能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，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，C错误； D．活化能越大，一般分子成为活化分子越难，活化能越小，一般分子成为活化分子越易，活化能的大小意味着一般分子成为活化分子的难易程度，化学反应前后的能量变化取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小，与活化能无关，D错误； 答案选A。 2．改变下列条件，可以改变反应的活化能的是(　　) A．温度 B．催化剂 C．反应物浓度 D．压强 答案　B 解析　化学反应中，压强、浓度只能改变单位体积的活化分子数目，从而提高反应速率，而不能改变反应的活化能；温度只改变活化分子的百分数，不能改变反应的活化能，只有加入催化剂，才可以改变反应的活化能，使反应速率改变。 3．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图： 步骤①：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)===I2(aq)＋2Fe2＋(aq) 步骤②：2Fe2＋(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大 【答案】A 【解析】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，S2O～2I－～I2，则2v(S2O)＝v(I－)＝2v(I2)，C错误；由图像可知该反应是放热反应，则正反应的活化能比逆反应的小，D错误。 4．过渡态理论认为：化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中，首先生成一种高能量的活化配合物，高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论，NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)的反应历程如下，下列有关说法中正确的是(　　) A．第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞 B．活化配合物的能量越高，第一步的反应速率越快 C．第一步反应需要吸收能量 D．该反应的反应速率主要取决于第二步反应 【答案】C 【解析】活化分子之间的碰撞不一定能发生反应，不一定是有效碰撞，故A项错误；活化配合物的能量越高，单位体积内的活化分子数目越少，有效碰撞的几率越小，第一步反应速率越慢，故B项错误；第一步反应是断裂化学键，需要吸收能量，故C项正确；反应速率主要取决于慢反应的速率，故D项错误。 5. 一定温度下，某反应达到化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是 A．为反应的活化能 B．温度升高，逆反应速率的加快幅度大于正反应速率加快幅度，使平衡逆移 C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量 D．该反应为放热反应， 【答案】B 【分析】根据图所，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，反应的焓变等于正反应的活化能与逆反应的活化能之差，即△H=Ea-Ea′，据此分析解答； 【解析】Ea为正反应的活化能，Ea′为逆反应的活化能，A错误；该反应为放热反应，温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，平衡逆向移动，B正确；活化分子的能量较高，所以活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量，C错误；反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，反应的焓变等于正反应的活化能与逆反应的活化能之差，即H=Ea-Ea′，D错误；故选B。 6. 已知X转化为Z和W分步进行：①，②，其反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．是反应①的活化能 B．的能量一定低于的能量 C． D．反应②更容易发生，气体Y很难大量存在 【答案】D 【详解】 A．从图中可以看出，Ea1是活化分子所具有的平均能量与反应物分子平均能量的差值，所以Ea1是反应①的活化能，A项错误； B．从图中可以看出，的能量低于和的能量之和，但不能确定的能量一定低于的能量，B项错误； C．由图中信息可以得出，Y(g)+2W(g)Z(g)+3W(g) △H=+(Ea3-Ea4)kJ∙mol-1，C项错误； D．从图中可以看出，反应②的活化能比反应①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很难大量累积，D项正确； 答案选D。 7．CO2的转化一直是世界范围内的研究热点。利用两种金属催化剂，在水溶液体系中将CO2分别转化为CO和HCOOH的反应过程示意图如下： 下列说法正确的是(　　) A．在转化为CO的路径中，只涉及碳氧键的断裂和氢氧键的形成 B．在转化为HCOOH的路径中，CO2被氧化为HCOOH C．两个转化路径均有非极性键的形成 D．上述反应过程说明催化剂具有选择性 答案　D 解析　由图可知，在转化为CO的路径中，既涉及碳氧键的断裂和氢氧键的形成，还有碳氧键的形成，A项错误；在转化为HCOOH的路径中，CO2转化为HCOOH是加氢过程，故是还原反应而不是氧化反应，B项错误；两个转化路径中涉及的化学键均为极性键，C项错误；二氧化碳在不同催化剂作用下，分别可生成甲酸和CO，说明催化剂具有选择性，D项正确。 8. 卤代烃与端基炔(R＇C≡CH)催化偶联反应的一种机理如图所示。下列说法错误的是 A．偶联反应中起催化作用的是M和CuI B．R＇C≡CCu为该催化过程的中间产物 C．该偶联反应的原理为R＇C≡CH+RI→R＇C≡CR+HI D．该催化机理改变了反应路径和反应热 【答案】D 【详解】 A．由转化图可知，偶联反应中起催化作用的是M和CuI，故A正确； B．由转化关系可知，R＇C≡Ccu产生后又被消耗，为该催化过程的中间产物，故B正确； C．由流程可知，转化图中右侧存在反应R'C≡CH+CuI→R'C≡CCu+HI，故C正确； D．催化剂改变反应路径，不改变反应热，故D错误。 故选：D。 9．中科大曾杰教授团队在二氧化碳选择性高效制备乙酸研究获得突破，反应原理为。该反应的历程和相对能量的变化如下图所示(  指微粒吸附在催化剂表面)。 下列说法错误的是 A．整个反应历程包含3个基元反应 B．物质从催化剂表面解吸一般需要吸收能量 C．加压和升温，均可增大单位体积内活化分子百分数，从而提高化学反应速率 D．合成乙酸反应历程中速率最小的步骤是： 【答案】C 【解析】整个反应历程包含：、、，共3个基元反应，A正确；从图像可知，物质从催化剂表面解吸需要克服吸附剂键作用，通常需要吸收能量，B正确；加压单位体积内分子数和活化分子数均增加，但是活化分子百分数不变，C错误；对比各步骤过渡态能垒可知，对应最高能垒，因而为决定速率的慢速步，D正确；故选C。 10．铁的配合物离子(用[L-Fe-H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．该过程的总反应为HCOOHCO2↑＋H2↑ B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低 C．该催化循环中Fe元素的化合价未发生变化 D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定 答案　D 解析　由反应机理可知，HCOOH电离出氢离子后，HCOO－与催化剂结合，放出二氧化碳，然后又结合氢离子转化为氢气，所以总反应化学方程式为HCOOHCO2↑＋H2↑，故A正确；若氢离子浓度过低，则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低，反应速率减慢，若氢离子浓度过高，则会抑制甲酸的电离，使甲酸根离子浓度降低，反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢，所以氢离子浓度过高或过低，均导致反应速率减慢，故B正确；由反应进程可知，反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大，反应速率最慢，对该过程的总反应起决定作用，故D错误。 11．CO与N2O在铁催化剂表面进行如下两步反应，其相对能量与反应历程如图所示。 第一步：Fe*＋N2O===FeO*＋N2 第二步：FeO*＋CO===Fe*＋CO2 回答下列问题： (1)该反应的催化剂是______________。 (2)第一步反应是________(填“放热”或“吸热”，下同)反应，第二步反应是________反应。 (3)该反应的总反应化学方程式为____________________________________________。 答案　(1)Fe*　(2)放热　放热　(3)CO＋N2O===N2＋CO2 解析　(1)由题意可知，第一步Fe*被消耗，第二步又生成，说明Fe*是反应的催化剂。(2)根据反应历程图可知，两步反应的生成物的总能量均低于反应物的总能量，则两步反应均为放热反应。(3)根据盖斯定律：第一步反应＋第二步反应＝总反应，则总反应为CO＋N2O===N2＋CO2。 12．某种含二价铜微粒[CuⅡ(OH)(NH3)]＋的催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图1，反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2。下列说法正确的是(　　) A．总反应焓变ΔH>0 B．由状态②到状态③是铜元素被氧化的过程 C．状态③到状态④的变化过程中有O—H的形成 D．该脱硝过程的总反应方程式为4NH3＋2NO＋2O2===6H2O＋3N2 答案　C 解析　根据图2可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，则总反应焓变ΔH＜0，A错误；由状态②到状态③，发生[CuⅡ(OH)(NH3)3]＋＋NO―→[CuI(H2NNO)(NH3)2]＋＋H2O，Cu元素的化合价降低，被还原，B错误；状态③到状态④的变化过程为[CuI(H2NNO)(NH3)2]＋―→[CuI(NH3)2]＋＋N2＋H2O，有O—H的形成，C正确；根据图1，该脱硝过程的总反应方程式为4NH3＋4NO＋O2===6H2O＋4N2，D错误。 13. 某反应的速率方程为,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示: 0.25 0.050 1.4 0.50 0.050 2.8 1.00 0.050 5.6 0.50 0.100 2.8 下列说法正确的是 A．速率方程中的、 B．该反应的速率常数 C．增大反应物浓度,k增大导致反应的瞬时速率加快 D．在过量的B存在时,反应掉87.5%的A所需的时间是375min 【答案】D 【详解】 A．将第一组数据和第二组数据代入可得，则m=1，将第二组数据和第四组数据代入可得，则n=0，A错误； B．由A选项的分析可知，m=1，n=0，则，代入第一组数据可得，，B错误； C．增大反应物的浓度，增大了速率，并没有改变瞬时速率常数k(只受温度影响)，C错误； D．存在过量的B时，反应掉87.5%的A可以看作经历3个半衰期，即50%+25%+12.5%，因此所需的时间为，D正确； 故选D。 14. 某学习小组为了探究BrO3－+5Br－+6H+=3Br2+3H2O反应速率（v）与反应物浓度的关系，在20℃进行实验，所得的数据如下表： 实验编号 相关数据 ① ② ③ ④ ⑤ c(H+)/ mol · L－1 0.008 0.008 0.004 0.008 0.004 c(BrO3－)/ mol· L－1 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002 c(Br－)/ mol· L－1 0.10 0.20 0.20 0.10 0.40 v / mol· L－1· s－1 2.4×10-8 4.8×10-8 1.2×10-8 4.8×10-8 v1 下列结论不正确的是（ ） A．若温度升高到40℃，则反应速率增大 B．实验②、④，探究的是c(BrO3－)对反应速率的影响 C．若该反应速率方程为v ="k" ca(BrO3－)cb(Br－)cc(H+)（k为常数），则c =2 D．实验⑤中，v1 =4.8×10-8 【答案】B 【解析】 试题分析：A、温度升高，化学反应速率增大，故说法正确；B、②和④对比，BrO3－和Br－浓度都不一样，因此探究的是BrO3－和Br－对反应速率的影响，故说法错误；B、①和②代入数值，求出c=2，故说法正确；D、根据表格②④数据的对比，求出v1=4.8×10－8，故说法正确。 15. 阿伦尼乌斯公式是反应速率常数随温度变化关系的经验公式，可写作Rlnk=−+C(k为反应速率常数，Ea为反应的活化能，R和C为大于0的常数)。甲醇生成丙烯的反应，在m，n两种催化剂作用下，Rlnk~ 关系如图所示，下列说法错误的是 A．对该反应催化效率较高的是催化剂n B．根据图像可判断降低温度时该反应平衡移动的方向 C．其他条件不变时，升高温度，Ea不变，k值增大 D．在催化剂m的作用下，该反应的活化能Ea=96kJ/mol 【答案】B 【详解】A.对比图中直线m和n的斜率绝对值的大小可知，使用催化剂n时对应的Ea较小，则对该反应催化效能较高的催化剂是n,故A正确， B.阿仑尼乌斯公式表示反应速率常数随温度的变化关系，无法根据该图像判断降低温度时平衡移动的方向，故B错误； C.其他条件不变，温度升高，Ea不变，由Rlnk=-Ea/T+c可知,其他条件不变，温度升高，k值增大，故C正确；D将坐标(7.2,56.2)和(7.5,27.4)代入Rlnk=-Ea/T+C中得，①56.2=-7.2×10-3Ea+C.②27.4=75×10-3Ea+C,联立①②解得Ea=9.6×104J/mol,即在催化剂m的作用下，该反应的活化能Ea=96kJ·mol⁻¹,故D正确；故答案为：B。 16. 根据阿伦尼乌斯经验公式(其中k为速率常数，R、C均为常数，Ea为活化能，T为绝对温度)，使用x和y两种不同的催化剂得到相关图像，如图所示。在外界因素相同的条件下使用x和y两种催化剂，活化分子百分数最高的是_______(填“x”或“y”)，原因是_______。 X 直线x斜率的绝对值小，对应的活化能小，x的催化效能高，活化分子百分数大 17．我国力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，因此的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。 Ⅰ.以、为原料合成涉及的主要反应如下： ① ② ③ (2)反应①和②的lnK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。据图判断，反应②对应的直线为 (填“a”或“b”)，并在图中绘制反应③的lnK随变化的图象 。 【详解】反应①为放热反应，降低温度，平衡正向移动，则随着的增大而增大，对应直线为a；反应②为吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，则随着的增大而减小，对应直线为b.设反应①②③的平衡常数依次为、、，根据①-②=③，则，，时，；再取一点即可确定随着变化的直线。如图所示(其中A、B、C、D均表示对应点的纵坐标数值)，取时，则，，则，即可确定随着变化的直线； 18．利用工业尾气与反应制备新型硝化剂，过程中涉及以下反应。 反应i：2O3⇌3O2 △H1平衡常数为 反应ii：4NO2(g)+O2(g)⇌2N2O5(g) △H2 平衡常数为 反应iii：2NO2(g)+O3(g)⇌N2O5(g)+O2(g) △H3 平衡常数为K3 平衡常数K与温度T的函数关系为lnK1=x+、lnK2=y+、lnK3=z+，其中x、y、z为常数，则反应i的活化能Ea(正) Ea(逆)(填“>”“=”或“<”)，的数值范围是 (选择下列序号填空)。 A．<0 B．0～2 C．>2 【答案】 < B 【详解】（1）反应i的平衡常数K1和T关系为InK= x+ ，随着T增大，K1减小，则反应i为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，则活化能Ea(正)<Ea(负)；同理可知，反应ii和反应iii也是放热反应，则△H1<0，△H2 <0，△H3<0，由于反应i=2×反应ii-反应iii，所以△H1= 2△H2-△H3<0，则，故答案为<；； 19. McMorris测定和计算了在136～180℃范围内下列反应的平衡常数。 得到和均为线性关系，如下图所示： ①由图可知，NOCl分解为NO和反应的 0(填“>”或“＜”)。 ②反应的K= (用、表示)：该反应的 0(填“>”或“＜”)，写出推理过程。 【答案】 大于 Kp1•Kp2 大于 【详解】2NO(g)+2ICl(g)⇌2NOCl(g)+I①由图可知，lgKp2随着温度的升高而增大，说明升高温度，平衡正向移动，则NOCl分解为NO和Cl2反应为吸热反应，ΔH大于0，故答案为：大于； 2(g)，Ⅱ2NOCl(g)⇌2NO(g)+Cl2(g)根据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ得2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)，则反应2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的K=KP1•KP2；令T1＞T2，则lgK(T1)-lgK(T2)=lgKP1(T1)•KP2(T1)-lgKP1(T2)•KP2(T2)=lgKP1(T1)+lgKP2(T1)-lgKP1(T2)-lgKP2(T2)=lgKP2(T1)-lgKP2(T2)-[lgKP1(T2)-lgKP1(T1)]，由图中信息可知，lgKp2随着温度的升高而增大，则lgKP2(T1)-lgKP2(T2)＞0，lgKp1随着温度的升高而减小，则lgKP1(T2)-lgKP1(T1)＞0，lgKP1～和lgKP2～均为线性关系，且代表lgKP2～曲线更陡，则lgKP2(T1)-lgKP2(T2)＞lgKP1(T2)-lgKP1(T1)，说明lgK(T1)-lgK(T2)＞0，则升高温度，K值变大，该反应为吸热反应，ΔH大于0。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 新高二暑假衔接讲义 第6讲 活化能 一、基元反应与反应历程 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。每一步反应都称为基元反应。基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。 ， 2. 自由基：带有单电子的原子或原子团叫自由基，如 I·自由基、O·自由基。自由基反应活性很强，寿命极短。 碘化氢的分解 总反应：2HI ==== H2 + I2 ， 实际上是经过下列两步基元反应完成的：2HI → H2 + 2I· 2I·→ I2 3. 反应历程：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 注意： ①反应不同，反应历程也不相同。 ②同一反应，在不同条件下，反应历程也可能不同。 ， ③反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 ④对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。 二、有效碰撞理论 1．有效碰撞的概念：能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。 2．有效碰撞必须满足的条件： ， （1）分子具有足够的_______；（即_____分子） （2）分子在碰撞时具有合适的_______。 3．有效碰撞与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率_______。 三、活化分子与活化能 1. 活化分子：具有足够能量、能够发生_________的分子。 说明：对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 能发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子不一定是有效碰撞 2. 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。 E1：正反应的活化能 ， E2：活化分子变成生成物分子放出的能量（逆反应的活化能） E1﹣E2：反应热（△H） 总反应活化能：取较大值 反应热的大小与活化能大小无关，与催化剂无关，仅与反应物与生成物具有的能量差有关 催化剂的作用：降低反应的活化能。 ，四、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 活化分子百分数=活化分子数/反应物分子总数，其中浓度压强不改变活化分子百分数 活化能 活化分子数 活化分子百分数 单位体积活化分子数 反应速率 增大浓度 - ↑ - ↑ ↑ 增大压强 - - - ↑ ↑ 升高温度 - ↑ ↑ ↑ ↑ 正催化剂 ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 例. 下列说法中正确的是__________ ①活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应 ， ②普通分子间的碰撞可能发生化学反应 ③增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子数，从而使有效碰撞次数增多 ④加入反应物，活化分子百分数不变，化学反应速率可能不变 ⑤催化剂能增大活化分子百分数，从而成千成万倍地增大化学反应速率 ⑥有气体参加的化学反应，若增大压强(缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大 五、 反应历程与过渡态 1．过渡态 A＋B－C―→[A…B…C]―→A－B＋C 备注：(1)以上为一种基元反应，其中正反应活化能Ea正＝b－a，逆反应活化能Ea逆＝b－c，ΔH＝Ea正－Ea逆。(2)过渡态(A…B…C)不稳定。 2．中间体 备注：处于能量最高点的是反应的过渡态，在多步反应中两个过渡态之间的是中间体，中间体很活泼，寿命很短，但是会比过渡态更稳定些。 3.能垒与决速步 能垒：可以简单理解为从左往右进行中，向上爬坡吸收的能量，而包含最高能垒的反应我们称之为决速步骤，也称为慢反应。 原因分析：活化能大时，反应物分子不易成为活化分子，很少发生有效碰撞，反应不易发生。 例如图中，从第一个中间体到过渡态2的能量就是最高能垒，而HCOO*＋H*===CO2＋2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 例1．由反应物微粒一步直接实现的化学反应称为基元反应。某化学反应是通过三步基元反应实现：①Ce4＋＋Mn2＋―→Ce3＋＋Mn3＋；②Ce4＋＋Mn3＋―→Ce3＋＋Mn4＋；③Ti＋＋Mn4＋―→Ti3＋＋Mn2＋。由此可知： (1)该反应的总反应的方程式为________________________________。 (2)该反应的催化剂是________。 例2．甲烷气相热分解反应的化学方程式为2CH4―→CH3—CH3＋H2，该反应的机理如下： ①CH4―→·CH3＋·H；②________________________________； ③CH4＋H·―→·CH3＋H2；④·CH3＋H·―→CH4。补充反应②的方程式。 例3．利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除废气中的NO和NO2，生成两种无毒物质，其反应历程如图所示： (1)X是________。 (2)上述历程的总反应为________________________________。 (3)由反应历程可知，[(NH4)(HNO2)]＋是该反应的________。 六、催化机理与反应历程 1．催化剂特点 (1)催化剂具有高效性和选择性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不一定具有催化作用，可以选用合适的催化剂来调控反应。 催化剂的选择性的理解 ①同一反应，不同催化剂对该反应的催化效果不同。 ②)同一催化剂，对不同反应催化效果也不同。 ③催化剂的催化活性还与温度、酸碱度等因素有关，使用催化剂时需选择适宜条件。 (2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性降低。 2．催化剂与反应历程 (1)催化反应历程可表示为扩散→吸附→断键→成键→脱附。 (2)催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来加快反应速率。活化能越大，反应越难进行。 (3)复杂反应中的速度控制步骤决定反应的速率，各步基元反应活化能(能垒)大的慢反应是决定整个反应速率的关键步骤。故改变温度，活化能大的反应速率改变程度大。 例1．反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表： 积碳反应： CH4(g)==C(s)＋2H2(g) 消碳反应： CO2(g)＋C(s)==2CO(g) ΔH/(kJ·mol－1) ＋75 ＋172 活化能/(kJ·mol－1) 催化剂X 33 91 催化剂Y 43 72 由上表判断，催化剂X________(填“优于”或“劣于”)Y，理由是______________________ _______________________________________________________________________________。 例2．生物催化剂——酶对反应速率的影响如图所示： 根据酶促反应速率曲线说明酶的催化活性：_________________________________________。 七、化学反应的速率常数和速率方程 对于反应： aA + bB + … → 产物。 速率方程为 v = k·cx(A)·cy(B)·… ，式中的 k 称为速率常数。 反应速率常数 ①符号：反应速率方程中的比例系数k。 ②单位：通常为mol·L-1·s-1，当为一级反应时速率常数的单位为s-1，二级反应为mol·L-1·s-1，n级反应为mol-(n-1)·Ln-1 ·s-1 。 ③意义：通常k越大，反应进行得越快，反应的活化能越小 ④影响因素：温度、催化剂、固体表面性质 注意：在书写反应速率方程式时，稀溶液中的溶剂、固体或  纯液体参与的化学反应，其速率方程式不必列出它们的浓度项。(因为其浓度近似不变，为常数，可并入常数k中。) 拓展： ①反应及数：反应速率方程中反应物浓度项的幂指数之和。n =x+y+…… 零级反应：n = 0  (一类特殊的反应，速率与浓度无关) 一级反应：n = 1 二级反应：n = 2   余类推； 对于基元反应，反应级数与它们的化学计量数是一致的。化学反应速率通常与各反应物浓度的幂之积成正比。而对于非基元反应，速率方程式中的级数一般不等于(a+b+...)。 例1：已知800℃时，反应2NO(g) + 2H2(g)2H2O(g) + N2(g)的实验数据如下： 实验编号 初始浓度/( mol·L－1) 瞬时速率v/( mol·L－1·s－1) c(NO) c(H2) 1 6.00×10－3 1.00×10－3 3.19×10－3 2 6.00×10－3 2.00×10－3 6.38×10－3 3 1.00×10－3 6.00×10－3 0.48×10－3 4 2.00×10－3 6.00×10－3 1.92×10－3 请回答： ① 反应速率方程和反应的级数。 ② 反应速率常数k。 ③ 当c(NO)= 5.00×10－3 mol·L－1，c(H2)= 4.00×10－3 mol·L－1时的反应速率v 例2：已知反应2N2O(g)=2N2(g)+ O2(g)，速率方程为υ=k·cn(N2O)。NO在金(Au)表面分解的实验数据如表所示。已知:①k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关，②n=0时，该反应为0级反应，n=1时，该反应为1级反应，以此类推，n可以为整数，也可以为分数;③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期 t/min 0 20 40 60 80 c(N2O)/mol/l 0.100 0.08 0.06 a 0.02 下列说法正确的是( ) A.表格中a = 0.030 B.该反应为2级反应 C.该反应的速率常数k=1.0x10-2mmol.L-1min-l D.保持其他条件不变，若起始浓度为0.200mol.L-1则半衰期为100 min 八、阿伦尼乌斯公式 1819年阿伦尼乌斯总结出了速率常数与热力学温度关系的经验公式： k=Ae― 由于温度T在指数项，所以它的微小变化就会引起速度常数的较大变化。 ln k = ― + lnA A─称频率因子或指前因子; T─热力学温度 R─气体常数 Ea ─称为活化能，受温度影响，但影响不大，通常忽略温度的影响。 注意：Ea的单位与 R 的单位要一致；在阿伦尼乌斯公式中，k 是无量纲的。 Arrhenius方程的对数形式是直线方程，将自然对数形式改写成常用对数形式： lg k = ― + lgA 由于Ea受温度的影响不大，所以 lg k 对 1/T 作图是一条直线，由斜率就可求出活化能： Ea = - 2.303R×斜率 【对点训练1】 题型一 有效碰撞理论 1．下列说法正确的是(　　) ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应　②非活化分子间的碰撞能发生化学反应　 ③活化分子的能量比非活化分子的能量高　④化学反应的实质是原子的重新组合 ⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成 ⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞 A．①③④⑤ B．①②③⑥ C．③④⑤⑥ D．②③④⑤ 2．下列说法不正确的是(　　) A．增大反应物浓度，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多 B．增大压强，单位体积内气体的活化分子数增多，有效碰撞次数增多 C．升高温度，活化分子百分数增加，分子运动速度加快，有效碰撞次数增多 D．催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，有效碰撞次数增多 题型二 基元反应与反应历程 1．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 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．该反应的速率主要取决于①的快慢 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)的浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 2．已知反应2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－752 kJ·mol－1的反应机理如下： ①2NO(g)N2O2(g)(快) ②N2O2(g)＋H2(g)N2O(g)＋H2O(g)(慢) ③N2O(g)＋H2(g)N2(g)＋H2O(g)(快) 下列有关说法错误的是(　　) A．②反应的活化能最大 B．②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效 C．N2O2和N2O是该反应的催化剂 D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大 3．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不正确的是(　　) A．总反应中v(H2O2)∶v(O2)＝2∶1 B．H2O2的分解速率与I－的浓度有关 C．该反应的催化剂是I－，而不是IO－ D．由于催化剂的加入降低了反应的活化能，使该反应活化能低于98 kJ·mol－1 题型三 有关活化能的图像分析 1. 下列说法不正确的是(　　) A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能 B．图乙中HI分子发生了有效碰撞 C．盐酸和氢氧化钠溶液的反应活化能接近于零 D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞次数增加 2．研究表明，甲醇通过催化氧化制取甲醛时，在无催化剂(图中实线)和加入特定催化剂(图中虚线)时均会产生甲醛，其反应中物质的相对能量如图所示。下列说法错误的是(　　) A．加入该催化剂可使每一步基元反应的反应速率均提高 B．该条件下CO2比CO的稳定性强 C．无催化剂时，温度升高，甲醇生成甲醛的正反应速率增大的程度比逆反应速率增大程度小 D．无催化剂时，CO2生成CO比生成甲醛的活化能小 3．一定条件下，密闭容器中发生反应M(g)N(g)，反应过程中的能量变化如图中曲线Ⅰ所示。下列说法错误的是(　　) A．该反应中正反应的活化能为(E3－E2) kJ·mol－1 B．该反应的反应热为(E1－E2) kJ·mol－1 C．曲线Ⅱ表示其他条件不变，升高温度时的能量变化 D．曲线Ⅲ表示其他条件不变，加入催化剂时的能量变化 题型四 催化机理 1．2007年诺贝尔化学奖授予埃特尔以表彰其对于合成氨反应机理的研究，氮气和氢气分子在催化剂表面的部分变化过程如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．图①→②过程吸热，图②→③过程放热 B．温度、压强、催化剂都能改变反应的ΔH C．N2在反应过程中三键均发生断裂 D．反应过程中存在—NH—、—NH2等中间产物 2．氮气与氢气在催化剂表面发生合成氨反应的微粒变化历程如图所示。 下列关于反应历程的先后顺序排列正确的是(　　) A．④③①② B．③④①② C．③④②① D．④③②① 题型五 能量变化与反应历程图 1.HCOOH在Pd催化剂表面脱氢的反应机理、反应历程与能量的关系如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．在历程Ⅰ～Ⅴ中，涉及O—H、C—H、C—O的断裂 B．在历程Ⅰ～Ⅴ中，生成Ⅴ的反应决定了HCOOH脱氢反应的速率 C．若用DCOOH或HCOOD代替HCOOH，得到的产物都有HD和CO2 D．在Pd催化剂表面HCOOH脱氢反应的ΔH<0 2．热催化合成氨面临的两难问题是：釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了Ti－H－Fe双温区催化剂(Ti－H区域和Fe区域的温度差可超过100 ℃)。Ti－H－Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是(　　) A．①为氮氮三键的断裂过程 B．①②③在低温区发生 C．④为N原子由Fe区域向Ti－H区域的传递过程 D．使用Ti－H－Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应 3. 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 4．活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．产物的稳定性：P1>P2 C．该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·mol－1 D．相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)<v(P2) 题型六 速率方程与速率常数 1. 已知的速率方程[为速率常数，只受温度影响]该反应可认为经过以下反应历程： 第一步： 快速平衡 第二步： 快速平衡 第三步： 慢反应 下列说法正确的是 A．第一步反应和第二步反应的活化能较高 B．、分别增大相同的倍数，对总反应速率的影响程度相同 C．该总反应的速率主要取决于第三步反应 D．压缩容器体积，会使体系中活化分子百分数增加 2.某学习小组为了探究反应速率(v)与反应物浓度的关系，在20℃进行实验，所得的数据如表： 实验编号 相关数据 ① ② ③ ④ ⑤ 0.008 0.008 0.004 0.008 0.004 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002 0.10 0.20 0.20 0.10 0.40 下列结论不正确的是 A．若温度升高到40℃，则反应速率增大 B．实验①④，探究的是对反应速率的影响 C．若该反应速率方程为(k为常数)，则p=1 D．实验⑤中， 3. 一定条件下，反应的速率方程为，某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下： 反应速率 0.1 0.1 2 v 0.1 0.4 2 8v 0.2 0.4 2 16v 0.4 0.1 4 2v 0.2 0.1 x 4v 根据表中的测定结果，下列结论错误的是 A．表中x的值为1 B．α、β、γ的值分别为1、2、-1 C．反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大 D．在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低 题型七 阿伦尼乌斯公式的应用 1. 在 m 和 n 两种催化剂作用下，反应CH4 (g)+ H2O(g)⇌CO(g) + 3H2(g)的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图所示，已知阿伦尼乌斯经验公式 Rlnk=−+C(Ea为活化能，k 为速率常数，R 和 C 为常数)，m 和 n两种催化剂中对该反应催化效果较高的是 。用 m作催化剂时，该反应的活化能为 kJ/mol。 2. 1889年，Arrhenius提出了反应速率常数k随温度的变化关系lnk=−+C (R、C均为常数)。已知：，经历反应1和反应2两步： 反应1：   ； 反应2：    两步反应的活化能Ea1<Ea2，某课题组通过实验绘制出两步反应Lnk、随1/T的变化曲线如图所示(K表示平衡常数)，下列说法中错误的是 A．1molNO与0.51molO2充分反应，放出热量小于56kJ B．曲线③表示的是k2随1/T的变化关系 C．温度越高，单位时间内NO的转化率可能越低 D．相同条件下，O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著 新高二暑假衔接讲义 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 【课时跟踪训练】 1. 下列说法正确的是 A．活化能接近于零的反应，当反应物相互接触时，反应瞬间完成 B．温度和压强都是通过增大活化分子百分数来加快化学反应速率 C．人们把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，把活化分子具有的能量叫活化能 D．活化能的大小不仅意味着一般分子成为活化分子的难易，也会对化学反应前后的能量变化产生影响 2．改变下列条件，可以改变反应的活化能的是(　　) A．温度 B．催化剂 C．反应物浓度 D．压强 3．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图： 步骤①：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)===I2(aq)＋2Fe2＋(aq) 步骤②：2Fe2＋(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大 4．过渡态理论认为：化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中，首先生成一种高能量的活化配合物，高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论，NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)的反应历程如下，下列有关说法中正确的是(　　) A．第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞 B．活化配合物的能量越高，第一步的反应速率越快 C．第一步反应需要吸收能量 D．该反应的反应速率主要取决于第二步反应 5. 一定温度下，某反应达到化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是 A．为反应的活化能 B．温度升高，逆反应速率的加快幅度大于正反应速率加快幅度，使平衡逆移 C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量 D．该反应为放热反应， 6. 已知X转化为Z和W分步进行：①，②，其反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．是反应①的活化能 B．的能量一定低于的能量 C． D．反应②更容易发生，气体Y很难大量存在 7．CO2的转化一直是世界范围内的研究热点。利用两种金属催化剂，在水溶液体系中将CO2分别转化为CO和HCOOH的反应过程示意图如下： 下列说法正确的是(　　) A．在转化为CO的路径中，只涉及碳氧键的断裂和氢氧键的形成 B．在转化为HCOOH的路径中，CO2被氧化为HCOOH C．两个转化路径均有非极性键的形成 D．上述反应过程说明催化剂具有选择性 8. 卤代烃与端基炔(R＇C≡CH)催化偶联反应的一种机理如图所示。下列说法错误的是 A．偶联反应中起催化作用的是M和CuI B．R＇C≡CCu为该催化过程的中间产物 C．该偶联反应的原理为R＇C≡CH+RI→R＇C≡CR+HI D．该催化机理改变了反应路径和反应热 9．中科大曾杰教授团队在二氧化碳选择性高效制备乙酸研究获得突破，反应原理为。该反应的历程和相对能量的变化如下图所示(  指微粒吸附在催化剂表面)。 下列说法错误的是 A．整个反应历程包含3个基元反应 B．物质从催化剂表面解吸一般需要吸收能量 C．加压和升温，均可增大单位体积内活化分子百分数，从而提高化学反应速率 D．合成乙酸反应历程中速率最小的步骤是： 10．铁的配合物离子(用[L-Fe-H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．该过程的总反应为HCOOHCO2↑＋H2↑ B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低 C．该催化循环中Fe元素的化合价未发生变化 D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定 11．CO与N2O在铁催化剂表面进行如下两步反应，其相对能量与反应历程如图所示。 第一步：Fe*＋N2O===FeO*＋N2 第二步：FeO*＋CO===Fe*＋CO2 回答下列问题： (1)该反应的催化剂是______________。 (2)第一步反应是________(填“放热”或“吸热”，下同)反应，第二步反应是________反应。 (3)该反应的总反应化学方程式为____________________________________________。 12．某种含二价铜微粒[CuⅡ(OH)(NH3)]＋的催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图1，反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2。下列说法正确的是(　　) A．总反应焓变ΔH>0 B．由状态②到状态③是铜元素被氧化的过程 C．状态③到状态④的变化过程中有O—H的形成 D．该脱硝过程的总反应方程式为4NH3＋2NO＋2O2===6H2O＋3N2 13. 某反应的速率方程为,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示: 0.25 0.050 1.4 0.50 0.050 2.8 1.00 0.050 5.6 0.50 0.100 2.8 下列说法正确的是 A．速率方程中的、 B．该反应的速率常数 C．增大反应物浓度,k增大导致反应的瞬时速率加快 D．在过量的B存在时,反应掉87.5%的A所需的时间是375min 14. 某学习小组为了探究BrO3－+5Br－+6H+=3Br2+3H2O反应速率（v）与反应物浓度的关系，在20℃进行实验，所得的数据如下表： 实验编号 相关数据 ① ② ③ ④ ⑤ c(H+)/ mol · L－1 0.008 0.008 0.004 0.008 0.004 c(BrO3－)/ mol· L－1 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002 c(Br－)/ mol· L－1 0.10 0.20 0.20 0.10 0.40 v / mol· L－1· s－1 2.4×10-8 4.8×10-8 1.2×10-8 4.8×10-8 v1 下列结论不正确的是（ ） A．若温度升高到40℃，则反应速率增大 B．实验②、④，探究的是c(BrO3－)对反应速率的影响 C．若该反应速率方程为v ="k" ca(BrO3－)cb(Br－)cc(H+)（k为常数），则c =2 D．实验⑤中，v1 =4.8×10-8 15. 阿伦尼乌斯公式是反应速率常数随温度变化关系的经验公式，可写作Rlnk=−+C(k为反应速率常数，Ea为反应的活化能，R和C为大于0的常数)。甲醇生成丙烯的反应，在m，n两种催化剂作用下，Rlnk~ 关系如图所示，下列说法错误的是 A．对该反应催化效率较高的是催化剂n B．根据图像可判断降低温度时该反应平衡移动的方向 C．其他条件不变时，升高温度，Ea不变，k值增大 D．在催化剂m的作用下，该反应的活化能Ea=96kJ/mol 16. 根据阿伦尼乌斯经验公式(其中k为速率常数，R、C均为常数，Ea为活化能，T为绝对温度)，使用x和y两种不同的催化剂得到相关图像，如图所示。在外界因素相同的条件下使用x和y两种催化剂，活化分子百分数最高的是_______(填“x”或“y”)，原因是_______。 17．我国力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，因此的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。 Ⅰ.以、为原料合成涉及的主要反应如下： ① ② ③ (2)反应①和②的lnK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。据图判断，反应②对应的直线为 (填“a”或“b”)，并在图中绘制反应③的lnK随变化的图象 。 18．利用工业尾气与反应制备新型硝化剂，过程中涉及以下反应。 反应i：2O3⇌3O2 △H1平衡常数为 反应ii：4NO2(g)+O2(g)⇌2N2O5(g) △H2 平衡常数为 反应iii：2NO2(g)+O3(g)⇌N2O5(g)+O2(g) △H3 平衡常数为K3 平衡常数K与温度T的函数关系为lnK1=x+、lnK2=y+、lnK3=z+，其中x、y、z为常数，则反应i的活化能Ea(正) Ea(逆)(填“>”“=”或“<”)，的数值范围是 (选择下列序号填空)。 A．<0 B．0～2 C．>2 19. McMorris测定和计算了在136～180℃范围内下列反应的平衡常数。 得到和均为线性关系，如下图所示： ①由图可知，NOCl分解为NO和反应的 0(填“>”或“＜”)。 ②反应的K= (用、表示)：该反应的 0(填“>”或“＜”)，写出推理过程。 1 学科网（北京）股份有限公司 $