2.1 化学反应速率 第2课时（讲义）化学人教版选择性必修1

本高中化学讲义聚焦活化能核心知识点，系统梳理基元反应、反应历程等基础概念，通过有效碰撞理论阐释活化分子、活化能对反应速率的影响，构建浓度、压强、温度、催化剂影响速率的微观解释框架。 资料以图表对比不同条件下活化能与活化分子变化，结合能量变化图、反应历程示意图辅助理解，通过分层练习（随学随练到迁移创新）培养科学思维与探究能力，课中助力教师授课，课后帮助学生巩固知识、弥补盲点。

第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 第2课时 活化能 课标要点 1．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．了解活化能、活化分子的含义及其对化学反应速率的影响。 3.能用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素； 学习重难点 重点:活化能。 难点:用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素。 知识点 有效碰撞理论(重点) 1．有效碰撞理论 (1)基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。例如H·＋O2→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应；又如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI→H2＋2I·、2I·→I2。 (2)反应历程(反应机理) ①含义：基元反应构成的反应序列。 ②特点：①反应不同，反应历程不相同。②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 ③决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。 ④作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 (3)基元反应发生的先决条件 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。 (4)有效碰撞 (5)活化能和活化分子 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 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。 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。 (6)反应物、生成物的能量与活化能的关系图 2．基元反应发生经历的过程 3．有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 (1)浓度：反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小。 (2)压强：增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小。 即压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度：微观解释：升高温度→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小。 (4)催化剂：使用催化剂→改变了反应的历程，反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的几率增加→反应速率加快。 教材延伸 外界条件 反应物浓度 气体反应物的压强 温度 使用 催化剂 增大 减小 增大 减小 升高 降低 活化能 不变 不变 不变 不变 不变 不变 降低 单位体积活化分子数 增多 减少 增多 减少 增多 减少 增多 活化分子百分数 不变 不变 不变 不变 增大 减小 增大 有效碰撞次数 增多 减少 增多 减少 增多 减少 增多 反应速率 增大 减小 增大 减小 增大 减小 增大 随学随练 1．(2026·广东肇庆高二阶段检测)对于有气体参加的化学反应来说，下列说法不正确的是( ) A．升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大 B．压缩容器容积，增大压强，活化分子百分数不变，化学反应速率增大 C．使用催化剂，降低反应所需的活化能，活化分子百分数增大，化学反应速率增大 D．增大反应物浓度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大 【答案】D 【解析】A项，升高温度会提高分子平均能量，更多普通分子转化为活化分子，活化分子百分数增大，有效碰撞频率升高，化学反应速率增大，A正确；B项，压缩容器容积增大压强，本质是增大气体反应物浓度，单位体积内活化分子数目增多，但活化分子百分数不变，有效碰撞频率升高，化学反应速率增大，B正确；C项，使用催化剂可降低反应所需活化能，大量普通分子无需达到原活化能即可成为活化分子，活化分子百分数增大，有效碰撞频率升高，化学反应速率增大，C正确；D项，增大反应物浓度时，仅单位体积内总分子数和活化分子数同步增多，活化分子百分数不变(只有温度、催化剂能改变活化分子百分数)，D错误；故选D。 2．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)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的一步，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)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。 3．在有气体参与的反应中，①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，完成下列问题(填序号)： (1)降低反应活化能的是________。 (2)增加活化分子百分比的是________。 (3)未改变活化分子百分比，增加单位体积内分子总数的是________。 (4)增加单位体积内活化分子数的是________。 【答案】(1)④　(2)②④　(3)①③　(4)①②③④ 知识点 催化剂和催化作用 1．能改变化学反应速率而本身的化学性质和质量在反应前后保持不变的物质叫作催化剂。催化剂在反应中所起的作用叫催化作用。 2．在化工生产中，常常加入催化剂以促进化学反应的进行。例如，硫酸工业中，由二氧化硫制三氧化硫的反应常用V2O5作催化剂；氮气与氢气合成氨的反应，使用的是以铁为主体的多成分催化剂；生物体内的化学反应也与催化剂有着密切的联系，生物体内的各种酶具有催化活性，是生物催化剂。 3．催化剂只能改变化学反应速率，不能使原来不能发生的反应得以进行。 4．催化剂一般有选择性，不同的化学反应要选用不同的催化剂。同样的反应物选用不同的催化剂，可以发生不同的反应，从而得到不同的产物。 特别提醒 (1)催化剂只能改变化学反应速率，不能使原来不能发生的反应得以进行。 (2)催化剂一般有选择性，不同的化学反应要选用不同的催化剂。同样的反应物选用不同的催化剂，可以发生不同的反应，从而得到不同的产物。 随学随练 1．(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)某反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( ) A．反应过程b说明有催化剂参与，改变了反应机理 B．由于E1＞E2，说明该反应过程的活化能是E1 C．该反应过程的焓变是 D．升高温度，活化分子数目变多，反应速率上升 【答案】B 【解析】A项，催化剂能够改变反应途径，降低反应的活化能，根据图示可知反应过程b有催化剂参与，A正确；B项，反应过程b使用了催化剂，则活化能为E1，反应过程a未使用催化剂，活化能大于E1，B错误；C项，由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，因此，即焓变是-||，C正确；D项，升高温度，分子能量升高，更多的普通分子会转化成活化分子，活化分子数目变多，有效碰撞概率增大，反应速率上升，D正确；故选B。 2．某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．反应过程a有催化剂参与 B．该反应为放热反应，热效应等于ΔH C．改变催化剂，可改变该反应的焓变 D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1＋E2 【答案】B 【解析】A项，由图可知，反应过程a需要的活化能比b要高，所以a没有催化剂参与，错误；B项，由图可知，该反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应属于放热反应，反应的热效应等于反应物与生成物能量之差，即ΔH，正确；C项，改变催化剂，改变了反应进行的途径，改变了反应的活化能，但不能改变反应的焓变，错误。 3．下列关于催化剂的说法正确的是(　　) A．催化剂能使不反应的物质发生反应 B．催化剂能改变化学反应速率 C．任何化学反应，都需要催化剂 D．电解水时，往水中加少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂 【答案】B 【解析】有些反应是不需要催化剂的，如中和反应等。在电解水时，加少量NaOH可增大水中离子浓度，增强水的导电性，NaOH并没有改变反应历程，故不是催化剂。 拓展 活化分子、 有效碰撞与反应速率的关系 1．关系：活化分子的百分数越大，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 2．解释： (1)影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质，决定了反应的活化能的大小； (2)使用催化剂可降低反应的活化能，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； (3)升高反应体系的温度，吸收能量，可增大活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； (4)增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； (5)增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； (6)增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的有效碰撞次数，从而增大反应速率。 活学活用 1．下列说法正确的是(　　) A．活化分子具有的能量是活化能 B．活化分子的总数越多，反应速率越大 C．某一反应的活化分子的百分数是个定值 D．单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越大 【答案】D 【解析】活化分子具有的能量与普通分子具有的能量之差叫活化能，A错误；单位体积内活化分子总数越多，有效碰撞机率越大，反应速率越大，B错误；只有在一定条件下，活化分子在反应物中所占百分数才是定值，C错误。 2．下列说法正确的是(　　) A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大 B．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 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D．使用催化剂，改变了反应的活化能，改变了活化分子百分数，化学反应速率一定加快 【答案】C 【解析】A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数不变，故A错误；B．增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大单位体积内活化分子数目，但活化分子的百分数不变，故B错误；C．升高温度，活化分子数目增多，可增加反应物分子中活化分子的百分数，使反应速率增大，故C正确；D．使用催化剂，能改变反应物的活化能，能改变活化分子百分数，但反应速率不一定增大，有的催化剂是减慢反应速率的，故D错误；答案C。 3．某温度下，关于可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)  ΔH＜0，下列说法正确的是(　　) A．其他条件不变，升高温度，活化能减小，活化分子百分数增加，速率增大 B．其他条件不变，恒容条件下，通入稀有气体(不参加反应)，正、逆反应速率均增大 C．其他条件不变，减小C(g)的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．其他条件不变，压缩体积增大压强，活化分子百分数不变，有效碰撞几率增加 【答案】D 【解析】A．其他条件不变，升高温度，分子能量增加，活化分子百分数增加，速率增大，A错误；B．其他条件不变，通入稀有气体，参加反应的气体浓度不变，反应速率也不变，B错误；C．其他条件不变，减小C(g)的浓度，逆反应速率减小，平衡向正向移动，反应物浓度减小，正反应速率也逐渐减小，C错误；D．其他条件不变，增大压强，体积减小，分子总数不变，单位体积内的分子数增加，单位体积内活化分子数增加，有效碰撞几率增加，化学反应速率加快，但活化分子百分数不变，D正确；故选D。 拓展 活化能与反应历程 1．反应历程中的速率 (1)决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； (2)决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率。 (3)实例：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2I＋I(快)②H2＋2I2HI(慢)，其中慢反应为整个反应的决速步骤。 2．解决反应历程，找准一“剂”三“物” 一“剂”指催化剂 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上 三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体) 反应物 通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物 生成物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物 中间体 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[　]”标出 活学活用 1．化学反应：2HI(g)H2(g) +I2(g)    △H实际上是经过两步基元反应完成的：第一步：；第二步：……。该反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是( ) A．第一步反应的逆反应的活化能是(E5-E3) B．第二步基元反应是： C．分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应是第一步 D．若使用催化剂，(E2-E1)不会发生变化 【答案】C 【解析】第一步反应的逆反应的活化能是(E5-E3)，A项正确；总反应减去第一步基元反应可以得到第二步基元反应，B项正确；分子有效碰撞几率最大的步骤就是决速步，也就是活化能最小的步骤，由图知，第二步的活化能最小，C项不正确；ΔH= E2-E1，催化剂的使用不改变ΔH，D项正确。 2．乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法正确的是( ) A．第一步反应比第二步的快 B．第一步的逆反应活化能比第二步的小 C．两步反应的ΔH均小于0 D．增大压强可以使该反应的ΔH增大 【答案】B 【解析】A项，由图可知，第一部反应的活化能高于第二步，活化能越高反应速率越慢，所以第一步比第二步慢，A错误；B项，由图可知，第一步逆反应的活化能比第二步的小，B正确；C项，第一步反应为吸热反应，ΔH大于0，C错误；D项，对于确定的反应而言，反应热与压强无关，D错误；故选B。 题型 有效碰撞理论及其应用 ▌例1 下列关于有效碰撞理论的说法正确的是( ) A．催化剂在化学反应过程中参与了反应，使活化分子百分数增大，反应速率加快 B．增大浓度，活化分子百分数增大，反应速率加快 C．升高温度，反应的活化能降低，反应速率加快 D．增大压强，所有反应的有效碰撞概率增大，反应速率加快 【答案】A 【解析】A．催化剂降低了反应需要的能量，一些普通分子成为了活化分子，活化分子百分数增大，反应速率加快，故A正确；B．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子数，反应速率加快，但不会增大单位体积内活化分子的百分数，故B错误；C．升高温度并不能降低活化能，而是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大，有效碰撞几率增大，从而使化学反应速率提高，故C错误；D．压强改变只对有气体参加的反应有影响，若反应中无气体参与，改变压强反应速率不变，故D错误；故选A。 解题贴士 ▌对点练1-1 既能增大反应物分子的能量，又能加快反应速率的措施是( ) A．使用催化剂 B．升高温度 C．增大反应物浓度 D．增大压强 【答案】B 【解析】A．催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，但不能增大反应物分子的能量，故A错误；B．升高温度，可使更多分子转化为活化分子，增大反应物分子的能量，可增加化学分子百分数，加快化学反应的速率，故B正确；C．增大反应物浓度不能增大反应物分子的能量，故C错误；D．增大压强不能增大反应物分子的能量，故D错误；故选B。 ▌对点练1-2 下列说法不一定正确的是( ) A．增大反应物浓度能增大单位体积内活化分子总数，化学反应速率增大 B．增大压强能增大活化分子百分数，化学反应速率增大 C．升高温度能增大活化分子百分数，化学反应速率增大 D．加入合适催化剂能增大活化分子百分数，化学反应速率增大 【答案】B 【解析】A项，增大浓度，单位体积活化分子数目增多，则使有效碰撞次数增大，反应速率加快，故A正确；B项，增大压强是能增大单位体积活化分子总数，使化学反应速率增大，活化分子百分数未发生变化，故B错误；C项，升高温度，活化分子的百分数，反应速率增大，故C正确；D项，催化剂，降低反应所需的活化能，增大单位体积内活化分子的百分数，故D正确；故选B。 题型 基元反应与反应历程 ▌例2 已知：2ICl(g)+H2(g)= I2 (g)+2HCl (g)，该反应分①、②两步进行，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，反应②为放热反应，总反应为放热反应 B．HI是该反应催化剂，起到加快反应速率的作用 C．整个反应过程共有2个基元反应，决定速率的为第①步反应 D．ICl(g)+HI(g)= I2 (g)+HCl (g)  ΔH = -218kJ/mol 【答案】C 【解析】A．反应①中，反应物[2ICl(g)+H2(g)]总能量高于生成物[HCl(g)+HI(g)+ICl(g)]总能量，为放热反应，A错误；B．由图可知，反应①生成HI，在反应②中消耗HI，则HI是中间产物，不是催化剂，B错误；C．由图可知，反应①的正反应活化能比反应②的大，反应①的反应速率较慢，所以总反应的反应速率取决于第①步反应，C正确；D．由图可得，总反应2ICl(g)+H2(g)=I2(g)+2HCl(g)  ∆H =-218kJ·mol-1，D错误；故选C。 解题贴士 1．基元反应 (1)含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应叫基元反应。 (2)特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 2．反应历程(反应机理)：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。反应历程就是多个基元反应构成的反应序列。反应历程中的每一步反应都称为基元反应。 3．反应历程中的速率 (1)决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； (2)决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率。 (3)实例：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，它的反应历程可能是如下两步基元反应：①I2I＋I(快)②H2＋2I2HI(慢)，其中慢反应为整个反应的决速步骤。 ▌对点练2-1 对于反应2NO+2H2N2+2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程： 第一步：2NON2O2   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，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 【答案】D 【解析】A．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；B．NO、H2是反应物，反应的中间产物有N2O2、N2O，B正确；C．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；D．升高温度，正逆反应速率均增大，D错误；故选D。 ▌对点练2-2 在固体M的催化下，NO的氧化反应：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ∆H 分两步进行： 步骤Ⅰ．2NO(g)=N2O2(g)   ∆H1 步骤Ⅱ．N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) ∆H2 反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．总反应的焓变∆H = E5-E1 B．决定NO氧化反应速率的是步骤Ⅱ C．步骤Ⅱ的活化能为E4-E3 D．催化剂的作用是降低反应的活化能，但活化分子百分数不变 【答案】B 【解析】A项，由图中信息可知，反应物的总能量为E2，生成物的总能量为E5，则∆H = E5-E2，A不正确；B项，从图中可以看出，步骤Ⅰ的活化能小于步骤Ⅱ的活化能，则决定NO氧化反应速率的是步骤Ⅱ，B正确；C项，步骤Ⅱ中，反应物的总能量为E4，活化分子的最低能量为E3，则活化能为E3-E4，C错误；D项，加入催化剂，降低活化能，活化分子百分数增大，D错误；故选B。 基础通关 1．下列说法正确的是(　　) A．活化分子发生碰撞即发生化学反应 B．升高温度会加快反应速率，原因是增大了活化分子的碰撞次数 C．某一反应的活化分子的百分数是一个定值 D．活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞 【答案】D 【解析】只有活化分子发生有效碰撞才能发生化学反应；温度升高，分子的能量增大，活化分子的百分数增大，化学反应速率增大；活化分子的碰撞次数增多只是化学反应速率加快的次要因素。 2．下列说法不正确的是(　　) A．具有较高能量的反应物分子称为活化分子 B．升高温度增大了活化分子百分数 C．催化剂能够改变化学反应途径 D．增大压强能提高活化分子的浓度 【答案】A 【解析】能量高不一定是活化分子，只有能量较高且有可能发生有效碰撞的分子才是活化分子；温度升高，可使一部分分子变成活化分子，增大了活化分子百分数；催化剂能降低反应所需活化能，所以改变了化学反应途径；增大压强，体积缩小，所以提高了活化分子浓度但不改变活化分子百分数。 3．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】A项，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。 4．在体积可变的容器中发生反应N2+3H2 2NH3，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是(　　) A．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多 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．活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多 D．分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞 【答案】C 【解析】A项，由于温度不变，因此分子运动速率不变，A错误；B项，由于温度不变，因此反应物分子的能量不变，B错误；D项，增大压强使容器体积缩小时，单位体积内反应物浓度增大，单位体积内活化分子间的碰撞不一定都是有效碰撞，只有取向合适才能发生反应，才是有效碰撞，D错误。 5．下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A．其他条件不变，温度越高，吸热反应速率越快，放热反应速率越慢 B．3mol·L-1· s-1 的反应速率一定比1mol·L-1· s-1的反应速率大 C．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)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大 D．升高温度，可增大单位体积内活化分子数，从而使单位时间有效碰撞次数增多 【答案】D 【解析】A．其他条件不变，升高温度，吸热反应和放热反应的化学反应速率均变快，A错误；B．同一个化学反应中，可以用不同物质表示反应速率，其数值之比等于化学计量数之比，如在合成氨的反应中，用H2表示的化学反应速率为3mol·L-1· s-1，用N2表示的化学反应速率为1mol·L-1· s-1，此时化学反应进行的快慢相同，B错误；C．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，单位体积内活化分子数增大，使反应速率变快，C错误；D．升高温度，导致分子内能增大，单位体积内的活化分子数增加，从而使单位时间有效碰撞次数增多，速率变快，D正确；故选D。 6．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 【答案】B 【解析】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。 7．下列说法正确的是(　　) A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大 B．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 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D．使用催化剂，改变了反应的活化能，改变了活化分子百分数，化学反应速率一定加快 【答案】C 【解析】A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数不变，故A错误；B．增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大单位体积内活化分子数目，但活化分子的百分数不变，故B错误；C．升高温度，活化分子数目增多，可增加反应物分子中活化分子的百分数，使反应速率增大，故C正确；D．使用催化剂，能改变反应物的活化能，能改变活化分子百分数，但反应速率不一定增大，有的催化剂是减慢反应速率的，故D错误；答案C。 8．在改变下列条件能使反应物中单位体积内活化分子数和活化分子百分数同时减小但反应的活化能不变的是(　　) A．减小反应物的浓度 B．降低温度 C．使用负催化剂 D．移去生成物 【答案】B 【解析】A．减小反应物的浓度，只能减小活化分子数，不能减小活化分子百分数，故A不选；B．降低温度既能减小活化分子数，又能减小活化分子百分数，但活化能不变，故B选；C．使用负催化剂要增大反应的活化能，故C不选；D．移去生成物，活化分子数目减少，活化分子百分数不变，故D不选。故选B。 9．一定条件下，向某密闭容器中充入1mol，发生反应： ，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：① ② 下列分析不正确的是(　　) A．、 B． C．活化分子只要发生碰撞就能发生反应 D．升高温度，反应速率增大，因为活化分子百分含量增大 【答案】C 【解析】A．基元反应①是断裂化学键过程，反应吸热，ΔH1＞0，基元反应②是形成化学键过程，反应放热，ΔH2＜0，故A正确；B．向密闭容器中充入1molHI，反应前后碘原子总数不变，故n(HI)+2n(I2)=1mol，故B正确；C．只有活化分子发生有效碰撞，发生有效碰撞时取决于分子的能量和碰撞方向，此时才能发生化学反应，故C错误；D．通常情况下，升高温度活化分子百分含量增大，活化分子碰撞几率越大，导致化学反应速率增大，故D正确。故选C。 10．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)　ΔH＞0，下列叙述正确的是(　　) A．在容器中加入氩气，反应速率不变 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的体积压缩，可增加活化分子的百分数，有效碰撞次数增加 【答案】A 【解析】在容器中加入氩气，压强增大，但参与反应的物质的浓度不变，所以反应速率不变，A项正确；W是固体，所以加入少量W，正、逆反应速率均不变，B项不正确；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项不正确；将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子数，有效碰撞次数增多，反应速率增大，但活化分子的百分数不变，D项不正确。 11．亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温下不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解时，刚加入硫酸，反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为(　　) A．酸使亚氯酸的氧化性增强 B．溶液中的H＋起催化作用 C．溶液中的Cl－起催化作用 D．逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低 【答案】C 【解析】由题目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后突然反应加快，这说明分解生成的产物中某种物质起了催化剂的作用且该物质反应前不存在，故选C。 12．2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH= －198 kJ/mol，在V2O5存在时，该反应的机理为： ⅰ．V2O5+SO2 = 2VO2+SO3(快)   ⅱ．4VO2+O2 = 2V2O5(慢) 下列说法正确的是(　　) A．反应速率主要取决于反应物浓度 B．VO2是该反应的催化剂 C．逆反应的活化能大于198 kJ/mol D．反应ⅰ是决速步骤 【答案】C 【解析】A．由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与催化剂V2O5有更主要的关系， A错误；B．由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，VO2是中间产物，B错误；C．该反应的ΔH=正反应的活化能－逆反应的活化能=－198 kJ/mol，所以逆反应的活化能大于198 kJ/mol，C正确；D．慢反应是决速步骤，即反应ⅱ为决速步骤，故D错误；故选C。 13．某温度下，在体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)+Y(g)⇌Z(g)+W(s)△H>0，下列叙述正确的是(　　) A．恒温，将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞几率提高 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．在容器中加入氩气，反应速率不变 【答案】D 【解析】A．增大压强，活化分子百分数不变，故A错误；B．W为固体，加入少量W，反应速率不变，故B错误；C．升高温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；D．在容器中加入氩气，参加反应气体的浓度不变，则反应速率不变，故D正确；故选D。 14．某温度下，容积一定的密闭容器中进行以下反应： ，下列叙述中正确的是(　　) A．在容器中加入氩气，反应速率不变 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的容积缩小，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增多 【答案】A 【解析】A．在容器中加入氩气，参加反应气体的浓度并没有变化，则反应速率不变，A正确；B．W为固体，加入少量W，反应速率不变，B错误；C．升高温度，正逆反应速率都增大，C错误；D．将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子数，但活化分子的百分数不变，D错误；故选A。 素养提升 15．已知：，不同条件下反应过程能量变化如图所示。下列说法中不正确的是(　　) A．反应的△H＜0 B．过程b使用了催化剂 C．使用催化剂不能提高活化分子百分数 D．过程b发生两步反应，第一步为吸热反应，且反应比第二步慢 【答案】C 【解析】A．从图中可以看出，生成物的总能量低于反应物的总能量，所以反应的△H＜0，A正确；B．图中信息显示，过程b中活化能降低，则使用了催化剂，B正确；C．使用催化剂，可以降低反应的活化能，从而提高单位体积内的活化分子数和活化分子百分数，C不正确；D．过程b发生两步反应，第一步反应生成物的能量高于反应物的能量，为吸热反应，且第一步反应的正反应的活化能大于第二步，所以第一步反应比第二步慢，D正确；故选C。 16．有些科学工作者认为反应物变到生成物，要经过一个中间过渡状态，即反应物分子首先形成活化络合物，反应物→过渡态→生成物，如图所示是[中间过渡态]的能量变化示意图。下列说法错误的是(　　) A．反应速率的快慢与形成活化络合物的浓度有关 B．反应速率的快慢与活化络合物解离的速率有关 C．中间过渡态可能形成了 D．加入催化剂会使反应的Ea和E的数值均变小 【答案】D 【解析】从图中可以看出该反应为放热反应，反应热为-EkJ/mol。A项，形成活化络合物的浓度越大，活化分子微粒个数越多，反应速率越快，即反应速率的快慢与形成活化络合物的浓度有关，A正确；B项，活化络合物解离成产物分子的速率越快，生成产物的速率越快，即反应速率的快慢与活化络合物解离的速率有关，B正确；C项，根据原子守恒，反应物为NO2和CO，形成的过渡态可能为，C正确；D项，加入催化剂会使反应的活化能降低，但不改变反应热，即Ea减小但E的数值不变，D错误；故选D。 17．反应过程Ⅰ、Ⅱ都能将反应物(M)转化为产物(N)。其能量与反应进程的关系如下： 下列有关说法正确的是(　　) A．进程Ⅰ是吸热反应 B．X是催化剂 C．M·X比N·X稳定 D．反应热：Ⅰ>Ⅱ 【答案】B 【解析】A项，进程Ⅰ中产物N能力低与反应物M，所以为放热反应；故A错误；B项，由进程Ⅱ可知，反应前为M+X，反应后为N+X，X为催化剂，故B正确；C项，由图可知，M·X能量更高，更活泼，故C错误；D项，X为催化剂，不该改变反应热，所以反应热：Ⅰ=Ⅱ；故D错误；故选B。 18．在含Fe3+的S2O82-和I-的混合溶液中，反应的分解机理及反应进程中的能量变化如下： 步骤①：2Fe3aq2Iaq=I2aq2Fe2aq 步骤②：2Fe2aq S2O82-aq=2Fe3aq2SO42-aq 下列有关该反应的说法不正确的是( ) A．Fe3+是该反应的催化剂 B．步骤①是总反应的决速步 C．若不加Fe3+，则正反应的活化能比逆反应的大 D．S2O82-与I-的反应为放热反应 【答案】C 【解析】A项，将步骤①和步骤②中两个反应加和，可确定Fe3+是该反应的催化剂，A正确；B项，从图中可以看出，步骤①的活化能比步骤②大，则步骤①比步骤②慢，步骤①是总反应的决速步，B正确；C项，催化剂不影响反应物和生成物的总能量，不管是否加入催化剂Fe3+，该反应都是放热反应，所以正反应的活化能比逆反应的小，C不正确；D项，由图示可知，S2O82-与I-的反应为S2O82- (aq)+2I-(aq)=2SO42-(aq)+I2(aq) ΔH＜0，则该反应为放热反应，D正确；故选C。 19．甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应： 反应Ⅰ：CH3OH(g)CO (g)+ 2H2(g) ΔH1 反应Ⅱ：CO (g)+ H2O(g)CO2 (g)+ H2(g) ΔH2 根据能量变化示意图，下列说法正确的是( ) A．E3-E2＞E4-E1 B．反应Ⅱ决定整个反应的速率 C．催化剂可以降低总反应的焓变 D．CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2 【答案】A 【解析】A项，由于绝对值，该值为负值，去掉绝对值后，E3-E2＞E4-E1，A正确；B项，由图可知，反应I正反应的活化能为E1-E5，反应II的活化能为E2-E3，反应I的活化能较大，则反应I的反应速率慢于反应II，反应I决定整个反应的速率，B错误；C项，催化剂可改变反应的活化能，反应的焓变由始态和终态决定，催化剂不改变焓变，C错误；D项，根据盖斯定律，反应I+II可得目标方程CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2，D错误；故选A。 迁移创新 20．.研究化学反应历程有利于调控化学反应速率。已知反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的反应进程和能量变化图如下： i：2NO(g)⇌N2O2(g) △H1 活化能Eal ii：N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g) △H2 活化能Ea2 活化能Ea1<Ea2，下列叙述错误的是(　　) A．反应i的△H1<0 B．Ea1较小，则反应i平衡转化率小 C．反应ii是决速步骤 D．分离NO2的瞬间对反应ii的正反应速率没有影响 【答案】B 【解析】A． 由图可知，反应ⅰ的反应物总能量大于生成物总能量，则反应ⅰ为放热反应，反应i的△H1<0，故A正确；B． Ea1较小，说明反应ⅰ速率快，但不能说明反应ⅰ平衡转化率小，故B错误；C． 由图可知反应ⅱ的活化能大于反应ⅰ，则反应ⅱ是决速步骤，故C正确；D． 分离NO2的瞬间，此时反应ⅱ的反应物的浓度不变，即反应ⅱ的正反应速率不变，故D正确；故选B。 21．SO2(g)+O2(g)→SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是(　　) A．该反应的逆反应为吸热反应，SO2的能量一定高于SO3的能量 B．该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能 C．ΔH=E2-E1，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热 D．500℃、101kPa下，将1mol SO2(g)和0.5mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ，其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   ΔH=-2akJ·mol-1 【答案】B 【解析】A．该反应的逆反应为吸热反应，SO2和O2的总能量高于SO3的能量，SO2的能量不一定高于SO3的能量，故A错误；B．反应焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和，该反应为放热反应，其 ΔH<0，所以反应物的总键能小于生成物的总键能，故B正确； C．反应焓变为 ΔH=E1-E2，使用催化剂能改变反应的活化能，但不改变反应热，故C错误；D．500 ℃、101 kPa下，将1 molSO2(g)和0.5 molO2(g)置于密闭容器中充分反应放热a kJ，由于该反应为可逆反应，得不到1 molSO3(g)，所以热化学方程式的反应热不等于-2a kJ/mol，故D错误；故选B。 22．平流层中的氟氯烃对臭氧层的破坏作用机理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．催化反应中的催化剂为ClO B．催化反应的决速步骤是反应② C．反应过程中会积聚较高浓度的ClO D．反应达到平衡时，升高温度，O3浓度增大 【答案】D 【解析】A．由催化反应方程式知，Cl反应前后不变，故催化剂为Cl，A错误；B．催化反应中，反应①的活化能大于反应②的活化能，故催化反应的决速步骤是反应①，B错误；C．由催化反应知，反应①为慢反应，反应②为快反应，故反应过程中不会积聚较高浓度的ClO，C错误；D．由总反应知，该反应为放热反应，反应达到平衡时，升高温度，平衡逆向移动，O3浓度增大，D正确；故选D。 23．催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是( ) A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大 【答案】C 【解析】A项，由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；B项，由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，B正确；C项，由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；D项，由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确；故选C。 24．甲烷(CH4)是自然界储量丰富的天然气的主要组分，可用作清洁能源和廉价的化工原料，将甲烷催化转化为具有更高价值的化学物质是一个广受关注的课题．哈尔滨工业大学的科研人员研究了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程(催化剂是)，共分为甲烷活化、二氧化碳进入和H转移(夺氢)三个阶段．该反应历程的示意图如下： (1)在研究初期，科研人员提出先将CH4转化成CO和H2，再转化成CH3COOH。 已知： ① ② ③ 则混合气体CO和H2转化成CH3COOH(g)的热化学方程式为______________． (2)催化剂有以下四种形态：、、、． 图甲、图乙分别表示反应CO2(g)＋CH4(g)=CH3COOH(g) ΔH4在催化剂的Z1、Z2形态时的势能变化： 图甲 Z1中CH4与CO2直接转化的反应过程的势能曲线 图乙   CH4与CO2在Z2中同时发生活化的反应路线的势能曲线 由图甲、图乙可知ΔH4_______0(填“>”“<”或“=”)；不同形态的Z1、Z2对ΔH4_________(填“有”或“无”)影响。 (3)从CH4到过渡态Ⅰ断裂的是_______键(填“碳氢”“碳碳”“氧氢”或“碳氧”，下同)，最后一步“夺氢”过程中有________键形成。 【答案】(1)2CO(g)＋2H2(g)=CH3COOH(g) ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3 (2)  ＞     无 (3) 碳氢     氧氢 【解析】(1)根据盖斯定律，将热化学方程式①+②-③，整理可得热化学方程式；2CO(g)＋2H2(g)=CH3COOH(g) ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3；(2)由图甲、图乙得知ΔH＞0，不同形态的Z1、Z2对ΔH无影响，因为催化剂只改变反应的路径和速率，不能改变反应物、生成物的能量，因此对反应热无影响；(3)从CH4到过渡态Ⅰ断裂的是碳氢键，最后一步“夺氢”过程中夺得的氢原子接在氧原子上形成羟基，形成的是氧氢键。 学科网(北京)股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 第2课时 活化能 课标要点 1．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．了解活化能、活化分子的含义及其对化学反应速率的影响。 3.能用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素； 学习重难点 重点:活化能。 难点:用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素。 知识点 有效碰撞理论(重点) 1．有效碰撞理论 (1)基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为______________。例如H·＋O2→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应；又如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI→H2＋2I·、2I·→I2。 (2)反应历程(反应机理) ①含义：基元反应构成的反应_______。 ②特点：①反应不同，反应_______不相同。②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 ③决定因素：反应历程由反应物的_______和反应_______决定。 ④作用：反应历程的差别造成了化学反应_______的不同。 (3)基元反应发生的先决条件 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生_______，但是并不是每一次分子碰撞都能发生______________。 (4)有效碰撞 (5)活化能和活化分子 ①活化分子：能够发生______________的分子。 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。 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_______，叫做反应的活化能。 (6)反应物、生成物的能量与活化能的关系图 2．基元反应发生经历的过程 3．有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 (1)浓度：反应物浓度增大→单位体积内活化分子数_______→单位时间内有效碰撞的次数_______→反应速率_______；反之，反应速率_______。 (2)压强：增大压强→气体体积缩小→反应物浓度_______→单位体积内活化分子数_______→单位时间内有效碰撞的次数_______→反应速率_______；反之，反应速率_______。 即压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度：微观解释：升高温度→活化分子的百分数_______→单位时间内有效碰撞的次数_______→反应速率_______；反之，反应速率_______。 (4)催化剂：使用催化剂→改变了反应的历程，反应的活化能_______→活化分子的百分数_______→单位时间内有效碰撞的几率增加→反应速率_______。 教材延伸 外界条件 反应物浓度 气体反应物的压强 温度 使用 催化剂 增大 减小 增大 减小 升高 降低 活化能 不变 不变 不变 不变 不变 不变 降低 单位体积活化分子数 增多 减少 增多 减少 增多 减少 增多 活化分子百分数 不变 不变 不变 不变 增大 减小 增大 有效碰撞次数 增多 减少 增多 减少 增多 减少 增多 反应速率 增大 减小 增大 减小 增大 减小 增大 随学随练 1．(2026·广东肇庆高二阶段检测)对于有气体参加的化学反应来说，下列说法不正确的是( ) A．升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大 B．压缩容器容积，增大压强，活化分子百分数不变，化学反应速率增大 C．使用催化剂，降低反应所需的活化能，活化分子百分数增大，化学反应速率增大 D．增大反应物浓度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大 2．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)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 3．在有气体参与的反应中，①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，完成下列问题(填序号)： (1)降低反应活化能的是________。 (2)增加活化分子百分比的是________。 (3)未改变活化分子百分比，增加单位体积内分子总数的是________。 (4)增加单位体积内活化分子数的是________。 知识点 催化剂和催化作用 1．能改变化学反应速率而本身的化学性质和质量在反应前后保持不变的物质叫作催化剂。催化剂在反应中所起的作用叫______________。 2．在化工生产中，常常加入催化剂以促进化学反应的进行。例如，硫酸工业中，由二氧化硫制三氧化硫的反应常用V2O5作______________；氮气与氢气合成氨的反应，使用的是以_______为主体的多成分催化剂；生物体内的化学反应也与催化剂有着密切的联系，生物体内的各种_______具有催化活性，是生物催化剂。 3．催化剂只能改变化学反应速率，不能使原来不能发生的反应得以进行。 4．催化剂一般有选择性，不同的化学反应要选用不同的催化剂。同样的反应物选用_______的催化剂，可以发生不同的反应，从而得到不同的产物。 特别提醒 (1)催化剂只能改变化学反应速率，不能使原来不能发生的反应得以进行。 (2)催化剂一般有选择性，不同的化学反应要选用不同的催化剂。同样的反应物选用不同的催化剂，可以发生不同的反应，从而得到不同的产物。 随学随练 1．(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)某反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( ) A．反应过程b说明有催化剂参与，改变了反应机理 B．由于E1＞E2，说明该反应过程的活化能是E1 C．该反应过程的焓变是 D．升高温度，活化分子数目变多，反应速率上升 2．某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．反应过程a有催化剂参与 B．该反应为放热反应，热效应等于ΔH C．改变催化剂，可改变该反应的焓变 D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1＋E2 3．下列关于催化剂的说法正确的是(　　) A．催化剂能使不反应的物质发生反应 B．催化剂能改变化学反应速率 C．任何化学反应，都需要催化剂 D．电解水时，往水中加少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂 拓展 活化分子、 有效碰撞与反应速率的关系 1．关系：活化分子的百分数越大，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 2．解释： (1)影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质，决定了反应的活化能的大小； (2)使用催化剂可降低反应的活化能，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； (3)升高反应体系的温度，吸收能量，可增大活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； (4)增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； (5)增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； (6)增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的有效碰撞次数，从而增大反应速率。 活学活用 1．下列说法正确的是(　　) A．活化分子具有的能量是活化能 B．活化分子的总数越多，反应速率越大 C．某一反应的活化分子的百分数是个定值 D．单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越大 2．下列说法正确的是(　　) A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大 B．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 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D．使用催化剂，改变了反应的活化能，改变了活化分子百分数，化学反应速率一定加快 3．某温度下，关于可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)  ΔH＜0，下列说法正确的是(　　) A．其他条件不变，升高温度，活化能减小，活化分子百分数增加，速率增大 B．其他条件不变，恒容条件下，通入稀有气体(不参加反应)，正、逆反应速率均增大 C．其他条件不变，减小C(g)的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．其他条件不变，压缩体积增大压强，活化分子百分数不变，有效碰撞几率增加 拓展 活化能与反应历程 1．反应历程中的速率 (1)决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； (2)决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率。 (3)实例：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2I＋I(快)②H2＋2I2HI(慢)，其中慢反应为整个反应的决速步骤。 2．解决反应历程，找准一“剂”三“物” 一“剂”指催化剂 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上 三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体) 反应物 通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物 生成物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物 中间体 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[　]”标出 活学活用 1．化学反应：2HI(g)H2(g) +I2(g)    △H实际上是经过两步基元反应完成的：第一步：；第二步：……。该反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是( ) A．第一步反应的逆反应的活化能是(E5-E3) B．第二步基元反应是： C．分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应是第一步 D．若使用催化剂，(E2-E1)不会发生变化 2．乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法正确的是( ) A．第一步反应比第二步的快 B．第一步的逆反应活化能比第二步的小 C．两步反应的ΔH均小于0 D．增大压强可以使该反应的ΔH增大 题型 有效碰撞理论及其应用 ▌例1 下列关于有效碰撞理论的说法正确的是( ) A．催化剂在化学反应过程中参与了反应，使活化分子百分数增大，反应速率加快 B．增大浓度，活化分子百分数增大，反应速率加快 C．升高温度，反应的活化能降低，反应速率加快 D．增大压强，所有反应的有效碰撞概率增大，反应速率加快 解题贴士 ▌对点练1-1 既能增大反应物分子的能量，又能加快反应速率的措施是( ) A．使用催化剂 B．升高温度 C．增大反应物浓度 D．增大压强 ▌对点练1-2 下列说法不一定正确的是( ) A．增大反应物浓度能增大单位体积内活化分子总数，化学反应速率增大 B．增大压强能增大活化分子百分数，化学反应速率增大 C．升高温度能增大活化分子百分数，化学反应速率增大 D．加入合适催化剂能增大活化分子百分数，化学反应速率增大 题型 基元反应与反应历程 ▌例2 已知：2ICl(g)+H2(g)= I2 (g)+2HCl (g)，该反应分①、②两步进行，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，反应②为放热反应，总反应为放热反应 B．HI是该反应催化剂，起到加快反应速率的作用 C．整个反应过程共有2个基元反应，决定速率的为第①步反应 D．ICl(g)+HI(g)= I2 (g)+HCl (g)  ΔH = -218kJ/mol 解题贴士 1．基元反应 (1)含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应叫基元反应。 (2)特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 2．反应历程(反应机理)：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。反应历程就是多个基元反应构成的反应序列。反应历程中的每一步反应都称为基元反应。 3．反应历程中的速率 (1)决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； (2)决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率。 (3)实例：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，它的反应历程可能是如下两步基元反应：①I2I＋I(快)②H2＋2I2HI(慢)，其中慢反应为整个反应的决速步骤。 ▌对点练2-1 对于反应2NO+2H2N2+2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程： 第一步：2NON2O2   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，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 ▌对点练2-2 在固体M的催化下，NO的氧化反应：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ∆H 分两步进行： 步骤Ⅰ．2NO(g)=N2O2(g)   ∆H1 步骤Ⅱ．N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) ∆H2 反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．总反应的焓变∆H = E5-E1 B．决定NO氧化反应速率的是步骤Ⅱ C．步骤Ⅱ的活化能为E4-E3 D．催化剂的作用是降低反应的活化能，但活化分子百分数不变 基础通关 1．下列说法正确的是(　　) A．活化分子发生碰撞即发生化学反应 B．升高温度会加快反应速率，原因是增大了活化分子的碰撞次数 C．某一反应的活化分子的百分数是一个定值 D．活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞 2．下列说法不正确的是(　　) A．具有较高能量的反应物分子称为活化分子 B．升高温度增大了活化分子百分数 C．催化剂能够改变化学反应途径 D．增大压强能提高活化分子的浓度 3．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 4．在体积可变的容器中发生反应N2+3H2 2NH3，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是(　　) A．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多 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．活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多 D．分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞 5．下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A．其他条件不变，温度越高，吸热反应速率越快，放热反应速率越慢 B．3mol·L-1· s-1 的反应速率一定比1mol·L-1· s-1的反应速率大 C．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)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大 D．升高温度，可增大单位体积内活化分子数，从而使单位时间有效碰撞次数增多 6．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 7．下列说法正确的是(　　) A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大 B．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 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D．使用催化剂，改变了反应的活化能，改变了活化分子百分数，化学反应速率一定加快 8．在改变下列条件能使反应物中单位体积内活化分子数和活化分子百分数同时减小但反应的活化能不变的是(　　) A．减小反应物的浓度 B．降低温度 C．使用负催化剂 D．移去生成物 9．一定条件下，向某密闭容器中充入1mol，发生反应： ，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：① ② 下列分析不正确的是(　　) A．、 B． C．活化分子只要发生碰撞就能发生反应 D．升高温度，反应速率增大，因为活化分子百分含量增大 10．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)　ΔH＞0，下列叙述正确的是(　　) A．在容器中加入氩气，反应速率不变 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的体积压缩，可增加活化分子的百分数，有效碰撞次数增加 11．亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温下不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解时，刚加入硫酸，反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为(　　) A．酸使亚氯酸的氧化性增强 B．溶液中的H＋起催化作用 C．溶液中的Cl－起催化作用 D．逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低 12．2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH= －198 kJ/mol，在V2O5存在时，该反应的机理为： ⅰ．V2O5+SO2 = 2VO2+SO3(快)   ⅱ．4VO2+O2 = 2V2O5(慢) 下列说法正确的是(　　) A．反应速率主要取决于反应物浓度 B．VO2是该反应的催化剂 C．逆反应的活化能大于198 kJ/mol D．反应ⅰ是决速步骤 13．某温度下，在体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)+Y(g)⇌Z(g)+W(s)△H>0，下列叙述正确的是(　　) A．恒温，将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞几率提高 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．在容器中加入氩气，反应速率不变 14．某温度下，容积一定的密闭容器中进行以下反应： ，下列叙述中正确的是(　　) A．在容器中加入氩气，反应速率不变 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的容积缩小，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增多 素养提升 15．已知：，不同条件下反应过程能量变化如图所示。下列说法中不正确的是(　　) A．反应的△H＜0 B．过程b使用了催化剂 C．使用催化剂不能提高活化分子百分数 D．过程b发生两步反应，第一步为吸热反应，且反应比第二步慢 16．有些科学工作者认为反应物变到生成物，要经过一个中间过渡状态，即反应物分子首先形成活化络合物，反应物→过渡态→生成物，如图所示是[中间过渡态]的能量变化示意图。下列说法错误的是(　　) A．反应速率的快慢与形成活化络合物的浓度有关 B．反应速率的快慢与活化络合物解离的速率有关 C．中间过渡态可能形成了 D．加入催化剂会使反应的Ea和E的数值均变小 17．反应过程Ⅰ、Ⅱ都能将反应物(M)转化为产物(N)。其能量与反应进程的关系如下： 下列有关说法正确的是(　　) A．进程Ⅰ是吸热反应 B．X是催化剂 C．M·X比N·X稳定 D．反应热：Ⅰ>Ⅱ 18．在含Fe3+的S2O82-和I-的混合溶液中，反应的分解机理及反应进程中的能量变化如下： 步骤①：2Fe3aq2Iaq=I2aq2Fe2aq 步骤②：2Fe2aq S2O82-aq=2Fe3aq2SO42-aq 下列有关该反应的说法不正确的是( ) A．Fe3+是该反应的催化剂 B．步骤①是总反应的决速步 C．若不加Fe3+，则正反应的活化能比逆反应的大 D．S2O82-与I-的反应为放热反应 19．甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应： 反应Ⅰ：CH3OH(g)CO (g)+ 2H2(g) ΔH1 反应Ⅱ：CO (g)+ H2O(g)CO2 (g)+ H2(g) ΔH2 根据能量变化示意图，下列说法正确的是( ) A．E3-E2＞E4-E1 B．反应Ⅱ决定整个反应的速率 C．催化剂可以降低总反应的焓变 D．CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2 迁移创新 20．.研究化学反应历程有利于调控化学反应速率。已知反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的反应进程和能量变化图如下： i：2NO(g)⇌N2O2(g) △H1 活化能Eal ii：N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g) △H2 活化能Ea2 活化能Ea1<Ea2，下列叙述错误的是(　　) A．反应i的△H1<0 B．Ea1较小，则反应i平衡转化率小 C．反应ii是决速步骤 D．分离NO2的瞬间对反应ii的正反应速率没有影响 21．SO2(g)+O2(g)→SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是(　　) A．该反应的逆反应为吸热反应，SO2的能量一定高于SO3的能量 B．该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能 C．ΔH=E2-E1，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热 D．500℃、101kPa下，将1mol SO2(g)和0.5mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ，其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   ΔH=-2akJ·mol-1 22．平流层中的氟氯烃对臭氧层的破坏作用机理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．催化反应中的催化剂为ClO B．催化反应的决速步骤是反应② C．反应过程中会积聚较高浓度的ClO D．反应达到平衡时，升高温度，O3浓度增大 23．催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是( ) A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大 24．甲烷(CH4)是自然界储量丰富的天然气的主要组分，可用作清洁能源和廉价的化工原料，将甲烷催化转化为具有更高价值的化学物质是一个广受关注的课题．哈尔滨工业大学的科研人员研究了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程(催化剂是)，共分为甲烷活化、二氧化碳进入和H转移(夺氢)三个阶段．该反应历程的示意图如下： (1)在研究初期，科研人员提出先将CH4转化成CO和H2，再转化成CH3COOH。 已知： ① ② ③ 则混合气体CO和H2转化成CH3COOH(g)的热化学方程式为______________． (2)催化剂有以下四种形态：、、、． 图甲、图乙分别表示反应CO2(g)＋CH4(g)=CH3COOH(g) ΔH4在催化剂的Z1、Z2形态时的势能变化： 图甲 Z1中CH4与CO2直接转化的反应过程的势能曲线 图乙   CH4与CO2在Z2中同时发生活化的反应路线的势能曲线 由图甲、图乙可知ΔH4_______0(填“>”“<”或“=”)；不同形态的Z1、Z2对ΔH4_________(填“有”或“无”)影响。 (3)从CH4到过渡态Ⅰ断裂的是_______键(填“碳氢”“碳碳”“氧氢”或“碳氧”，下同)，最后一步“夺氢”过程中有________键形成。 学科网(北京)股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $