2.1 课时3 有效碰撞理论活化能&专题突破3 化学反应速率的图像分析-【经纶学霸】2026-2027学年高二化学选择性必修第一册4星学霸黑白题（人教版）

课时3有效碰 白题基础过关练 知识点1有效碰撞理论与活化能、活化分子 1.（2024·浙江杭州高二期中)下列关于活化能 和简单碰撞理论说法正确的是 () A.活化分子间的碰撞都是有效碰撞 B.催化剂之所以能改变化学反应速率，是因 为它能改变反应历程，改变反应的焓变 C.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，叫作活化能 D.升高温度和增大反应物浓度都能加快反应 速率，是因为增加了活化分子百分数，使单 位时间内有效碰撞次数增加，从而增大化 学反应速率 2.在N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的反应中，能 使反应物中活化分子数和活化分子百分数同 时增大的方法是 () ①加入N2或H2 ②升高温度 ③压缩容器增大压强④加入正催化剂 A.①②B.②③ C.②④ D.③④ 知识点2化学反应中活化能与焓变的关系 3.请认真观察下图，然后回答问题。 能量/kJ·mol)t 活化分子的最低能量 活化分子(1) (Ⅱ) 反应物的总能量(E,) 反应物 生成物 生成物的总能量(E,)…… 0 反应过程 (1)图中反应是 （填“吸热”或“放 热”)反应，该反应的△H= （用含 E1、E2的代数式表示)。 (2)已知：H,(g)+20(g)=H,0(g) △H=-241.8kJ·mol1,该反应的活化能为 167.2kJ·mol-,则其逆反应的活化 第二章 童理论活化能 限时：l5min 能为 (3)对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线 (I)相比，活化能 (填“升高”“降 低”或“不变”)，对反应热是否有影 响？ ,原因是 知识点3化学反应历程与活化能 4.(2024·广西玉林高二联考)Na2S03和KI0, 在酸性溶液中的反应过程和机理较复杂，一 般认为分以下①~④步反应（未配平），下列 说法错误的是 ①I0+S0号→I0,+S0?(反应速率慢) ②I02+S0}→+S0?(反应速率快) ③I+I0+H→L2+H,0(反应速率快) ④L2+S0?+H,0→I+S0?+H(反应速率快) A.反应①与反应③中IO,均得到电子 B.IO2、I厂、L2是该反应的中间产物 C.以上4步反应中反应①的活化能最大 D.反应④的离子方程式为L2+S0}+H,0 =2I厂+S0经+2H 5.丙烯与HC1加成可能发生反应①和②，其能 量与反应进程如图所示。下列说法正确的是 能 第I步第Ⅱ步 ② CH,CH-CH2(g)+HCl(g) CH,CH,CH,CI) -CH,CHCICH ( 0 反应进程 A.CH,CHCICH3比CH,CH,CH,CI稳定 B.反应①的第I步与第Ⅱ步均放出能量 C.反应②的第I步比第Ⅱ步反应速率快 D.反应①比②的活化能大，反应①更易进行 黑白题035 黑题应用提优练 1.（2023·广东佛山高二期末)平流层中的氟氯 烃破坏臭氧层的部分过程如下： ①03+Cl·=02+C10·（慢反应) ②C10·+0·=Cl·+02(快反应) 下列说法错误的是 A.Cl·为该过程的催化剂 B.催化剂能降低反应的活化能，提高活化分 子百分数 C.增加C·的浓度能使臭氧分解的速率 变快 D.反应①的活化能小于反应② 2.反应A+B→C分两步进行：①A+B→X;②X→ C,反应过程中能量变化如图所示，E,表示反 应A+B→X的活化能。下列有关叙述正确 的是 A.X是反应A+B→C的 能量 催化剂 B.反应A+B→C的 △H<0 A+B C.E2表示反应X→C0 反应过程 的活化能 D.A+B→X的过程中只可能有化学键的 断裂 3.(2024·四川达州高二月考)工业合成三氧化 硫的反应为2S02(g）+02(g)=一2S03(g) △H=-198kJ·mol1,反应过程可用如图模拟 (一代表02分子，只代表S02分子，m代表 催化剂)。下列说法正确的是 ●● A.该反应正反应的活化能比逆反应活化能小 198kJ·mol-1 选择性必修第一册·RJ 限时：20min B.1molS0,和1mol02反应，放出的热量等 于99kJ C.催化剂可降低整个反应的活化能，因此使 △H增大 D.过程Ⅱ为放热反应，过程Ⅲ为吸热反应 4.（2024·贵州遵义高二月考)炭黑是雾霾中的 重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生 成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结 果如图所示。下列说法错误的是 () 0.8 0.6 03 0.289 0.0 0.00 -0.2 一无水一有水 029 炭黑和氧气●氧原子·碳原子活化氧 A.每活化一个氧分子放出能量0.29eV B.无水时正反应的活化能为0.75eV C.水可使氧分子活化反应的活化能降 低0.42eV D.氧分子的活化是O一0键的断裂与C一0 键的生成过程 5. 如图，已知反应S20g(aq)+2I(aq)-一 2S0?(aq)+,(aq),若向该溶液中加入含 Fe3+的某溶液，反应机理如下：2Fe3+(aq)+2I (ag)=I2(ag)+2Fe2*(aq),2Fe2+(ag) +S20?(ag)=2Fe3+(aq)+2S0经(aq),下列 有关该反应的说法不正确的是 () A.反应①比反应②↑能量 ① 所需活化能大 ② B.2Fe2*(aq)+S2O3 SO+I2+2Fe2 （aq)=2Fe3+ S,0g+2r+2Fe”2s0+l+2Fe” 0 反应过程 (aq)+2S0(aq)是放热反应 C.加入Fe3+后降低了该反应的活化能 D.Fe2+是该反应的催化剂 进阶突破拔高练PO5 白题036 专题突破3化学反 黑题专题强化练 1.(2024·河北石家庄高二月考)一定温度下， 向容积为4L的密闭容器中通入两种气体发 生反应，反应中各物质的物质的量变化如图 所示，下列对反应的推断合理的是（) A.该反应的化学方程式为3B+4C6A+3D B.反应进行到1s时，v(A)=v(D) C.反应进行到6s时，B的平均反应速率 为0.025mol·L1·s D.反应进行到6s时，各物质反应速率相等 n/mol 1.2 个v(C1O) 1.0 0.8 0.6 B 0.4 D 0.2 0 123456s (第1题) (第2题) 2.氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液发生氧化还原反应 C10,+3HS0,—3S02+C1+3H。已知该反 应的速率随c(H)的增大而加快。如图为用 C10,在单位时间内物质的量浓度变化表示的 该反应v-t图。下列不正确的是 A.反应开始时速率增大可能是c(H)所致 B.纵坐标为v(CI)的v-t曲线与图中曲线完 全重合 C.图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内 C1O的物质的量的减少量 D.后期反应速率下降的主要原因是反应物 浓度减小 3.（2024·宁夏石嘴山高二月考)研究反应 2X(g)=Y(g)+Z(g)的速率影响因素，在 不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为 0,反应物X的浓度(mol·L1)随反应时间 (min)的变化情况如下图所示。下列说法 不正确的是 应速率的图像分析 限时：20min cX)/mol·L-) 1.20K 1.00 ①800℃ ②800℃ 0.80 ③800℃ 0.60 0.40 ④820℃ 0.20-- 0.00 10 20 30 40 50 60 时间/min A.比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快 B.比较实验①④得出：升高温度，化学饭应速率咖快 C.实验③一定是使用了催化剂，催化剂能同 等程度改变正、逆反应速率 D.在0~l0min之间，实验②的平均反应速 率v(Y)=0.01mol·L1·min1 4.某课题组研究煤燃烧过程中氨氧化物与砷反 应的微观机理，得到如下数据和图像。已知： 反应速率为反应物浓度和速率常数k的函 数，E,为活化能。下列说法错误的是( ) 反应 E/(kJ·mol) As+N,O→AsO+N2 78.45 As+N02→As0+N0 2.58 As+NO-AsO+N 155.85 30 20 10 -10 ◆As+NO2→As0+NO -20 →As+N,0→AsO+N -304 +As+N0→AsO+N -40400 800120016002000 TIK A.相同条件下的氧化性：NO2>NO B.相同条件下，As与NO的反应速率最慢 C.升高温度能增大As与N,0反应的活化能 D.其他条件不变，改变温度不能显著改变As 与NO,的反应速率 黑白题0372.D解析：观察图像，M生成N的反应是直线形反应，匀速反应。起 始浓度与消耗时间成正比例，设M消耗4.5mol·L1时需要的时间 为t,则3.0mol·L-1:125min=4.5mol·L-1:t,t=187.5min,A正 15 确；条件条件速率相等-公mL·mm=12x102m·L·nmim B正确；由曲线I、Ⅱ可知，催化剂浓度越大，反应速率越大，C正确； 由I、Ⅲ曲线可知，反应速率与起始浓度无关，D错误。 3.D解析：题图没有给出压强对反应速率的影响，不能确定，A错误： pH=68时，随着反应的进行，曲线斜率逐渐减小，则说明反应速率 逐渐减小，B错误；由题图可知，一定pH范围内，溶液中H浓度越 小，反应速率越小，C错误；当pH=8.8时，c(A)基本不变，说明反应 速率接近于0，D正确。 4.C解析：将3组实验数据代人v=hc*(N0)·c'(H2)中有：k(2.00× 10-3)x×(6.00×10-3y=1.92×10-3,k(1.00×103)x×(6.00×10-3)y= 4.80×10-4,k(2.00×10-3)*×(3.00×10-3)y=9.60×10-4,解得：x=2, y=1,k=8×104,A、B正确；由于x=2,y=1,即N0浓度的指数大于H2 浓度的指数，故NO的浓度对反应速率影响更大，C错误：其他条件不 变时，生成N2的初始速率与k成正比：温度越高，反应速率越大，则k 增大，D正确。 5.(1)①1.0②每隔1min记录一次生成H2的体积③醋酸与镁条 反应的速率随时间变化不明显：盐酸与镁条反应开始阶段反应速率 很快，一段时间后反应速率明显减小（2)温度5.0出现浑浊的 时间[min(或s)] 解析：(1)①要探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响，则必须使 其他影响反应速率的因素保持一致，故醋酸和盐酸的浓度应相同， 故c也应为1.0mol·L1;②据图可知，是要通过测量相同的时间段 内收集到的氢气体积的大小来测量反应速率，故在反应开始后，应 每隔1min记录一次生成H,的体积：③通过图像分析可知，单位时 间内醋酸与镁条反应生成氢气的体积变化很小，即醋酸与镁条的反 应速率变化不大；而盐酸与镁条的反应一开始很快，一段时间后，单 位时间内生成氢气的体积明显变小，即反应速率明显减小。(2)当 探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他影响因素一 致，通过比较实验1、3的反应条件可知，实验1、3可探究温度对反应 速率的影响；实验1、2中Na2S203溶液的加人体积不同，故要探 究Na2S2O,溶液浓度对反应速率的影响，反应溶液的总体积需相 同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同，α的值为5.0：要准确 描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液出现浑浊时间的长短，故 乙要测量的物理量是出现浑浊的时间[min(或s)]。 压轴挑战 6.(1)60304(或5)20(2)溶液pH(3)A13+起催化作用 S0子起催化作用（两空答案不分先后） (4)实验方案（不要求写具体 预期实验结果和结论 操作过程) 反应进行相同时间后，若溶液 用等物质的量的 中C20号的浓度大于实验① K2S04·A2(S04)3·24H20 中c(Cr20号)，则假设一成立； 代替实验①中的铁明矾， 若溶液中Cr,O号的浓度等于 控制其他反应条件与实验 ①相同，进行对比实验 实验①中Cr,0号的浓度，则假 设一不成立 解析：(1)实验①②中pH不同，是探究溶液pH对反应速率的影响： 做对比实验时，除了探究的量不同外，其他条件必须完全相同，所以 ①中废水体积为60mL、②中蒸馏水体积为30mL;实验中总体积必 须相等，所以③中草酸体积为20mL,其pH为4或5，以便通过②、③ 选择性必修第一册·RJ 探究草酸浓度对反应速率的影响。(2)由实验①②表明溶液pH越 小，反应速率越快，所以溶液pH对该反应的速率有影响。(3)根据 铁明矾[A2F(S04)4·24H,0]组成分析，起催化作用的还可能 为A13+、S02。(4)要证明F2+起催化作用，需做对比实验，再做没有 Fe2+存在时的实验，所以要用等物质的量的K2S04·AL2(S04)3·24H20 代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比 实验，反应进行相同时间后，若溶液中c(C20号)大于实验①中 c(Cr20号)，则假设一成立；若两溶液中的c(Cr20号)相同，则假设一 不成立。 课时3有效碰撞理论活化能 白题 基础过关练 题号1 245 答案CCBA 1.C解析：活化分子在能量上具备了发生反应的条件，但若发生化学 反应，还需具有一定的方向，所以活化分子间的碰撞不一定是有效碰 撞，A错误：催化剂之所以能改变化学反应速率，是因为它能改变反 应历程，从而改变反应的活化能，但不能改变反应的焓变，B错误：活 化能是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，活化能越小，反应越容易发生，C正确：升高温度能增加活化分子 百分数，增大反应物浓度，活化分子的百分数不变，但能增大单位体 积内的活化分子数，从而使单位时间内的有效碰撞次数增加，增大化 学反应速率，D错误。 四易错提醒 根据有效碰撞理论，外界条件改变，化学反应速率发生变化的 规律如下： 增大反应 升高 物浓度 温度 增加单 增 增加单 位时间 位时间 内、 1 内、单 增大单位体 位体积 位体积 增大单位 积内活化 内有效 大化学反应 内有效 体积内活化 分子个数 碰撞 碰撞 分子百分数 次数 速率 次数 加压 使用催化剂 2.C解析：增大反应物的浓度和压缩容器增大压强，只能增大单位体 积内的活化分子数，不能增大活化分子百分数，而能使反应物中活 化分子数和活化分子百分数同时增大的有升高温度、加人正催化剂 等措施，②④符合题意，答案选C。 3.(1)放热E2-E1(2)409.0kJ·mol1(3)降低无影响催化 剂只降低反应的活化能，不能改变反应物的总能量和生成物的总能 量之差，即反应热不改变[或因为催化剂只降低反应的活化能，同等 程度地降低E,、E,的值，则E,-E,的差（即反应热）不改变] 4.B解析：由方程式可知，反应①、③中碘酸根离子中碘元素化合价降 低被还原，碘酸根离子是反应的氧化剂，得到电子发生还原反 应，A正确；由方程式可知，总反应为酸性条件下，溶液中亚硫酸根离 子与碘酸根离子反应生成碘、硫酸根离子和水，亚碘酸根离子、碘离 子都是反应的中间产物，单质碘是生成物，B错误：反应的活化能越 大，反应速率越慢，由题给信息可知，反应①为慢反应，反应②、③、④ 为快反应，则反应①的活化能最大，C正确：由方程式可知，反应④为 碘与溶液中的亚硫酸根离子反应生成碘离子、硫酸根离子和氢离子， 反应的离子方程式为I2+S0}+H20一2I+S0子+2H*,D正确。 黑白题12 5.A解析：CH3CHC1CH3比CHCH2CH2Cl能量低，能量低的物质稳 定，则CH,CHCICH,比CH,CH,CH,CIl稳定，故A正确：反应①的第 I步的能量增大、第Ⅱ步的能量减小，则第I步吸收能量，故B错 误；反应②的第I步比第Ⅱ步活化能大，则反应②的第I步比第Ⅱ 步反应速率慢，故C错误：反应①比反应②的活化能大，活化能越大 越难以进行，故D错误。 黑题应用提优练 题号123 45 答案DB A CD 1.D解析：反应①消耗C1·,反应②重新生成C1·,C1·参与反应且 在反应前后质量和化学性质均不变，为该反应的催化剂，A正确；催 化剂能降低反应的活化能，使部分普通分子转化为活化分子，从而 提高活化分子百分数，B正确：反应的决速步骤为反应①，增加C1· 的浓度，反应①速率加快，因此增加C1·的浓度能使臭氧分解的速 率变快，C正确：反应①是慢反应，反应②是快反应，因此反应①的活 化能大于反应②，D错误。 四归纳总结 多步反应或由多个基元反应组成的化学反应，其总反应速率主 要由反应速率最慢的一步反应决定。化学反应速率与其活化能的 大小密切相关，活化能越低，反应速率越快，因此降低活化能可以有 效地加快反应速率。 2.B解析：X是总反应的中间产物，在第一步反应中生成，在第二步 反应中消耗，如果是总反应的催化剂，则应该在第一步反应中消耗， 在第二步反应中生成，A项错误：从图像中明显看出，反应物A、B的 总能量高于生成物C的能量，反应放热，△H<0,B项正确；E2表示反 应XC的逆反应的活化能，C项错误；A+B→X的过程中体系能量 先上升，增加了活化能E1后，下降至中间产物X的能量，能量下降 的过程中有化学键生成，故D错误。 3.A解析：该反应△H=-198kJ·mol-1,为放热反应，说明正反应的活 化能比逆反应活化能小198kJ·mol1,A正确；该反应为可逆反应， 不能完全进行，所以1molS02和1mol02反应，放出的热量小于 99kJ,B错误；催化剂可以降低整个反应的活化能，但不能改变物质 的始末状态，不能改变反应的焓变，C错误；过程Ⅱ为断键过程，断键 需要吸收能量，过程Ⅲ为成键过程，成键需要释放能量，D错误。 4.C解析：根据能量变化图分析，氧气最终变成活化氧，体系能量降 低，则每活化一个氧分子放出0.29eV能量，A正确；根据能量变化图 分析，整个反应的活化能应是活化能较大的，则没有水加人的反应活 化能E=0.75©V,B正确；反应过程中存在多步反应的话化能，根据 能量变化图分析，整个反应的活化能应是活化能较大的，则没有水加 入的反应活化能E=0.75eV,有水加入反应的活化能E=0.57eV,所 以水可以使氧分子活化反应的活化能降低0.75eV-0.57eV= 0.18eV,C错误；根据能量变化图和题意，氧分子活化过程中氧氧键 断裂，生成碳氧键，所以氧分子的活化是0一0键的断裂与C一0键 的生成过程，D正确。 5.D解析：Fe3+是该反应的催化剂，Fe2+是中间产物，故D不正确。 专题突破3化学反应速率的图像分析 黑题专题强化练 题号 答案C 1.C解析：变化的物质的量之比等于化学计量数之比，由图可知，B、C 为反应物，A、D为生成物，6min时B、C、A、D物质的量的变化量之比 为0.6mol:0.8mol:1.2mol:0.4mol=3:4:6:2,故反应的化学 方程式为3B+4C、6A+2D,A错误：化学反应速率之比等于化学 正本参考答案 计量数之比，故反应进行到1s时，(A)=3知(D),B错误；反应进行 到65时，B的平均反应速率为(B)=△4Lx63 △c0.6mol =0.025mol+ L1·s1,C正确：化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应进 行到6s时，各物质反应速率不相等，D错误。 2.C解析：图中阴影部分的面积应为t1~t2时间内C10,的物质的量 浓度的减少量，C错误。 3.C解析：比较实验②④得出：升高温度，达到平衡所需时间短，说明 化学反应速率加快，A正确：比较实验①④，①的浓度大，温度低，但 达到平衡所需时间长，说明升高温度，化学反应速率加快，B正确；由 于该反应是等体积反应，实验③可能是使用了催化剂，也可能是加 压，加压或催化剂能同等程度改变正、逆反应速率，C错误；在0~ 10min之间，X的浓度改变量为0.2mol·L1,则Y的浓度改变量为 0.1molL,则实验②的平均反应速率v(Y)=0.1mol:L。 10 min 0.01mol·L1·min1,D正确。 4.C解析：由As+NO2→As0+NO可知，N元素的化合价降低，二氧 化氮为氧化剂，则相同条件下的氧化性：NO2>N0,A正确；由表中信 息可知，NO与As反应的活化能最大，则相同条件下As与NO的反 应速率最慢，B正确：升高温度可增大活化分子百分数，增大反应速 率，但不改变反应的活化能，C错误：反应速率为反应物浓度和速率 常数k的函数，由图可知，As与N02反应中，随温度的升高k变化不 大，则其他条件不变，改变温度不能显著改变As与NO2的反应速率， D正确。 第一节 强化提优练 黑题 阶段复习练 题号123456 答案ADABAB 1.A 2.D解析：水为纯液体，增加水的用量，反应速率不变，A错误；反应没 有气体参加，则增大压强，反应速率不变，B错误；A1与浓硫酸发生钝 化，不生成氢气，反应速率明显减小，C错误；将块状大理石改为粉末 状，增大了接触面积，反应速率加快，D正确。 3.A解析：EF段C02体积增加448mL,对应物质的量为0.02mol,则 消耗盐酸的物质的量为0.04mol,用盐酸表示该反应的平均反应速 △c△n0.04mol 率=公o.1X1mn=0.4mol,L1·min,A正确：由图可 知，相同反应时间内，EF段产生C02最多，反应速率最快，B错误；根 据图像可知，G点收集到的CO2的量最多，C错误；OE、EF、FG三段 中，时间相同，气体体积比等于反应速率之比，则用C02表示的平均 反应速率之比为2：4：1，D错误。 4.B解析：交点处，随时间变化A的浓度变化，反应未达到平衡状 态，A的消耗速率不等于A的生成速率，故A错误；根据图像可知， 0~2s内，A的浓度变化量为0.8mol·L-1-0.5mol·L-1= 3molL,反应速率=4c=0.3mol -=0.15mol·L-1·s1, 故B正确；根据图像可知，12s时反应达到平衡，A的浓度变化量为 0.8mol·L1-0.2mol·L-1=0.6mol·L-1,A表示的平均反应速率 为0.6mol.L1 12s =0.05mol·L1·s1,B的浓度变化量为 0.5mol·L1-0.3mol·L1=0.2mol·L1,B表示的平均反应速率为 0.2mol.L-11 12s mL1·s,C表示的平均反应速率为，8m 2 Lx12s 0mL1·s,速率之比等于化学计量数之比，3：b:c=0.05: 黑白题13