2.1.3 活化能 课后达标素养提升-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参（人教版）

**基本信息** 聚焦反应速率与机理，通过基础概念辨析、机理分析及综合应用三层设计，实现从单一知识点到复杂情境问题解决的能力进阶，培养化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|活化分子、催化剂作用等概念|以选择题（如第1题）直接考查核心概念，强化化学观念| |进阶层|反应机理、活化能计算|结合分步反应（如第2、5题）分析决速步骤，培养科学思维| |综合层|图表分析与实际应用|通过能量变化图（如第3、8题）及脱硝机理（第12题），提升科学探究与实践能力|

1．在有气体参加的反应中，能使反应物中单位体积内活化分子数和活化分子百分数都增大的措施有(　　) ①增大反应物浓度 ②增大压强 ③升高温度 ④加入催化剂 A.①② B．②④ C．①③ D．③④ 解析：选D。①增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，活化分子百分数不变；②增大压强，单位体积内活化分子数增多，活化分子百分数不变；③升高温度，单位体积内活化分子数增多，活化分子百分数增加；④加入催化剂，降低反应的活化能，单位体积内活化分子数增多，活化分子百分数增加。 2．2SO2(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 解析：选C。由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与慢反应步骤和催化剂V2O5有更主要的关系， A、B错误；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；慢反应是决速步骤，即反应ⅱ为决速步骤，D错误。 3．碳单质在生产、生活中用途广泛。炭黑可以活化氧分子得到活化氧(O*)，活化氧可以快速氧化SO2，从而消除雾霾，活化过程中的相对能量变化如下图所示。下列说法错误的是(　　) A.活性炭可去除水中的悬浮杂质 B.生成活化氧的ΔH>0 C.活化过程中有水时的活化能降低 D.氧化SO2的过程中，炭黑起催化作用 解析：选B。活性炭具有吸附性，可去除水中的悬浮杂质，A正确；根据题图可知，生成活化氧时，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，ΔH<0，B错误；根据题图可知，无水时反应的最大活化能为0.75 eV，有水时反应的最大活化能为0.57 eV，所以有水时反应的活化能降低，C正确；活化氧可以快速氧化SO2，而炭黑可以活化氧分子得到活化氧，所以炭黑是SO2转化为SO3的催化剂，D正确。 4．(2026·长沙高二月考)在催化剂Cat1、Cat2作用下，M(g)―→N(g)的反应历程如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A.每种历程都包含两个基元反应 B.每种历程中的基元反应都是放热反应 C.在两种催化剂作用下总反应的焓变不相等 D.在催化剂Cat1作用下，反应③是控速反应 解析：选C。由题图可知，在催化剂Cat1作用下，反应历程为M(g)―→T(g)，T(g)―→N(g)；在催化剂Cat2作用下，反应历程为M(g)―→W(g)，W(g)―→N(g)，都包含两个基元反应，A正确。由题图可知，每种历程中的基元反应的反应物的总能量均高于生成物的总能量，都是放热反应，B正确。催化剂只能改变反应历程，不能改变焓变，C错误。由题图可知，在催化剂Cat1作用下，反应③的活化能比反应①的高，反应速率小，故反应③是控速反应，D正确。 5．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，增大反应速率 解析：选C。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；ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能，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，单位体积内的活化分子数目增多，反应速率增大，故D错误。 6．甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程(“·”表示电子)： ①Cl22Cl·(慢反应) ②CH4＋Cl·―→·CH3＋HCl(快反应) ③·CH3＋Cl2―→CH3Cl＋Cl·(快反应) ④·CH3＋Cl·―→CH3Cl(快反应) 下列说法不正确的是(　　) A.上述过程的总反应的化学方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl B.光照的主要作用是促进历程①的进行从而使总反应速率增大 C.历程②～④都是由微粒通过有效碰撞而发生的反应 D.历程①是放出能量的过程 解析：选D。由反应历程可知，总反应为甲烷与氯气在光照条件下反应生成一氯甲烷和氯化氢，总反应的化学方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，故A正确；光照的主要作用是破坏Cl2中的共价键，形成Cl·，促进历程①的进行从而使总反应速率增大，故B正确；由反应历程可知，历程②～④都是由微粒通过有效碰撞而发生的反应，故C正确；历程①是破坏Cl2中的共价键形成Cl·的过程，吸收能量，故D错误。 7．已知某分步反应过程中的能量变化如下图所示，下列说法错误的是(　　) A.升高温度，E1、E3均减小，反应速率增大 B.总反应为吸热反应 C.使用合适的催化剂可以降低反应的活化能，但不影响反应的热效应 D.第一步反应的反应速率小于第二步反应的反应速率 解析：选A。升高温度，不能降低反应的活化能，即E1、E3均不变，但可以增大反应速率，A项错误。 8．(2026·合肥高二联考)工业上常用H2还原NO，能量变化如下图所示。已知：总反应的速率方程为v正＝k正cm(NO)·cn(H2)(k正为正反应的速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度、压强无关；m、n为反应级数)。回答下列问题： (1)总反应的热化学方程式为____________________________________ ______________________________________________________。 (2)活化能：基元反应①________(填“＞”“＜”或“＝”，下同)②；基元反应②的ΔH________0。 (3)其他条件不变时，升高温度，速率常数k正________(填“增大”“减小”或“不变”)，判断依据是______________________。 (4)为了测定反应级数，实验记录见下表： 实验序号 c(NO)/(mol·L-1) c(H2)/(mol·L-1) 正反应速率 ⅰ 0.1 0.1 v ⅱ 0.1 0.2 2v ⅲ 0.2 0.1 4v 根据实验数据可知，m＋n＝________。 解析：(1)反应热等于生成物的总能量与反应物的总能量之差，由题图可知，总反应的热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(－483.6－180.5) kJ·mol-1＝－664.1 kJ·mol-1。 (2)由题图可知，活化能：基元反应①＞②；基元反应②的反应物的总能量高于生成物的总能量，ΔH＜0。 (4)由ⅰ、ⅱ组数据可知，＝，解得n＝1；由ⅰ、ⅲ组数据可知，＝，解得m＝2；故m＋n＝3。 答案：(1)2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－664.1 kJ·mol-1　(2)＞　＜　(3)增大　升高温度，正反应速率增大，速率常数k正增大　(4)3 9．(2026·北京海淀区高二月考)下图为2CO(g)＋2NO(g)⥫⥬2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－747.2 kJ·mol-1的反应历程。 下列关于该反应的说法正确的是(　　) A．该反应的反应速率由反应2决定 B．N2O2、N2O均为该反应的中间产物 C．该反应所涉及的三个反应均为放热反应 D．若降低温度，则正反应速率减小，逆反应速率增大 解析：选B。根据题图可知，反应1的活化能最大，该反应的反应速率由反应1决定，A项错误；根据题图可知，N2O2、N2O在反应过程中先生成后消耗，故N2O2、N2O均为该反应的中间产物，B项正确；反应1为吸热反应，反应2、3均为放热反应，C项错误；若降低温度，则正、逆反应速率均减小，D项错误。 10．(2026·广州高二统考)已知H2O2在MnO2催化下发生分解反应的能量变化如下图所示，第一步反应的离子方程式为MnO2＋2H＋＋H2O2===Mn2+＋O2↑＋2H2O。下列说法错误的是(　　) A．E1是2 mol H2O2(l)在MnO2(s)存在下发生分解反应放出的总能量 B．第二步反应的离子方程式为Mn2+＋H2O2===2H＋＋MnO2 C．断裂2 mol H2O2(l)中的化学键吸收的能量大于断裂2 mol H2O(l)与1 mol O2(g)中的化学键吸收的总能量 D．E2是第二步反应逆反应的活化能 解析：选C。E1是生成物总能量与反应物总能量之差，故E1是2 mol H2O2(l)在MnO2(s)存在下发生分解反应放出的总能量，A项正确；总反应为H2O2在MnO2催化下分解，结合总反应和题中给出的第一步反应的离子方程式可写出第二步反应的离子方程式为Mn2+＋H2O2===2H＋＋MnO2，B项正确；由题图可知，总反应是放热反应，反应物总键能小于生成物总键能，C项错误；E2是第二步反应的活化分子总能量与生成物总能量之差，是第二步反应逆反应的活化能，D项正确。 11．乙烯在催化剂的作用下可发生氧化反应，反应机理如下： ①C2H4＋PdCl2＋H2O===Pd＋2HCl＋CH3CHO ②Pd＋2CuCl2===PdCl2＋2CuCl ③4CuCl＋4HCl＋O2===4CuCl2＋2H2O 下列说法错误的是(　　) A．催化剂增大反应速率的原理是改变了反应路径，降低了活化能 B．该催化氧化反应的总反应是2C2H4＋O22CH3CHO　 C．该催化氧化过程可在无水条件下进行 D．CuCl2和PdCl2的混合溶液可作为该反应的催化剂 解析：选C。催化剂改变了反应路径，降低了反应所需的活化能，所以能增大反应速率，故A正确；根据反应机理可得总反应为2C2H4＋O22CH3CHO，故B正确；根据反应机理可知，该反应需要有水参与，在无水条件下该反应不会发生，故C错误；CuCl2在反应②中是反应物、在反应③中是生成物，PdCl2在反应①中是反应物、在反应②中是生成物，所以CuCl2和PdCl2的混合溶液可作为该反应的催化剂，故D正确。 12．科学家正着力研究用NH3­SCR反应(NH3选择性催化还原氮氧化物)对含NO的烟气进行脱硝，最终产物为无污染的N2和H2O。某种活性炭催化NH3­SCR脱硝的机理如下： 脱硝历程 最高活化能Ea/(kJ·mol-1) 阶段①：2NO＋O2===2NO2 118.9 阶段②：2NO2＋NH3===HNO3＋NH2NO 19.1 阶段③：HNO3＋NO===NO2＋HONO 105.3 阶段④：NH2NO===N2＋H2O 83.7 阶段⑤：2HONO===NO2＋NO＋H2O 69.2 注：脱硝的每阶段都包括若干基元反应，表中显示的是该阶段的总反应以及各基元反应活化能中数值最大的一个。 (1)根据上述反应历程可知NH3­SCR反应的化学方程式为________(填字母)。 A．4NH3＋6NO5N2＋6H2O B．4NH3＋3O22N2＋6H2O C．4NH3＋2NO＋2O23N2＋6H2O D．4NH3＋4NO＋O24N2＋6H2O (2)当反应温度低于150 ℃时，随着反应进行，NO的转化率逐步下降，主要是因为催化剂表面出现白色固体沉积，覆盖活性点位，该固体可能是________。 (3)研究发现，将烟气中部分NO预先氧化为NO2后再进行NH3­SCR反应，可明显提升单位时间内的脱硝率，结合上表数据解释可能的原因： ______________________________________________________ ______________________________________________________。 解析：(1)除NH3、O2、NO外，所有中间产物都消去，②＋④消去NH2NO得⑥2NO2＋NH3===HNO3＋N2＋H2O；③×2＋⑤消去2HONO得⑦2HNO3＋NO===3NO2＋H2O；⑥×2＋⑦消去HNO3得⑧NO2＋NO＋2NH3===2N2＋3H2O；⑧×2＋①消去NO2得总反应4NH3＋4NO＋O24N2＋6H2O，故选D。 (2)阶段③活化能大于阶段②，阶段③反应慢，阶段②中生成的硝酸不能及时消耗，硝酸和氨反应生成硝酸铵，温度低于150 ℃时硝酸铵是白色固体，覆盖活性点位，使NO的转化率下降。 答案：(1)D　(2)NH4NO3　(3)阶段①活化能最高，是总过程的决速步，先将部分NO氧化为NO2后，脱硝过程可从阶段②开始，此时阶段③是新过程的决速步，由于阶段③的活化能低于阶段①，因此反应速率更大，单位时间内脱硝率更高 学科网（北京）股份有限公司 $