第二章 第一节 第3课时 活化能（课件PPT）-【满分思维·同步精炼】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册同步测试配套课件（人教版）

第3课时　 活化能 教材知识——一遍过 高考趋向——全练通 　 1. 下列有关有效碰撞模型说法正确的是（　　） A. 有效碰撞是发生化学反应的充要条件 B. 能发生有效碰撞的分子不一定是活化分子 C. 不存在活化能为零的反应 D. 活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 活化能　有效碰撞理论 1 2 3 4 5 6 7 √ 解析：先发生有效碰撞才能发生化学反应，则有效碰撞是化学反应发生的 充要条件，故A正确；物质发生化学反应，分子间必须发生有效碰撞，普通分 子间不能发生有效碰撞，即发生有效碰撞的分子一定是活化分子，故B错误； 在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞才可 能发生化学反应，这些分子被称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提 供的最低限度的能量叫活化能，存在活化能为零的反应，如Ag＋和Cl－已是活化 离子，故其活化能为零，故C错误；活化分子发生化学反应的碰撞为有效碰 撞，所以活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 2. （2026·浙江高二质检）下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确 的是（　　） A. 增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，从而提高反应速率 B. 升高温度，反应物分子的能量增加，增加了活化分子的百分数，从而提高反 应速率 C. 加入催化剂可以降低活化能，活化分子百分数虽然没变，但可以加快反应速率 D. 只要增大压强，就可提高单位体积内活化分子数，从而提高反应速率 √ 1 2 3 4 5 6 7 解析：增大反应物浓度，单位体积内活化分子个数增大，活化分子百分数 不变，故A错误；升高温度，活化分子百分数增大，则化学反应速率加快，故B 正确；催化剂能降低反应所需活化能，增大活化分子百分数，增大化学反应速 率，故C错误；对于气体反应来说，压缩容积增大压强，可增大单位体积内活 化分子数，活化分子有效碰撞几率增大，反应速率加快，对固体或液体反应来 说，增大压强对单位体积内活化分子数及反应速率无影响，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 3. （2026·浙江舟山高二质检）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： 化学反应历程 1 2 3 4 5 6 7 下列有关说法中正确的是（　　） A. 第一步反应需要放出能量 B. 活化配合物的能量越高，第一步的反应速率越快 C. 第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞 D. 该反应的反应速率主要取决于第一步反应 √ 1 2 3 4 5 6 7 解析：第一步反应为慢反应，活化配合物具有高能量，表明反应的活化能 大，且第一步反应需要吸收能量，A错误；活化配合物的能量越高，反应的活 化能越大，第一步的反应速率越慢，B错误；发生有效碰撞的分子一方面要具 有活化分子所具有的最低能量，另一方面发生碰撞还要有合适的取向，所以第 二步活化配合物之间的碰撞不一定是有效碰撞，C错误；一个化学反应分多步 完成时，反应速率主要取决于慢反应，即该反应的反应速率取决于第一步反 应，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 4. （链接教材P29图2-4）已知反应过程a、b如图所示，下列说法正确的是（　　） A. E1表示反应过程a的活化能 B. ΔH＝E2－E1 C. 加入催化剂的反应过程为a D. 反应过程b的有效碰撞次数小于a 解析：反应过程a中E1表示普通分子变为活化分子吸收的能量，即反应的活 化能，A正确；ΔH＝E（正反应活化能）－E（逆反应活化能），ΔH＝E1－ E2，B错误；催化剂能降低反应的活化能，加快反应的速率，加入催化剂的反 应过程为b，C错误；反应过程b使用了催化剂，有效碰撞次数多于a，D错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 5. （2026·山东高二检测）一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。 下列有关说法不正确的是（　　） A. 该反应为吸热反应 B. 该反应历程共分4步进行 C. 该反应的快慢取决于第4步反应 D. 该反应的所有基元反应都需要吸收热量 √ 1 2 3 4 5 6 7 解析：判断反应吸、放热需比较反应物和最终生成物的总能量。由能量图 可知，C＋4H的能量高于CH4，即生成物总能量高于反应物的总能量，该反应 为吸热反应，A正确；反应历程的步数等于能量图中“峰”（过渡态）的数 量，图中从CH4到C＋4H依次经过4个峰，对应4步基元反应，B正确；反应速率 由活化能最大的基元反应决定，能量图中第4步反应的活化能最大，故反应快慢 取决于第4步反应，C正确；CH2＋2H的能量高于CH＋3H的能量，则该步为放 热反应，并非所有基元反应都吸热，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 6. 一定温度和压强下，以铁粉为催化剂，用氮气和氢气合成氨气，部分反应历 程如图所示（吸附在催化剂表面的物种用*标注）。下列说法正确的是（　　） A. 图示过程中只有一个基元反应 B. 由此历程可知：N*＋3H* NH*＋2H*　ΔH＜0 C. 铁粉改变了合成氨的反应历程和反应热 D. 用不同催化剂合成氨，反应历程均与上图相同 √ 1 2 3 4 5 6 7 解析：该反应分3个步骤完成，有3个基元反应，故A错误；ΔH＝生成物总 能量－反应物总能量，由题图可知，此历程中：N*＋3H* NH*＋2H* ΔH ＜0，故B正确；催化剂的作用是降低反应的活化能，从而提高化学反应速率， 而焓变只与反应体系的始态和终态有关，故以铁粉为催化剂，铁粉改变了合成 氨的反应历程，但不能改变反应热，故C错误；用不同催化剂合成氨，活化能 不同，则反应历程与题图不相同，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 7. 目前工业上利用氮气和氢气催化合成氨是人工固氮的主要手段。合成氨的反 应历程和能量变化如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 该反应为放热反应 B. ·N2＋3·H2 2·N＋6·H过程吸收热量465.8 kJ·mol－1 C. 生成2·NH3的反应为决速步骤 D. 逆反应的最高能垒为590.1 kJ·mol－1 √ 1 2 3 4 5 6 7 解析：据题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，故A正确；据题 图可知，·N2＋3·H2 2·N＋6·H过程放出热量（500.0－34.2） kJ·mol－1＝ 465.8 kJ·mol－1，故B错误；反应过程中，生成2·NH3的反应能垒最高，所以该 反应为决速步骤，故C正确；逆反应的最高能垒为（500.0＋90.1） kJ·mol－1＝ 590.1 kJ·mol－1，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 ｜特别提醒｜ 突破能量变化能垒图 （1）能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速 反应。 （2）用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化 效果越好。 （3）相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率 越大，产物占比越高。 1 2 3 4 5 6 7 创新命题设计　培育创新思维 1. （链接教材P30“科学·技术·社会”）Zewail创立的飞秒（1 fs＝10－15 s）化 学研究了极短时间内的反应历程，巧妙地解决了如何确定反应起点问题。例如 HI与CO2的反应过程片段为·H＋OCO HOCO HO·＋CO。下列有关说 法正确的是（　　） A. HOCO属于催化剂 B. 反应起点为H·和OCO，终点为HO·与I·结合 C. HOCO经1 000 fs离解为HO·和CO，说明HI与CO2的反应速率极快 D. 飞秒化学展现的反应历程为“化学反应的实质是旧键断裂和新键形成”提供 了有力证据 1 2 3 √ 17 解析：HOCO为中间产物，故A错误；根据反应过程片段可以知道HI与CO2 反应的反应起点为HI离解为H·和I·，终点为HO·与I·结合，故B错误；HI与CO2 的反应速率取决于反应最慢的一步，HOCO经1 000 fs离解为HO·和CO，不能说 明HI与CO2的反应速率，故C错误；题干信息中飞秒化学展现的反应历程为 “化学反应的实质是旧键断裂和新键形成”提供了有力证据，故D正确。 1 2 3 2. （2026·浙江高二开学考试）硫酸工业中，在接触室中催化氧化SO2的反应为 2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）。该反应在V2O5的催化作用下分两步进行， 能量变化如图： 突出真实情境　倡导学以致用 1 2 3 A. 第一步反应的活化能为24 kJ·mol－1 B. 2 mol SO2（g）和1 mol O2（g）的总能量大于2 mol SO3（g）的总能量 C. 升高温度，活化分子百分数增大，反应速率加快 D. 第二步反应的热化学方程式：2V2O4（s）＋O2（g） 2V2O5（s） 　ΔH＝ －222 kJ·mol－1 下列说法不正确的是（　　） √ 1 2 3 解析：A　活化能是反应物分子到达活化态（过渡态）所需的最低能量，即过 渡态与反应物的能量差。由题图可知，第一步反应中反应物（2 mol SO2＋2 mol V2O5＋1 mol O2）与中间产物（2 mol SO3＋2 mol V2O4＋1 mol O2）的能量 差为24 kJ，此为第一步反应的ΔH（＋24 kJ·mol－1），而非活化能，活化能为 过渡态能量与反应物能量的差值，过渡态能量高于中间产物，故活化能大于24 kJ·mol－1，A错误；总反应2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）为放热反应（由 图中总能量变化可知），故2 mol SO2（g）和1 mol O2（g）的总能量大于2 mol SO3（g）的总能量，B正确；升高温度，分子能量增加，更多普通分子转化为 活化分子，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增加，反应速率加快，C正 确；第二步反应为V2O4被O2氧化为V2O5（催化剂循环），结合图中第二步能量变化（放热222 kJ）及原子守恒，热化学方程式为2V2O4（s）＋O2（g） 2V2O5（s）　ΔH＝－222 kJ·mol－1，D正确。 1 2 3 3. （2026·天津武清高二月考）Ⅰ.天津地处环渤海湾，海水资源丰富。科研人员 把铁的配合物Fe3＋L （L为配体）溶于弱碱性的海水中，制成吸收液，将气体 H2S转化为单质硫，改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段：①H2S的吸收 氧化；②Fe3＋L的再生。反应原理如下： ①H2S（g）＋2Fe3＋L（aq）＋2OH－（aq） S（s）＋2Fe2＋L（aq）＋ 2H2O（l）　ΔH＝－a kJ·mol－1（a＞0） ②4Fe2＋L（aq）＋O2（g）＋2H2O（l） 4Fe3＋L（aq）＋4OH－（aq）　 ΔH＝－b kJ·mol－1（b＞0） 1 2 3 回答下列问题： （1）该工艺的总反应方程式为⁠⁠ ⁠ 。1 mol H2S（g）发生该反应的热量 变化为 。Fe3＋L在总反应中的作用是 ⁠ ⁠。 2H2S＋O2　 2H2O＋2S↓[或2H2S（g）＋ O2（g）　 2H2O（l）＋2S（s）] 放出 kJ热量 作催化剂，降低 反应活化能 1 2 3 解析：①H2S（g）＋2Fe3＋L（aq）＋2OH－（aq） S（s）＋2Fe2＋L（aq） ＋2H2O（l）　ΔH＝－a kJ·mol－1（a＞0），②4Fe2＋L（aq）＋O2（g）＋ 2H2O（l） 4Fe3＋L（aq）＋4OH－（aq）　ΔH＝－b kJ·mol－1（b＞0）， 依据盖斯定律，将反应①×2＋②，得该工艺的总反应方程式为2H2S＋ O2 2H2O＋2S↓或2H2S（g）＋O2（g） 2H2O（l）＋2S（s），其 ΔH＝（－a kJ· mol－1）×2＋（－b kJ· mol－1）＝－（2a＋b） kJ· mol－1，热 化学方程式为2H2S（g）＋O2（g） 2H2O（l）＋2S（s）　ΔH＝－（2a ＋b） kJ· mol－1，即2 mol H2S（g）发生该反应放出（2a＋b） kJ热量，则1 mol H2S（g）发生该反应放出 kJ热量。反应中，Fe3＋L是催化剂，Fe2＋ L是中间产物，则Fe3＋L在总反应中的作用：作催化剂，降低反应活化能。 1 2 3 Ⅱ.直接氧化法脱硫。反应历程与体系能量变化如图所示（TS表示过渡态）。 （2）上述反应历程共涉及 个基元反应。 解析：由题图可知，题述反应历程中，共涉及5个过渡态，即涉及5个基元 反应。 5 1 2 3 （3）其中化学反应速率最慢的步骤的活化能为 kJ· mol－1。 解析：在基元反应中，①→②活化能为140.6 kJ·mol－1，②→③活化能为18.0 kJ· mol－1－7.4 kJ· mol－1＝10.6 kJ· mol－1，③→④活化能为（－130.4 kJ· mol －1）－（－166.5 kJ· mol－1）＝36.1 kJ· mol－1，④→⑤活化能为（－187.9 kJ· mol－1）－（－370.0 kJ· mol－1）＝182.1 kJ· mol－1，⑤→⑥活化能为（－ 138.5 kJ· mol－1）－（－290.1 kJ· mol－1）＝151.6 kJ· mol－1，活化能最大的 为④→⑤，其化学反应速率最慢。 182.1 1 2 3 （4）以下反应的焓变能表示H2S燃烧热的是 （填字母）。 A. 2H2S（g）＋O2（g） 2S（s）＋2H2O（l）　ΔH1 B. H2S（g）＋ O2（g） S（s）＋H2O（l）　ΔH2 C. 2H2S（g）＋3O2（g） 2SO2（g）＋2H2O（l）　ΔH3 D. H2S（g）＋ O2（g） SO2（g）＋H2O（l）　ΔH4 D 1 2 3 解析：2H2S（g）＋O2（g） 2S（s）＋2H2O（l）　ΔH1中，H2S（g）为2 mol，产物之一为S（s），燃烧不充分，A不符合题意；H2S（g）＋ O2（g） S（s）＋H2O（l）　ΔH2中，产物之一为S（s），燃烧不充分，B不符合 题意；2H2S（g）＋3O2（g） 2SO2（g）＋2H2O（l）　ΔH3中，H2S（g） 为2 mol，不符合燃烧热的定义，C不符合题意；H2S（g）＋ O2（g） SO2 （g）＋H2O（l）　ΔH4中，H2S（g）为1 mol，产物为SO2（g）和H2O（l）， 燃烧充分，产物稳定，D符合题意。 1 2 3 $