（课时作业）第二章 01 第一节 化学反应速率 03 第3课时 活化能-【学而思·高中同步培优练】2026-2027学年高二化学选择性必修1 化学反应原理 课时作业(人教版·新教材)

第3课时　活化能 题组一　活化能 1.[2025·河南部分学校高二阶段考] 已知:ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能。基元反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)　ΔH=+15 kJ·mol-1,若该反应的正反应活化能表示为a kJ·mol-1,关于a的值,下列判断正确的是 (　) A.a大于15 B.a等于15 C.a小于15 D.无法确定 2.[2025·陕西安康高二期中] 一定条件下,CH4分解形成碳的反应历程如图所示。下列说法错误的是 (　) A.该反应为吸热反应 B.该反应包括4个基元反应 C.第四步反应为该反应的决速步 D.第一步反应既存在非极性键的断裂,又存在极性键的断裂 3.下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是 (　) A.高炉炼铁发生反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2,升高温度,使反应物活化分子百分数增大 B.合成氨反应中加入适宜的催化剂,使反应物分子中活化分子百分数增大 C.对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g),增大压强使容器容积减小,单位体积内活化分子数增多 D.向反应体系中加入相同浓度的反应物,使活化分子百分数增大 4.[2025·湖北十堰八校高二联考] 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+H2N2O+H2O　慢反应 第三步:N2O+H2N2+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ΔH<0,则升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大 题组二　催化剂与反应历程 5.甲酸分解制H2反应的历程如图所示(其中“*”表示吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是 (　) A.该反应的热化学方程式可表示为HCOOH(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH=-0.16 kJ·mol-1 B.该反应历程共经历2步基元反应 C.该反应历程中最大能垒为0.99 eV D.使用催化剂可提高反应物的平衡转化率 6.已知W→Z的能量变化与反应进程的关系如图所示: 下列关于三个反应进程的说法错误的是 (　) A.生成Z的速率:Ⅲ>Ⅱ B.过程Ⅰ为放热反应 C.ΔH(Ⅰ)=ΔH(Ⅱ)=ΔH(Ⅲ) D.X、Y分别参与了进程Ⅱ、Ⅲ的反应 7.[2025·四川成都高二期末] 我国学者采用量子力学法研究了钯基作催化剂时,用CO(g)和H2(g)制备CH3OH(g)的机理,其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示,图中的TS1~TS5为过渡态,吸附在钯催化剂表面上的物质用*标注。下列说法正确的是 (　) A.钯基催化剂可改变该反应中单位体积内活化分子百分数和单位时间产率 B.过程CH3O*+H*CH3OH*是该段反应历程中的决速步骤 C.五种过渡态中,过渡态TS4对应的物质最稳定 D.该段反应过程中,生成1 mol CH3OH(g)共吸收热量65.7 kJ 8.回答下列问题。 (1)①我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用“*”标注。甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式。 方式A:CH3OH*CH3O*+H*　Ea=+103.1 kJ·mol-1 方式B:CH3OH*C+OH*　Eb=+249.3 kJ·mol-1 由活化能E值推测,甲醇裂解过程主要历经的方式应为　　　　(填“A”或“B”)。  ②计算机模拟的各步反应的能量变化如图所示。 该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为 　。  (2)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下: 钛精矿粗TiCl4纯TiCl4 氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。 已知:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)　ΔH1=+175.4 kJ·mol-1 2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH2=-220.9 kJ·mol-1 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式为　 。  (3)工业上处理尾气中NO的方法为将NO与 H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中,其物质转化如图所示。写出图示转化的总反应的化学方程式:  　　　　　　　　　　。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第3课时　活化能 1.A　[解析] 根据ΔH=正反应活化能-逆反应活化能,且ΔH=+15 kJ·mol-1,可得a kJ·mol-1-Ea(逆)=+15 kJ·mol-1,由于逆反应活化能必为正值(活化能不可能为负或零),因此a一定大于15,A正确。 2.D　[解析] 由图可知,反应物的总能量比最终生成物的总能量低,故该反应为吸热反应,A正确;由图可知,该反应共包括CH4CH3+H、CH3CH2+H、CH2CH+H、CHC+H这四个基元反应,B正确;活化能最大的基元反应为反应的决速步,由图可知,第四步反应CHC+H的活化能最大,为决速步,C正确;第一步基元反应CH4CH3+H,只涉及C—H极性键的断裂,不涉及非极性键的断裂,D错误。 3.D　[解析] 升高温度,分子获得能量,非活化分子变为活化分子,使活化分子数增大,分子总数不变,则活化分子百分数增大,故A正确;加入适宜的催化剂,降低反应所需活化能,使非活化分子变为活化分子,分子总数不变,活化分子数增大,活化分子百分数增大,故B正确;有气体参加的反应,增大压强使容器容积减小,单位体积内分子总数增大,单位体积内活化分子数增大,但活化分子百分数不变,故C正确;向反应体系中加入相同浓度的反应物,单位体积内分子总数增大,单位体积内活化分子数增大,但活化分子百分数不变,故D错误。 4.D　[解析] 总反应速率由慢反应决定,则该反应的速率由第二步反应决定,A正确;NO、H2是反应物,反应的中间产物有N2O2、N2O,B正确;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;升高温度,正逆反应速率均增大,D错误。 5.C　[解析] 图中纵坐标相对能量的单位是eV,则该反应的反应热ΔH=-0.16NA eV·mol-1(阿伏加德罗常数的值用NA表示),A项不符合题意;由图可知,反应历程有三个过渡态,共经历3步基元反应,B项不符合题意;由图可知,该反应过程中最大能垒为第一步基元反应的能垒,为0.99 eV,C项符合题意;催化剂可加快反应速率,但不能改变平衡,即不能提高反应物的平衡转化率,D项不符合题意。 6.A　[解析] 活化能越小,反应越快,则生成Z的速率:Ⅱ>Ⅲ,A项错误;过程Ⅰ为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,B项正确;由反应进程图可知,X与Y均为W→Z反应的催化剂,同一反应的ΔH与反应历程无关,所以ΔH(Ⅰ)=ΔH(Ⅱ)=ΔH(Ⅲ),C项正确;X和Y分别在反应进程Ⅱ、Ⅲ中参与反应,起催化作用,D项正确。 7.A　[解析] 催化剂降低了反应的活化能,让更多的普通分子转化为活化分子,活化分子百分数增大,化学反应速率加快,单位时间产率增加,A正确;能垒(活化能)越大反应速率越慢,最慢的反应历程是决速步骤,由题干历程图可知,该历程中决速步骤的反应为CO*+4H*CHO*+3H*或CO*+H*CHO*,B错误;五种过渡态中,过渡态TS4对应的物质具有的能量最高,是最不稳定的,C错误;根据图示信息,该反应过程中,生成1 mol CH3OH(g)时,起始相对能量为0 kJ,终点相对能量为-65.7 kJ,表示该段过程放出热量65.7 kJ,即该反应不是吸收热量,D错误。 8.(1)①A　②CHO*+3H*CO*+4H* (2)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g) ΔH=-45.5 kJ·mol-1 (3)2H2+2NON2+2H2O [解析] (1)①方式A中活化能小,则由活化能E值推测,甲醇裂解过程主要历经的方式应为A。②该历程中,放热最多的是41.9→-65.7,则化学方程式为CHO*+3H*CO*+4H*。(2)已知:①TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)　ΔH1=+175.4 kJ·mol-1 ②2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH2=-220.9 kJ·mol-1 依据盖斯定律①+②即得到沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式,即TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)　ΔH=-45.5 kJ·mol-1。(3)根据示意图可判断反应物是氢气和NO,生成物是氮气,依据原子守恒可知还有水生成,则图示转化的总反应的化学方程式为2H2+2NON2+2H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $