（课时作业）第二章 05 特色训练(一) 活化能 反应历程分析-【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)

特色训练(一)　活化能　反应历程分析 1.下列关于活化能和简单碰撞理论的说法正确的是 (　) 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.升高温度和增加反应物浓度,都能加快反应速率,是因为增加了活化分子百分数,使单位时间内的有效碰撞次数增加,从而增大化学反应速率 2.H2、CO可用于合成二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH),其反应为(a、b均大于0) 反应①:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1 反应②:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2=-b kJ·mol-1 反应③:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH3<0 若反应③正反应的活化能为m kJ·mol-1,则反应③逆反应的活化能为(单位:kJ·mol-1) (　) A.m+2b-a B.a-2b-m C.2b-a-m D.m+a-2b 3.[2025·湖北武汉一中高二月考] 硫酸可以在甲酸()分解制CO的反应进程中起催化作用。图甲为未加入硫酸的反应进程,图乙为加入硫酸的反应进程。 下列说法正确的是 (　) A.甲酸分解制CO的反应ΔH<0 B.未加入硫酸的反应进程中不涉及化学键的断裂与形成 C.加入硫酸的反应进程中②→③步反应速率最快 D.ΔE1>ΔE3,ΔE2=ΔE4 4.对反应S(g)T(g)[I(g)为中间产物],相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(—为无催化剂,┄为有催化剂)为 (　) 5.CO与N2O气体均会造成环境污染,研究表明二者可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应过程及能量变化过程如图所示。下列说法正确的是 (　) A.使用催化剂可降低反应活化能,但不改变反应历程 B.有催化剂条件下,E1时的反应速率比E2快 C.N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2 D.Pt2O+为中间体、Pt2为催化剂 6.研究化学反应的机理对于合成特定有机物具有重要意义,已知烯烃与氢卤酸(HX)加成反应分步进行: ①+H+ ②+X- 根据如图所示的丙烯与HCl反应两种可能反应路径的能量图(TS-1与TS-2分别是两种过渡态的碳正离子),下列说法正确的是 (　) A.一级碳正离子比二级碳正离子稳定 B.决定烯烃与HX加成反应速率的关键步骤是② C.相同时间内,产物中CH3CHClCH3所占比例更大 D.含3个C以上的烯烃与HCl加成时均会有两种路径 7.[2025·浙江鳌江中学等高二联考] 二氟卡宾(··CF2)是一种活性中间体,可与很多物质发生反应。S8与:CF2可以生成SCF2,反应历程如图所示。下列叙述不正确的是 (　) A.该反应为放热反应 B.上述过程中,决速步骤的活化能Ea=41.65 kJ·mol-1 C.比稳定 D.适当升高温度有利于提高单位时间内SCF2的产率 8.自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体,活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点,HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示,下列说法不正确的是 (　) A.反应物的总能量大于生成物的总能量 B.该历程中正反应最大的活化能为186.19 kJ·mol-1 C.两种产物中P2更稳定 D.相同时间内两种产物的物质的量:n(P1)<n(P2) 9.某研究所实现了常温常压下利用铜催化乙炔选择性氢化制乙烯,副产物是C4H6。其反应机理如图所示(其中吸附在铜催化剂表面上的物种用“*”标注)。 下列说法正确的是 (　) A.使用其他高效催化剂,不可能提高乙烯产率 B.由图甲可知,C2转化为C2时,只有化学键的断裂 C.由图乙可知,C2转化为C4的速率低于转化为C2的速率 D.决定制乙烯速率快慢的反应为C2+H2O(g)+e-C2+OH- 10.(1)已知1 mol N2(g)与适量O2(g)完全反应生成NO(g),需吸收180 kJ的热量,该反应的热化学方程式为 　　　　　　 　　。  (2)请认真观察图示,然后回答问题。 ①该反应的ΔH=　　　　　　　(用含E1、E2的代数式表示)。若向该反应中加入合适的催化剂,活化能　　　　(填“升高”“降低”或“不变”,下同),ΔH　　　　。  ②若该图表示2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)　ΔH=-73.5 kJ·mol-1,该反应的活化能为54.3 kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为  kJ·mol-1。 (3)已知光照条件下,甲烷氯化反应是一种自由基型的取代反应。在链转移反应过程中,经历两步反应。(·CH3和Cl·分别表示甲基和氯自由基) 反应1:CH4(g)+Cl·(g)·CH3(g)+ HCl(g) 反应2:·CH3(g)+Cl2(g)CH3Cl(g)+ Cl·(g) 各物质(均为气态)的相对能量变化如图所示。 ①该链转移反应的反应速率由第　　　　步反应决定。  ②由图可知,过渡态结构的稳定性:过渡态1　　　(填“<”“>”或“=”)过渡态2。  学科网（北京）股份有限公司 $ 特色训练(一)　活化能　反应历程分析 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,还要有合适的取向,故活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞,A错误;催化剂可以改变反应历程,降低反应的活化能,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,C正确;升高温度能增加活化分子百分数,增加反应物浓度,活化分子的百分数不变,但都能增大单位体积内的活化分子数,使单位时间内有效碰撞的次数增加,从而增大化学反应速率,D错误。 2.D　[解析] 由盖斯定律知,①-2×②得③:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=(-a+2b) kJ·mol-1=正反应的活化能-逆反应的活化能,则反应③逆反应的活化能为(m+a-2b) kJ·mol-1。 3.D　[解析] 由题图知,甲酸分解制CO的反应ΔH>0,A错误;未加入硫酸的反应进程中发生了化学反应,涉及化学键的断裂与形成,B错误;加入硫酸的反应进程中②→③步的活化能最大,反应速率最慢,C错误;加入催化剂能够降低活化能,则ΔE1>ΔE3,根据盖斯定律反应的焓变只与反应的始态和终态有关,则ΔE2=ΔE4,D正确。 4.A　[解析] 提高反应温度,增大,说明反应S(g)T(g)的平衡逆向移动,即该反应为放热反应,减小,说明S(g)生成中间产物I(g)的反应平衡正向移动,属于吸热反应,故C、D错误;加入催化剂使反应达到平衡所需时间缩短,反应的决速步的活化能降低,反应速率增大,活化能大的步骤为决速步,故A正确,B错误。 5.C　[解析] 使用催化剂可改变反应历程,降低反应活化能,故A错误;有催化剂条件下,该反应分两步进行,第一步的活化能为E1 kJ·mol-1,第二步的活化能小于E2 kJ·mol-1,E1大于E2,活化能越小反应速率越快,E1时的速率比E2慢,故B错误;由图可知N2O和CO在Pt2O+表面转化为无害气体的反应过程为①N2O(g)+Pt2O+(s)N2(g)+Pt2(s)　ΔH1,②Pt2(s)+CO(g)CO2(g)+Pt2O+(s)　ΔH2,①+②得N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2,故C正确;Pt2O+是反应的催化剂,Pt2为中间体,故D错误。 6.C　[解析] 由反应路径的能量图可知,一级碳正离子与Cl-所具有的总能量比二级碳正离子与Cl-所具有的总能量高,能量越高越不稳定,即二级碳正离子比一级碳正离子更稳定,故A错误;由题干信息可知,①是慢反应,②是快反应,整个反应的决速步骤是反应①,B错误;由反应历程可知,生成TS-2需要的活化能比TS-1的低,即生成CH3CHClCH3的反应速率更快,相同时间内,产物中CH3CHClCH3所占比例更大,故C正确;含3个C以上的烯烃与HCl加成时不一定会有两种路径,如对称的烯烃CH3CHCHCH3等只有一种路径,故D错误。 7.C　[解析] 由反应历程图知,反应物(S8+:CF2)能量为0.00 kJ·mol-1,生成物(S7+SCF2)能量为-207.13 kJ·mol-1,生成物能量低于反应物,该反应为放热反应,A正确;决速步骤是反应历程中活化能最大(反应速率最慢)的基元反应,TS1对应活化能为5.41 kJ·mol-1 - (-28.80 kJ·mol-1)=34.21 kJ·mol-1,TS2对应活化能为37.29 kJ·mol-1 - (-4.36 kJ·mol-1)=41.65 kJ·mol-1,TS2为决速步骤,故整个过程决速步骤的活化能Ea=41.65 kJ·mol-1,B正确;物质能量越低越稳定,图中能量为5.41 kJ·mol-1,能量为-4.36 kJ·mol-1,前者能量更高,更不稳定,C错误;升高温度加快反应速率,从而可以提高单位时间内SCF2的产率,D正确。 8.D　[解析] 根据反应历程图知,产物相对能量低于反应物相对能量,A正确;根据反应历程图知,中间产物Z变为过渡态Ⅳ,需要活化能最大,为186.19 kJ·mol-1,B正确;物质能量越低越稳定,P2能量更低,更稳定,C正确;相同条件下反应需要活化能越小,则反应速率更快,故相同时间内两种产物的物质的量:n(P1)>n(P2),D错误。 9.C　[解析] 使用其他高效催化剂,可加快反应速率,提高单位时间内的乙烯产率,故A错误;由图甲可知,C2转化为C2时,有C—H形成,故B错误;由图乙可知,C2转化为C4的活化能更大,反应活化能越大,反应所需能量越大,相同条件下反应速率越低,故C2转化为C4的速率低于转化为C2的速率,故C正确;活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应,过渡态物质的总能量与反应物总能量的差为活化能,则决定制乙烯速率快慢的反应为C2+H2O(g)+e-C2+OH-,故D错误。 10.(1)N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=+180 kJ·mol-1 (2)①(E2-E1) kJ·mol-1　降低　不变　②127.8 (3)①1　②< [解析] (1)1 mol N2(g)与适量O2(g)完全反应生成NO(g),吸收180 kJ热量,反应吸热时焓变为正值,所以该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=+180 kJ·mol-1。 (2)①该反应的ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=(E2-E1) kJ·mol-1;催化剂可降低反应的活化能,但不改变始末态,ΔH不变。 ②ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能=54.3 kJ·mol-1-x=-73.5 kJ·mol-1,x=127.8 kJ·mol-1。 (3)①由图可知,该链转移反应的第1步活化能大,为慢反应,化学反应速率取决于慢反应,故该链转移反应的反应速率由第1步反应决定。 ②由图可知,过渡态1的能量高于过渡态2,过渡态结构的稳定性:1<2。 学科网（北京）股份有限公司 $