从巩固到提高高考化学二轮微专题16 有效碰撞理论及活化能

从巩固到提高高考化学二轮微专题16 有效碰撞理论及活化能
教材科目：化学
试卷分类：高考阶段
文件类型：.doc
发布时间：2026-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 综合题

详细信息

CO₂减排策略主要有三种：减少排放，捕集封存，转化利用。其中CO₂转化利用，生产高能燃料和高附加值化学品，有利于实现碳资源的有效循环。由CO₂转化制甲醇具有重要的经济效益。

（1）高效催化剂对CO₂加氢制甲醇的反应速率影响很大。通过计算机分析，CO₂加氢制甲醇在不同催化条件下存在两种反应路径的势能图如下图所示。
①CO₂加氢制甲醇的热化学方程式为CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH=eV/mol(阿伏加德罗常数用N_A表示)；
②(填“甲酸盐”或“羧酸”)路径更有利于CO₂加氢制甲醇反应，对该路径的反应速率影响最大的一步反应是；
③根据势能图，下列说法合理的是(填标号)。
A．CO₂分压越大，催化剂表面积越大，CO₂在催化剂表面的吸附速率越大
B．不考虑H₃COH*，两种路径中产生的含碳中间体种类均有5种
C．中间体HCOO*比COOH*更稳定
D．使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率
（2） CO₂催化加氢制甲醇反应历程中某一步基元反应的Arthenius经验公式的实验数据如图所示，已知Arrhenius经验公式为 $\text{[math]}$ (其中Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。
①该反应的活化能Ea=kJ/mol；
②当使用更高效的催化剂时，在图中画出Rlnk与 $\text{[math]}$ 关系的示意图。
（3）在CO₂催化加氢制甲醇过程中也存在竞争反应CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g) ΔH>0，在恒温密闭容器中，维持压强和投料比不变，将CO₂和H₂按一定流速通过反应器，CO₂转化率和甲醇选择性[x(CH₃OH)%= $\text{[math]}$ ]随温度变化关系如下图所示：
CO₂转化率和甲醇选择性随温度的变化曲线
①若233-251℃时催化剂的活性受温度影响不大，分析235℃后图中曲线下降的原因。
②在压强为P的恒温恒压密闭容器中，加入1molCO₂和3molH₂反应并达到平衡状态，CO₂平衡转化率为20%，甲醇的选择性为50%，计算CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)在该温度下的平衡常数K_p=。(列出计算式)

2. 综合题

详细信息

CO₂既是温室气体，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。研究表明CO₂与H₂在催化剂存在下可发生反应制得甲烷：

CO₂(g)+4H₂(g)⇌CH₄(g)+2H₂O(g)。

（1）已知：
①CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g) ΔH₁=-890.3 kJ·mol^-1
②2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH₂=-571.6 kJ·mol^-1
则③CO₂(g)+4H₂(g)⇌CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH=。
（2）反应③的活化能E_a(正)E_a(逆)(填“＞”、“=”或“＜”)，有利于该反应自发进行的条件是(填“高温”或“低温”)。
（3）选择合适催化剂，在密闭容器中按n(CO₂)：n(H₂)=1：4充入反应物，反应结果如图所示。
①若N点压强为1 MPa，则平衡常数K_p(N)=MPa^-2 ， P点与N点的平衡常数K(P)K(N)(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②若无催化剂，N点平衡转化率(填“是”或“否”)可能降至R点？理由是：。

3. 多选题	详细信息
反应物（S）转化为产物（P或 $\text{[math]}$ ）的能量与反应进程的关系如下图所示：下列有关四种不同反应进程的说法正确的是（） A . 进程Ⅰ是放热反应 B . 平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ C . 生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D . 进程Ⅳ中，Z没有催化作用

4. 单选题

详细信息

已知化学反应 $\text{[math]}$ 的能量变化曲线如图所示，其中a、b代表活化能，下列叙述正确的是（）

A . 加入不同的催化剂和提高反应温度，a，b基本不变 B . 加入催化剂后，a，b同时降低相同的值， $\text{[math]}$ 不变 C . 改变A₂或B₂的起始浓度，a，b也随之改变 D . 断裂1molA-A键和1molB-B键时吸收的能量小于形成2molA-B放出的能量

5. 单选题

详细信息

一定温度下，向容器中加入A可发生反应如下：①A→B，②A→C，③ $\text{[math]}$ 。反应体系中A、B、C的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（）

A . 反应①的活化能大于反应② B . 该温度下，反应③的平衡常数大于1 C . $\text{[math]}$ 时，B的消耗速率小于生成速率 D . 升高温度， $\text{[math]}$ 时体系中B的含量增大

6. 单选题	详细信息
合成氨反应为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。下列有关该反应的说法正确的是（） A . 催化剂增大了正、逆反应的活化能 B . 升高温度，该反应的平衡常数增大 C . 正反应的活化能小于逆反应的活化能 D . 升温或增压均可提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率

7. 单选题

详细信息

硫酸甲酯 $\text{[math]}$ 是制造染料的甲基化试剂，在有 $\text{[math]}$ 存在的条件下， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的反应历程如图所示(分子间的作用力用“…”表示)。下列说法错误的是（）

A . $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应的 $\text{[math]}$ B . a、b、c三种中间产物中，a最稳定 C . 该反应最高能垒(活化能)为19.06eV D . 由d转化为f过程中，有硫氧键的生成

8. 单选题	详细信息
C₁₀H₁₈在催化剂作用下，发生脱氢反应的过程如下图所示。下列说法错误的是（） A . 反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ B . 反应 $\text{[math]}$ 的△S>0 C . C₁₀H₁₈(l)到C₁₀H₈(l)的反应速率快慢主要由第2步反应决定 D . 使用催化剂不会改变反应的△H

9. 综合题

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二氧化碳的资源化利用有助于实现“双碳目标”。

（1）二氧化碳的甲烷化涉及的主要反应有
反应I： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
反应II： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
反应III： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
反应IV： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
①结合上述反应，计算可得 $\text{[math]}$ 。
②有利于提高体系中 $\text{[math]}$ 平衡产率的条件是。
A．高温高压   B．低温低压   C．高温低压   D．低温高压
（2）二氧化碳的甲醇化： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。工业按此法生产甲醇时，通常会向反应体系中加入适量炭粉，可能的理由是。
（3）二氧化碳催化加氢合成 $\text{[math]}$ 的过程中，常伴有 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、CO等副产物。向催化剂中添加某些助剂(助剂也有催化作用)可改变 $\text{[math]}$ 转化率和反应选择性。其他实验条件一定，不同类型助剂的加入(或不加)在相同反应时间下测得的数据对比如下：
助剂种类
$\text{[math]}$ 转化率(%)
各产物在所有产物中的占比(%)
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
其他
钠型
31.6
45.8
29.7
24.5
钾型
27.5
75.7
22.9
1.4
铜型
9.8
80.4
12.5
7.1
不加
12.4
37.3
25.9
36.8
若要提升乙烯在产物混合气中的含量及单位时间内的产量，上述助剂中添加的效果最好，结合过渡态理论分析助剂加入能提高乙烯选择性的原因是。
（4）如图是含铱-氮配合物的高效水相体系催化二氧化碳还原为甲酸的反应机理：
图中转化涉及到碳原子间 $\text{[math]}$ 键生成的步骤是(填“①”“②”或“③”)。该化学过程的总反应方程式为。

10. 综合题

详细信息

在“碳达峰、碳中和”的目标引领下，对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题：

（1）利用CH₄－CO₂干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现：
I.CH₄(g) $\text{[math]}$ C(ads)+2H₂(g)
II.C(ads)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)
上述反应中C(ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图1所示：
①反应II是(填“慢反应”或“快反应”)，CH₄－CO₂干重整反应的热化方程式为。(选取图1中E₁、E₂、E₃表示反应热)。
②在恒压条件下，等物质的量的CH₄(g)和CO₂(g)发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图2所示。已知在干重整中还发生了副反应：H₂(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g)+CO(g) △H＞0，则表示CO₂平衡转化率的是曲线(填“A”或“B”)，判断的依据是。
③在恒压p、800K条件下，在密闭容器中充入等物质的量的CH₄(g)和CO₂(g)，若曲线A对应物质的平衡转化率为40%，曲线B对应物质的平衡转化率为20%，则以上反应平衡体系中n(H₂)：n(H₂O)=，则干重整反应的平衡常数K_p=(用平衡分压代替平衡浓度表示，分压=总压×物质的量分数，列出计算式，无需化简)。
（2）二氧化碳电还原反应提供了一种生产乙醇的方法，已知反应过程中在三种不同催化剂表面(Cu、C/Cu、N－C/Cu)的某个基元反应的能量变化如图3所示(IS表示始态，TS表示过渡态，FS表示终态，*表示催化剂活性中心原子)。科学家研究发现铜表面涂覆一层氮掺杂的碳(N－C)可以提高乙醇的选择性，其原因可能是。
（3）科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO₂ ，其原理如图4所示。
①与电源负极相连一极上的电极反应为。
②下列说法正确的是(填字母)。
A．循环液1和循环液2中的阴离子种类相同
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．水的电离程度：处理后海水1＞处理后海水2
D．该方法可以同时将海水进行淡化

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