活化能及其对化学反应速率的影响知识点

活化能：是指普通分子到活化分子之间所吸收的能量，而反应的前提是活化分子的碰撞，只有发生了有效碰撞的活化分子才能发生反应。所以活化能越小，导致普通分子越容易变为活化分子而参于反应。
活化能对反应速率的影响：当活化能较小时，比如加入催化剂后，活化能会降低，致使普通分子变成活化分子更容易，活化分子百分数增大，导致碰撞后发生反应的几率增大，导致反应速率会增大。

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下列说法正确的是（）

A . 增大压强，活化分子百分数增大，化学反应速率一定增大 B . 升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率可能增大 C . 弱电解质加水稀释时，电离程度增大，离子浓度减小 D . 化学反应中，活化分子要有合适的取向才能发生有效碰撞

298.15K时，N₂、H₂与NH₃的平均能量与合成氨反应的活化能的曲线如图所示，下列说法正确的是（）

A . 合成氨反应的热化学方程式为N₂+3H₂=2NH₃△H=﹣92kJ/mol B . 在图中曲线a表示加入催化剂时的能量变化曲线 C . 升高反应温度，活化分子数增多 D . 催化活性很强的新型催化剂可以提高N₂的转化率

下列叙述正确的是（）

A . 某温度下，一元弱酸HA的K_a越小，则NaA的K_h(水解常数)越小 B . 铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈 C . 反应活化能越高，该反应越易进行 D . 不能用红外光谱区分C₂H₅OH和CH₃OCH₃

已知：2SO₂(g) + O₂(g)⇌2SO₃(g) ΔH ，不同条件下反应过程能量变化如图所示。下列说法中错误的是（）

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A . 反应的 ΔH<0 B . 过程b 使用了催化剂 C . 过程b 发生两步反应，第一步为吸热反应 D . 使用催化剂可以降低反应活化能，提高 SO₂ 的平衡转化率

只改变下列一个条件，可以通过提高活化分子的百分数来提高反应速率的是（）

A . 加热 B . 加压 C . 减小容器体积 D . 增大反应物浓度

下列有关说法正确的是( )

A .

催化剂活性 $\text{[math]}$ B . 图片_x0020_767855672

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ,在恒容绝热容器中投入一定量 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，正反应速率随时间变化 C . 图片_x0020_100003

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，t时刻改变某一条件，则 $\text{[math]}$ D . 图片_x0020_100004

向等体积等pH的HCl和 $\text{[math]}$ 中加入等量且足量Zn，反应速率的变化情况

异丁烯与氯化氢可能发生的两种加成反应及相应的能量变化与反应过程如下图所示，下列说法错误的是（）

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A . 活化能:反应①大于反应② B . 中间产物的稳定性:中间体1小于中间体2 C . 产物的能量:产物1大于产物2 D . △H大小:反应①小于反应②

天然气通过重整反应可生产合成气，进而生产H₂ ，该工艺减少甲烷和CO₂的排放，对于节约能源和保护环境具有双重意义。以甲烷为原料制氢主要有水蒸气重整、CO₂重整等方法。甲烷水蒸气重整制氢工艺流程如图：

（1）涉及的甲烷水蒸气重整反应方程式为：
CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g) ΔH₁

CH₄(g)+2H₂O(g)=CO₂(g)+4H₂(g) ΔH₂=+165kJ·mol^-1

已知CH₄、CO、H₂的燃烧热分别为ΔH=-891kJ·mol^-1、ΔH=-283kJ·mol^-1、ΔH=-286kJ·mol^-1、水的汽化热ΔH=+44kJ·mol^-1 ，则ΔH₁=。
（2）天然气脱硫工艺中常用热分解法处理H₂S，硫化氢分解的反应方程式为：2H₂S(g)=2H₂(g)+S₂(g)，在101kPa时各气体的平衡体积分数与温度的关系如图所示：

该反应的ΔH0(填“＞”、“＜”)。图中A点时反应的平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压X物质的量分数)。
（3）利用甲烷水蒸气重整制得的氢气，工业上可用于合成氨生产。
①“哈伯法”是制氨气的常用方法，反应方程式为：N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)向密闭容器中按1：3体积比通入N₂和H₂ ，反应达平衡时NH₃的体积分数为25.0%，则N₂的平衡转化率α(N₂)=

②“球磨法”是一种在温和的条件下(45℃和1bar，1bar≈100kPa)合成氨气的新方法，氨的最终体积分数可高达82.5%。该法分为两个步骤(如图)：第一步，铁粉在球磨过程中被反复剧烈碰撞而活化，产生高密度的缺陷，氮分子被吸附在这些缺陷上［Fe(N*)］，有助于氮分子的解离。第二步，N*发生加氢反应得到NH_x*(x=1~3)，剧烈碰撞中，NH_x*从催化剂表面脱附得到产物氨。“球磨法”与“哈伯法”相比较，下列说法中错误的是(选填标号)。

A．催化剂(Fe)缺陷密度越高，N₂的吸附率越高

B．“哈伯法”采用高温主要用于解离氮氮三键，而“球磨法”不用解离氮氮三键

C．“球磨法”转速不能过快，否则体系升温太快，温度升高不利于N₂吸附

D．“球磨法”不采用高压，是因为低压产率已经较高，加压会增大成本

（4）用催化剂Fe₃(CO)₁₂/ZSM-5催化CO₂加氢合成乙烯的反应，所得产物含CH₄、C₃H₆、C₄H₈等副产物，反应过程如图。

催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO₂转化率和各产物的物质的量分数如表。

助剂	CO₂转化率(%)	各产物在有机产物中的占比(%)
助剂	CO₂转化率(%)	C₂H₄	C₃H₆	其他有机物
Na	42.5	35.9	39.6	24.5
K	27.2	75.6	22.8	1.6
Cu	9.8	80.7	12.5	6.8

欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe₃(CO)₁₂/ZSM-5中添加助剂效果最好，加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是。

某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是（）

A . 两步反应均为吸热反应 B . 三种化合物中C最稳定 C . 第二步反应决定了总反应的速率 D . 升高温度，活化能 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 均减小，反应速率加快

有关碰撞理论，下列说法中正确的是（）

A . 具有足够能量的分子(活化分子)相互碰撞就一定能发生化学反应 B . 增大反应物浓度，可增大活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大 C . 升温能使化学反应速率增大，主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D . 催化剂不影响反应活化能，但能影响化学反应速率

下列说法正确的是（）

A . 活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞 B . 一定条件下，发生反应 $\text{[math]}$ ，则石墨比金刚石稳定 C . 在一恒容密闭容器中发生反应 $\text{[math]}$ ，仅增加 $\text{[math]}$ 的质量，反应速率加快 D . 对于反应 $\text{[math]}$ ，反应达到平衡后，保持其他条件不变，增大压强，化学平衡常数增大

中国科学技术大学黄伟新教授和美国橡树岭国家实验室的吴自力研究团队合作，研究在硼基催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯的反应机理，部分反应历程如图。

下列说法错误的是（）

A . 丙烷氧化脱氢制丙烯的反应为放热反应 B . 该反应历程中决速步骤为C₃H₈*=C₃H₇*+H* C . 图中的过渡态1不如过渡态2稳定 D . 催化剂在反应中参与化学反应，改变反应的活化能

下列说法正确的是（）

A . 从 $\text{[math]}$ (g)→ $\text{[math]}$ (l)→ $\text{[math]}$ (s)，熵依次增加 B . 可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率一定越高 C . 可逆反应，若总键能：反应物>生成物，则升高温度不利于提高反应物的转化率 D . 对于气体反应，其他条件不变，增大压强反应速率加快，与活化分子的百分含量无关

化学反应 A(g)+3B(g) $\text{[math]}$ 2C(g)+D(g)，其反应过程和能量能量变化如图所示，下列说法正确的是（）

A . 该反应的ΔH=(E₁-E₂ )kJ/mol B . 曲线I表示的反应速率比曲线II快 C . 该反应的逆反应的活化能为E₁ D . 反应物断键吸收的总能量大于生成物成键放出的总能量

如图所示为某基元反应过程的能量变化(E₁、E₂、E₃均大于0)。下列说法正确的是( )

A . 该反应的正反应为吸热反应 B . E₁+E₃为该反应的活化能 C . 图中对应的该反应的焓变△H=-E₂ D . NO₂和CO分子发生有效碰撞才能形成过渡状态分子

苯酚(C₆H₅OH)是一种广泛使用、易氧化的化工产品。一种在650K下用N₂O废气催化氧化苯制备苯酚的新方法为：反应C₆H₆(g)+N₂O(g) $\text{[math]}$ C₆H₅OH(g)+N₂(g)。

（1）已知6C(s，石墨)+3H₂(g) $\text{[math]}$ C₆H₆(g) ΔH₁=+82.9kJ·mol^-1
2N₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2N₂O(g) ΔH₂=+163.2kJ·mol^-1

12C(s，石墨)+6H₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2C₆H₅OH(g) ΔH₃=-243kJ·mol^-1

则C₆H₆(g)+N₂O(g) $\text{[math]}$ C₆H₅OH(g)+N₂(g) ΔH=kJ·mol^-1。
（2）制备苯酚的苯和N₂O的最佳投料比为10：1。此时，N₂O、N₂的平衡浓度分别为0.050mol/L、0.95mol/L。则制备反应的平衡常数K_c=(写出计算式)。
（3）如图中，温度过低造成苯酚产率低的主要原因是；反应时间过长造成产率下降的可能原因是。
（4）反应中使用更高效的催化剂(填“可”或“不可”)提高反应的平衡转化率。已知475℃下反应仍未达到平衡，此时的苯酚产率比450℃时的低，可能原因是。

（5）研究表明，反应速率符合关系式v=kc^a(C₆H₆)c^b(N₂O)，有关数据如表：

c(C₆H₆)/×10^-3mol·L^-1	c(N₂O)/×10^-3mol·L^-1	v/×10^-3mol·L^-1·s^-1
12	8.0	1.0
24	8.0	2.0
24	24	6.0

有人据此提出反应可分为三个步骤：

①N₂O→N₂+O*(活性氧) 快反应

②C₆H₆+O*→C₆H₅OH*(活性苯酚) 慢反应

③C₆H₅OH*→C₆H₅OH 快反应

下列有关说法正确的是____。

A . O*(活性氧)是该反应的催化剂 B . ②的反应的活化能最小 C . 反应速率v(N₂O)=v(N₂) D . 第二步中C₆H₆与O*的碰撞仅部分有效

工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

（1）已知 $\text{[math]}$ 的活化能 $\text{[math]}$ ，则氨分解反应： $\text{[math]}$ 的活化能 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
（2）在一体积为2L的恒容刚性密闭容器中发生反应： $\text{[math]}$ 。在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时刻改变反应的一个条件，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
①第Ⅰ阶段的平衡常数 $\text{[math]}$ 为(保留2位有效数字)。
②比较第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段平衡常数的大小： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“＞”“＜”或“=”)。
（3） ①合成氨工业上通常采用铁触媒、在400~500℃和10MPa~30MPa的条件下合成氨，在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附： $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ ；
表面反应： $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$
脱附： $\text{[math]}$
其中， $\text{[math]}$ 的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。下列说法正确的是。
A．控制温度400~-500℃远高于室温，是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
B．实际工艺中原料中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 物质的量之比为1∶2.8，氮气过量除了提高氢气的转化率，还可以提高整体反应速率
C．基于 $\text{[math]}$ 分子间有较强分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，有利于反应正向进行
D． $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的混合气只需一次通过合成塔
②我国科学家以 $\text{[math]}$ 为催化剂，在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨，其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。
$\text{[math]}$ 在(填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)溶液中催化效果更好：在 $\text{[math]}$ 溶液与 $\text{[math]}$ 溶液中，反应 $\text{[math]}$ 中的 $\text{[math]}$ (填“前者大”“后者大”或“一样大”)。

中国科学院化学研究所报道了化合物1催化CO₂氢化机理。其机理中化合物1(催化剂，固态)→化合物2(中间产物，固态)的过程和其相对能量曲线如下图所示。下列说法错误的是（）

A . 化合物1与CO₂反应生成化合物2的过程中有两个过渡态TS1_1-2、TS2_1-2 ，说明这一过程包含两个基元反应 B . 图中Ⅰ_l-2与化合物2互为同分异构体 C . 过程①的活化能高于过程②的活化能 D . 过程①的热化学方程式为：I(s)+CO₂(g)=I_1-2 (s) △H=2.08 kJ·mol^-1

含氮化合物( $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等)是主要的污染物之一，消除含氮化合物的污染倍受关注。

（1）已知反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，该逆反应活化能为 $\text{[math]}$ ，则其正反应活化能为 $\text{[math]}$ 。(用含a的代数式表示)。
（2）某种含二价铜微粒 $\text{[math]}$ 的催化剂可用于汽车尾气脱氮。催化机理如图1，反应历程如图2。

①从化学键的角度解释 $\text{[math]}$ 能结合 $\text{[math]}$ 的原因：。

②该脱氮过程的总反应方程式为。该反应历程的决速步骤是。(填选项)

a．状态①→状态② b．状态②→状态③

c．状态③→状态④ d．状态④→状态⑤
（3）一种电解法处理含有 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的酸性废水，其工作原理及电极b中铁的化合物的催化机理如图3所示，H表示氢原子。

①写出阳极的电极反应方程式。

②电极b上铁的化合物催化含 $\text{[math]}$ 的酸性废水过程可描述为。

我国碳治理目标是2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。用 $\text{[math]}$ 加氢制 $\text{[math]}$ 是碳治理的重要方法，有利于实现碳资源的循环利用，体系中主要反应有：

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

（1）下表是部分化学键的键能数据
化学键
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
键能( $\text{[math]}$ )
803
436
414
326
464
$\text{[math]}$ 。反应①在(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
（2）反应①在不同催化剂作用下的反应历程如图所示，催化效果更好的是(填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)，判断依据是。
（3）一定温度下，向容积为1L的密闭容器中加入1 mol $\text{[math]}$ 和3 mol $\text{[math]}$ 发生反应①和②，达到平衡状态， $\text{[math]}$ 平衡转化率为20%， $\text{[math]}$ 的物质的量浓度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的选择性=( $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$ )，反应①在该温度下的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (写出计算式)。
（4）为提高 $\text{[math]}$ 的平衡产率，最佳反应条件为____。

A . 高温高压 B . 高温低压 C . 低温高压 D . 低温低压