活化能及其对化学反应速率的影响知识点题库

下列说法不正确的是（　　）

A . 参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素 B . 反应物分子（或离子）间的每次碰撞是反应的先决条件 C . 应物的分子的每次碰撞都能发生化学反应 D . 活化分子具有比普通分子更高的能量

下表列出了一些反应在使用催化剂前后的活化能的数据以及化学反应速率常数之比．

化学反应	催化剂	Ea/KJ•mol^-1		k（催）或k（无）
化学反应	催化剂	无催化剂	有催化剂	k（催）或k（无）
C₁₂H₂₂O₁₁（蔗糖）+H2O═C₆H₁₂O₆ （葡萄糖）+C₆H₁₂O₆（果糖）	蔗糖酶	107	36	9.2×10¹¹（310K）
2HI═H₂+I₂	金	184	105	1.6×10⁸（503K）
CH₃CHO═CH₄+CO	碘	210	136	7.5×10⁴（793K）
2H₂O₂═2H₂O+O₂	过氧化氢酶	75	25	5.8×10⁸（298K）

请根据表中数据分析：催化剂能化学反应速率（“加快”或“减小’），催化剂是通过参与反应改变反应历程，来提高化学反应的平衡常数，改变平衡转换率．

下列说法错误的是（）

A . NaOH 溶液与稀 HCl 反应的活化能几乎为零 B . 发生有效碰撞的分子一定是活化分子 C . 升高温度和增大压强都可以提高反应体系内活化分子百分数 D . 催化剂可以改变反应的活化能，可以提高活化分子百分数，但是不能改变反应热

下列图示与对应的叙述不相符的是 ( )

A . 图

表示KNO₃的溶解度曲线，图中a点所示的溶液是80℃时KNO₃的不饱和溶液 B . 图图片_x0020_162172496

表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化 C . 图图片_x0020_1604571788

表示0.1000mol•L^—1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol•L^—1醋酸溶液的滴定曲线 D . 图图片_x0020_1550343892

表示向NH₄Al(SO₄)₂溶液中逐滴滴入Ba(OH)₂溶液，随着Ba(OH)₂溶液体积V的变化，沉淀总物质的量n的变化

如图表示某反应的能量变化，按要求回答下列问题：

图片_x0020_100017

（1）该反应是(填“放热”或“吸热”)反应。
（2）该反应的ΔH＝。
（3）使用催化剂(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。
（4）逆反应的活化能可表示为。

在含Fe³⁺的 $\text{[math]}$ 和I^-的混合溶液中，反应 $\text{[math]}$ 的催化机理和反应进程中的能量变化如下：

步骤①: 2Fe³⁺(aq)+2I^-(aq)=I₂(aq)+2Fe²⁺ (aq)

步骤②: $\text{[math]}$

图片_x0020_1840446108

下列有关该反应说法错误的是( )

A . 步骤①的反应速率小于步骤② B . Fe³⁺ 是该反应的催化剂 C . 若不加Fe³⁺ 则该反应的ΔH减小 D . 步骤②中 2molFe²⁺和1 mol $\text{[math]}$ 的总能量高于2mol Fe³⁺和 2mol $\text{[math]}$ 的总能量

我国科学家实现了在铜催化条件下将DMF[(CH₃)₃NCHO]转化为三甲胺[N(CH₃)₃]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法正确的是( )

图片_x0020_1646748232

A . 由图可以判断DMF转化为三甲胺的反应属于吸热反应 B . $\text{[math]}$ 是该反应历程的决速步 C . 使用铜作催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的焓变 D . 该历程中最大能垒(活化能)E_正=2.16 eV

氮的循环在自然界元素的循环中具有重要的意义，但减少含氮化合物对空气的污染也是重要的课题之一。

已知：N₂(g)+O₂(g)⇌2NO(g) ΔH₁=+180.0kJ·mol^-1

N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH₂=-92.4kJ·mol^-1

H₂的燃烧热为285.8kkJ·mol^-1。

回答下列问题：

（1）写出NO与NH₃反应生成N₂和液态水的热化学方程式。
（2）研究者用负载Cu的ZSM-5分子筛作催化剂对NO催化分解，M表示催化剂表面活性中心，对该反应提出如下反应机理。分解产生的O₂浓度增大易占据催化剂活性中心M。
I：NO+M→NO-M    快；

II：2NO-M→N₂+2O-M    慢；

III：20-M⇌O₂+2M    快。

三个反应中，活化能较高的是(填“I”、“II”或“III”)；反应要及时分离出O₂其目的是。
（3）一密闭容器中，加入1molN₂、3molH₂发生反应：N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，t₀时达到平衡，在t₁、t₃、t₄时均只改变某一个条件，如图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图。

①t₁、t₃时改变的条件分别是、。

②下列时间段中，氨的百分含量最低的是(填标号)。

a.t₀~t₁b.t₂~t₃c.t₃~t₄d.t₅-t₆

③在恒温密闭容器中，进料浓度比c(H₂)：c(N₂)分别等于3：2、3：1、7：2时N₂平衡转化率随体系压强的变化如下图所示：

表示进料浓度比c(H₂)：c(N₂)=7：2的对应曲线是(填标号)，设R点c(NH₃)=xmol/L，则化学平衡常数K=(列出计算式)。

用[ Ru]催化硝基化合物(R₁NO₂)与醇(R₂CH₂OH)反应制备胺(R₂CH₂NHR₁)，反应过程如图所示。已知：R₁、R₂表示烃基或氢原子。下列叙述错误的是（）

A . [ Ru]可以降低该反应过程中的活化能 B . 历程中存在反应：R₁NH₂+R₂CHO→R₂CH=NR₁+H₂O C . 每生成1 mol R₂CH₂NHR₁ ，消耗1 mol R₂CH₂OH D . 制备CH₃CH₂NHCH₃的原料可以是CH₃CH₂NO₂和CH₃OH

甲醇有广泛的用途和广阔的应用前景，工业上利用CO₂生产甲醇，再利用甲醇生产丙烯。回答下列问题：

（1）工业上在 $\text{[math]}$ 催化下利用CO₂发生如下反应I生产甲醇，同时伴有反应II发生。
I． $\text{[math]}$

II． $\text{[math]}$

①已知：298 K时，相关物质的相对能量如图1，反应I的△H₁为。

②不同条件下，按照n(CO₂)：n(H₂)=1：1投料，CO₂的平衡转化率如图2所示。

压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序是。压强为p₁时，温度高于300℃之后，随着温度升高CO₂平衡转化率增大的原因。

③在温度T时，在容积不变的密闭容器中，充入0.5 mol CO₂(g)和1.0 mol H₂(g)，起始压强为p kPa，10 min达平衡时生成0.3 mol H₂O(g)，测得压强为 $\text{[math]}$ p kPa。

若反应速率用单位时间内分压变化表示，则10 min内CH₃OH的反应速率v(CH₃OH)为 $\text{[math]}$ 。则反应Ⅰ的平衡常数K_p= $\text{[math]}$ (写出K_p的计算式)。
（2）甲醇催化制取内烯的过程中发生如下反应：
I． $\text{[math]}$

II． $\text{[math]}$

反应Ⅰ的 $\text{[math]}$ 经验公式的实验数据如图3中曲线a所示，已知 $\text{[math]}$ 经验公式为 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能E_a=kJ/mol。当改变外界条件时，实验数据如图3中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是。

我国科学家实现了在铜催化剂条件下将DMF[（CH₃）₂NCHO]转化为三甲胺[N（CH₃）₃]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示（已知N_A表示阿伏加德罗常数的值）下列，说法错误的是（）

A . 该历程中最大能垒的化学方程式为N（CH₃）₃+OH*+H*=N（CH₃）₃+H₂O B . 增大DMF的浓度能加快反应速率，并增大DMF的平衡转化率 C . 该反应的热化学方程式为（CH₃）₂NCHO（g）+2H₂（g）=N（CH₃）₃（g）+H₂O（g） △H=-1.02N_AeV·mol^-1 D . 该历程中最小能垒（活化能）为0.22eV

氟利昂（ $\text{[math]}$ ）在紫外线的作用下可解离出氯原子，氯原子破坏臭氧层的原理如图所示，下列有关说法中正确的是（）

A . 一氧化氯自由基是臭氧分解过程的催化剂 B . 反应a的活化能高于反应b的活化能 C . 臭氧分解的化学方程式可表示为： $\text{[math]}$ D . 氟利昂分子的空间构型是正四面体形

在催化剂存在下，CO₂ 和H₂能同时发生两个平行反应，反应的热化学方程式如下：

①CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₁=- 53.7 kJ/mol

②CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH₂=+41.2 kJ/mol

在恒压、反应物起始物质的量比n(CO₂)∶n(H₂)=1∶2.2条件下，相同反应时间测得的实验数据如下：

实验编号	T(K)	催化剂	CO₂转化率(%)	甲醇产率(%)
1	543	催化剂a	12.3	5.2
2	543	催化剂b	10.9	7.9
3	553	催化剂a	15.3	6.0
4	553	催化剂b	12.0	8.6

下列有关说法正确的是 ( )

A . 其他条件不变，升高温度反应①中CO₂转化为CH₃OH平衡转化率增大 B . 相同温度下，选择催化剂b有利于CO₂转化为CH₃OH C . 反应①正反应的活化能：无催化剂＞有催化剂b＞有催化剂a D . 其他条件不变，当T=620 K时，测得不同压强下CO₂的平衡转化率几乎相等，说明620 K时以反应②为主

为减少碳氧化物的排放，工业上可回收 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 合成甲醇( $\text{[math]}$ )。

（1）利用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 反应合成甲醇时发生两个平行反应：
反应Ⅰ $\text{[math]}$

反应Ⅱ $\text{[math]}$

控制 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 初始投料比为 $\text{[math]}$ ，温度对 $\text{[math]}$ 平衡转化率及甲醇和 $\text{[math]}$ 产率的影响如图所示：

①反应Ⅰ能自发的反应条件：。(填“低温”、“高温”、“任何温度”)

②由图可知温度升高 $\text{[math]}$ 的产率上升，其主要原因可能是。

③由图可知获取 $\text{[math]}$ 最适宜的温度是。

④控制 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 初始投料比为 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 时反应Ⅰ已达到平衡状态， $\text{[math]}$ 的转化率为 $\text{[math]}$ ，甲醇选择性为 $\text{[math]}$ ，此时容器的体积为 $\text{[math]}$ ，若 $\text{[math]}$ 初始加入量为 $\text{[math]}$ ，则反应Ⅰ的平衡常数是。(甲醇的选择性：转化的 $\text{[math]}$ 中生成甲醇的百分比)
（2）利用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在一定条件下亦可合成甲醇，发生如下反应：
反应Ⅲ $\text{[math]}$

其两种反应过程中能量的变化曲线如图中a、b所示，下列说法正确的是______。

A . 上述反应的 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 反应正反应的活化能为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 过程中第Ⅰ阶段为吸热反应，第Ⅱ阶段为放热反应 D . $\text{[math]}$ 过程使用催化剂后降低了反应的活化能和 $\text{[math]}$ E . $\text{[math]}$ 过程的反应速率：第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段
（3）甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同，向甲中加入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，向乙中加入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，发生反应Ⅲ，测得不同温度下甲中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率如图所示，请在图中画出不同温度下乙容器中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率变化趋势的曲线。
（4）反应Ⅰ生成的甲醇常用作燃料电池的原料，请写出以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极构成的燃料电池的负极电极方程式。

N₂O是一种温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N₂O的分解对环境保护有重要意义。

途径Ⅰ： $\text{[math]}$

途径Ⅱ：在N₂O中加入少量碘蒸气

① $\text{[math]}$ (快反应)

② $\text{[math]}$ (慢反应)

③ $\text{[math]}$ (快反应)

下列表述错误的是（）

A . 两途径消耗等量N₂O时，能量变化相同 B . 途径Ⅱ中反应②的活化能比反应③小 C . 途径Ⅱ中N₂O的分解速率由反应②决定 D . IO为反应的中间产物

工业上制硫酸的主要反应之一为2SO₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2SO₃(g)，反应过程中能量的变化如图所示。

（1）由图可知该反应的正反应为(填“吸热”或“放热”)反应。
（2）向反应体系中加入催化剂后，图中E₁(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，E₃。
（3）已知：2H₂S(g)+O₂(g)=2S(s)+2H₂O(g) △H=-442.4kJ•mol^-1；
S(s) +O₂ (g)=SO₂ (g) △H=-297.0kJ•mol^-1。

则H₂S(g)与O₂(g)反应产生SO₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式是。

我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为原料合成 $\text{[math]}$ 涉及的主要反应如下：

Ⅰ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅱ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

回答下列问题：

（1）已知 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，请计算 $\text{[math]}$ 。
（2）在恒温恒容的容器中发生上述反应，下列说法正确的有____。

A . 气体平均摩尔质量保持不变，反应体系已达平衡 B . 加入催化剂，可提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率 C . 平衡后缩小体积增大体系压强，有利于提高 $\text{[math]}$ 产率 D . 平衡后升高温度，反应Ⅱ的正反应速率增大、逆反应速率减小，平衡正移
（3）研究表明：其他条件相同的情况下，用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性。使用该催化剂，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 密闭容器中进行反应， $\text{[math]}$ 的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率：转化的 $\text{[math]}$ 中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示：
①温度为 $\text{[math]}$ ，经 $\text{[math]}$ 体系达到平衡，则 $\text{[math]}$ 的平均反应速率为，该温度下反应Ⅰ的平衡常数 $\text{[math]}$ 。
②随着温度的升高， $\text{[math]}$ 的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低，分析其原因。
（4）研究表明，在电解质水溶液中， $\text{[math]}$ 可以被电化学还原。两种不同催化剂 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 上 $\text{[math]}$ 电还原为 $\text{[math]}$ 的反应进程中(溶液中 $\text{[math]}$ 被还原为 $\text{[math]}$ 的反应也同时发生)相对能量变化如图。由此判断，电解质溶液中主要发生 $\text{[math]}$ 还原为 $\text{[math]}$ 反应的是(填 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ )，理由是。

下列对我国科技成果的相关表述错误的是（）

选项	科技成果	相关表述
A	利用催化剂Ni₂Al₃实现原生生物质大分子高选择性转化成CH₄	催化剂能降低反应活化能，提高活化分子的百分数
B	在纳米Cu₂O表面控制CO₂电化学还原制备C₂H₄和合成气	纳米Cu₂O增大了反应物的接触面积，接触面积越大，分子碰撞频率越高，反应速率越大
C	首次发现烷基型产甲烷的古菌，原油有望高效转化成天然气	天然气、沼气的主要成分都是CH₄ ，它们都是不可再生能源
D	锂电池或二次电池的研究引领全球清洁能源	锂电池能将化学能转化成电能

A . A B . B C . C D . D

反应CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)是我国科学家2021年发布的由CO₂人工合成淀粉中的重要反应之一。CO₂与H₂制备甲醇在有、无催化剂条件下的反应机理和相对能量的变化如图所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注，TS为过渡态)，下列说法正确的是（）

A . 升高温度，CO₂与H₂制备甲醇的反应v(正)比v(逆)增大的更快 B . 催化剂可使反应历程中决速步骤活化能降低0.20eV C . 加压、降温对制备甲醇有利，因此应该在高压、低温下进行上述反应 D . CO₂与H₂制备甲醇反应往往伴随副反应，选择合适的催化剂可提高甲醇反应的选择性

汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。回答下列问题：

（1）消除CO、NO污染物的反应机理如下[Pt(s)表示催化剂，带“*”表示吸附状态]：
I.NO+Pt(s)=NO*
II.CO+Pt(s)=CO*
III.NO*=N*+O*
IV.CO*+O*=CO₂+Pt(s)
V.N*+N*=N₂+Pt(s)
经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度T变化关系如图一和图二所示。
①图一中温度从T_a℃升至T_b℃的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是。
②由图二知，T₂℃时反应V的活化能反应IV的活化能(填“＜”、“>”或“=”)。
（2）为模拟汽车的“催化转化器”，将2molNO(g)和2molCO(g)充入1L密闭容器中，加入催化剂后发生反应2NO(g)+2CO(g)⇌N₂(g)+2CO₂(g)，测得CO的平衡转化率α随温度T变化曲线如图三所示。
①图像中A点正反应速率逆反应速率(填“>”、“=”或“＜”)；T₁℃，下列说法能表明该反应已达到平衡状态的是(填序号)。
a.混合气体的密度不变 b.体系的压强不变
c.混合气体中N₂的体积分数不变 d.2υ_正(CO)=υ_逆(N₂)
②T₁℃，该反应的化学平衡常数K_c=(mol·L^-1)^-1。
③T₂℃时，实验测得：v_正=k_正·c²(NO)·c²(CO)，v_逆=k_逆·c(N₂)·c²(CO₂)，k_正、k_逆分别是正、逆反应速率常数。则T₂℃时k_正∶k_逆=1∶。

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