“高中化学单元教学精品课程”课时作业设计单
基本信息
单元名称 化学反应速率 年级 高二年级 学期 秋季
课时题目 2.1.2 活化能、反应机理及图像分析
作业目标
通过作业检测进一步巩固对活化能及反应机理的理解和进一步检测从图像角度分析理解活化能对化学反应的影响。
作业设计
精选题目 设计意图
基 1、对于反应 NO2＋CO===NO＋CO2，CO 和 NO2 先形成活化络合物 [O—
础
巩 N…O…C—O]，原有的 N…O 键部分地破裂，新的 C…O 键部分地形成，最后旧
固
（ 键完全破裂，新键形成，转变为生成物分子。(ⅰ)反应过程可表示为
必
做 O—N—O＋C—O―→O—N…O…C—O―→N—O＋O—C—O
题
建
议 (ⅱ)反应过程能量图
五
分
钟
完
成
）
图示释义
(1) 表示正反应的活化能； 通过完成
(2) 表示逆反应的活化能； 本组习题
(3)反应的焓变 ΔH 让学生对＝ ；
化学反应
(4)一般来说，Ea越 ，反应速率越快，反应越易进行。
速率以及
2、关于化学反应速率增大的原因，下列分析不正确的是（ ） 反应机理
A．有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，可使单位体积内 有更加清
晰的认
活化分子数增多
识。
B．增大反应物的浓度，可使活化分子之间发生的碰撞都是有效碰撞
C．升高温度，可使反应物分子中活化分子的百分数增大
D．使用适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大
3、如图表示某化学反应在使用催化剂(b 曲线)和未使用催化剂(a 曲线)时，反应过
程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是( )
A．a 与 b 相比，b 的活化能更高
B．该反应反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
C．a 与 b 相比，a 中活化分子的百分数更高
D．a 与 b 相比，a 的反应速率更快
4、氢气在氧气中燃烧主要经历以下四步基元反应：
①H2→2H (慢反应)
②H +O2→ OH+O (快反应)
③O +H2→ OH+H (快反应)
④ OH+H2→H2O+H (快反应)
下列说法正确的是（ ）
A． OH 的电子式是
B．在这四步反应中，第①步反应的活化能最高
C．第②步反应中 H 与 O2的每一次碰撞都为有效碰撞
D．H 和 O 是反应的中间产物，能在体系中稳定存在
5、硫酸盐综合(含运S用O（2－4 必、做H题SO，－4建)气议溶五胶分钟是时P间M完2.5成的）成分之一。近期科研人员提出了雾
霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如下：
通过本组
的训练更
好地检测
学生对化
下列说法不正确的是( )
学反应机
A．该过程有 H2O 参与 理以及图
B．NO2是生成硫酸盐的氧化剂 像分析的
C．硫酸盐气溶胶呈酸性 掌握程
D．该过程没有生成硫氧键 度。
6、NO 催化O3生成O2的过程由以下三步基元反应构成：
第 1 步：NO g + O3 g = O2 g + NO2 g ΔH1；
第 2 步：NO2 g = NO g + O g ΔH2；
第 3 步：O g + O3 g = 2O2 g ΔH3
下列说法正确的是。
A．第 2 步是总反应的决速步
B．三步基元反应都是放热反应
C．该过程共有两种中间产物
D．总反应 2O3 g = 3O2 g 的焓变为ΔH1-ΔH2 -ΔH3
7、工业生产硝酸涉及反应： 4NH3 g + 5O2 g 4NO g + 6H2O g ，下列说法正
确的是
A．若反应速率分别用 v NH3 、 v O2 、 v NO 、 v H2O 表示，则
5v NH3 = 6v O2
B．加入催化剂可降低逆反应的活化能，从而加快逆反应速率
C．恒温恒容时，增大压强，则反应物中活化分子百分数增大，反应速率加
快
D．升高温度，正反应速率减小、逆反应速率增大
8、乙醛在少量 I2存在下发生的分解反应为 CH3CHO(g)―→CH4(g)＋CO(g)。某温
度下，测得 CH3CHO 的浓度变化情况如下表：
t/s 42 105 242 384 665 1 070
c(CH3CHO)/
6.68 5.85 4.64 3.83 2.81 2.01
(mol·L－1)
下列说法不正确的是( )
A．42～242 s，消耗 CH3CHO 的平均反应速率为 1.02×10－2 mol·L－1·s－1
B．第 384 s 时的瞬时速率大于第 665 s 时的瞬时速率是受 c(CH3CHO)的影响
C．反应至 105 s 时，测得混合气体的体积为 168.224 L(标准状况)
D．I2为催化剂降低了反应的活化能，使活化分子百分数增加，有效碰撞次
数增多
9、已知 2N2O(g)===2N2(g)＋O2(g)的速率方程为 v＝k·cn(N2O)(k 为速率常数，只
与温度、催化剂有关)。实验测得，N2O 在催化剂 X 表面反应的变化数据如下：
t/min 0 10 20 30 40 50 60 70
c(N2O)/
0.100 0.080 c1 0.040 0.020 c2 c3 0
(mol·L－1)
下列说法正确的是( )
A．n＝1，c1>c2＝c3
B．t＝10 min 时，v(N O)＝2.0×10－3 mol·L－1·s－12
C．相同条件下，增大 N2O 的浓度或催化剂 X 的表面积，都能加快反应速率
D．保持其他条件不变，若 N2O 起始浓度为 0.200 mol·L－1，当浓度减至一半
时共耗时 50 min
10、一定温度下，反应 N2(g)＋O2(g) 2NO(g)在密闭容器中进行，回答下
列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1) 缩 小 体 积 使 压 强 增 大 ： ______________ ， 原 因 是
___________________________________________。
(2)恒容充入 N2：__________。
(3) 恒 容 充 入 He ： __________ ， 原 因 是
______________________________________________________。
(4)恒压充入 He：__________。
1、二甲醚(CH3OCH3)被称为 21拓世展纪提的升“（清选洁做题能，源建”议，十科五学分家钟研时究间完在成酸）性条件下，
用甲醇可合成二甲醚，反应历程中相对能量变化如图所示。
下列叙述错误的是( )
A．循环过程中，催化剂参与了中间反应
检测对知
B．该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为 1.31 kJ·mol－1
识的迁移
应用、综
C．制约总反应速率关键步骤的基元反应方程式为 ―→CH3OCH3 合思维能
＋H＋ 力。
D 2CH OH 催化剂．总反应方程式为 3 === == CH3OCH3＋H2O
2、活泼自由基与氧气的反应一直是关 注的热
点。HNO 自由基与 O2 反应过程的能量 变化如
图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．产物的稳定性：P1>P2
C．该历程中最大正反应的活化能 E 正 ＝
186.19 kJ·mol－1
D．相同条件下，由中间产物 Z 转化为产物的速率：v(P1)3、科学家研究出“酸性—氧化还原性”双循环钒催化氨脱硝的反应机理，反应
过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.V—O—H 是脱硝反应的催化剂
B.脱硝过程中需不断补充 NH3和 O2
C.脱硝反应过程中 V 的化合价保持不变
D.脱硝反应的生成物能参与大气循环
4、纳米碗 C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,C40H10可以由 C40H20
分子经过连续 5 步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
C40H20(g) C40H18(g)+H2(g)的反应机理和能量变化如下:
(1)已知 C40Hx 中的碳氢键和碳碳键的键能分别为 431.0 kJ·mol-1 和 298.0
kJ·mol-1,H—H 键能为 436.0 kJ·mol-1。估算
C40H20(g) C40H18(g)+H2(g)的ΔH=________ kJ·mol-1。
(2)图示历程包含________个基元反应,其中速率最慢的是第_______个。
5、电喷雾电离等方法得到的 M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与 O 反应可得 MO＋3 。MO＋
与 CH4反应能高选择性地生成甲醇。
MO＋分别与 CH4、CD4 反应，体系的能量随反应进程的变化如图所示(两者
历程相似，图中以 CH4示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，
则 MO＋与 CD4反应的能量变化应为图中曲线________(填“c”或“d”)。
(ⅲ)MO＋与 CH2D2 反应，氘代甲醇的产量 CH2DOD________CHD2OH(填
“＞”“＜”或“＝”)。若 MO＋与 CHD3反应，生成的氘代甲醇有________种。
作业展示与评估
1.展示要求：以图片形式展示学生所完成的典型作业，图片内容清晰，布局均衡、排版合理。
2.教师评估：鼓励单元作业设计者展示对学生作业的多元化评价，例如通过引进师生对评、生生互评等丰富教师对
学生作业的评价维度和角度，实现教师对学情的精准把握，为进一步完善教学设计进行创新性探索。2.1.2 活化能、反应机理及图像分析
基础巩固
1、Ea2 Ea1 Ea2-Ea1 小
2、【答案】B
【解析】A．有气体参加的化学反应，增大压强，活化分子数目增多，活化分子百分数不变，则化学反应速
率增大，故 A 正确；
B．增大反应物的浓度，活化分子数目增多，活化分子之间发生的碰撞不一定都是有效碰撞，故 B 错误；
C．升高温度，活化分子百分数增大，则化学反应速率增大，故 C 正确；
D．催化剂，降低了反应所需的活化能，活化分子百分数增大，化学反应速率增大，故 D 正确；
故选 B。
3、【答案】 B
【解析】 a 的活化能更高，A 错误；该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的
总能量，B 正确；a 与 b 相比，b 的活化能小，b 中活化分子的百分数更高，反应速率更快，C、D 错误。
4、【答案】B
··
【解析】A． OH 的电子式是 ×O : H ，故 A 错误；
··
B．活化能越大反应速率越慢，因此慢反应对应的活化能最高，故 B 正确；
C．有效碰撞需要能量足够且取向合适才能发生，反应物粒子间的碰撞不都是有效碰撞，故 C 错误；
D．反应的中间产物不能稳定存在，会继续发生后续反应，故 D 错误；
故选 B。
5、【答案】D
【解析】A 项,观察题给示意图，注意图中物质的反应关系，SO 2—3 +N0 — —2→SO3 +NO2 过程中有 H20 参与，
正确；B 项，反应过程中，NO2 中 N 元素化合价降低，生成 HNO2，故 NO2 是生成硫酸盐的氧化剂，正确；
C 项，硫酸盐气溶胶中含有 SO 2—4 和 HSO —4 ，HSO —4 易电离产生 H+和 SO 2—4 ，故硫酸盐气溶胶呈酸性，正
确；D 项，SO 2—3 最终转化为 HSO —4 ，,转化过程中有硫氧键形成，错误。
6、【答案】C
【解析】A．活化能越低，反应速率越快，第 1 步的活化能最高，反应速率最慢，总反应速率主要由第 1 步
反应速率决定，故 A 错误；
B．由图可知，第 1 步反应是吸热反应，第 2 步和第 3 步反应均为放热反应，故 B 错误；
C．反应的中间体有 NO2和 O，共有两种，故 C 正确；
D．总反应 2O3(g)═2O2(g)，由盖斯定律：第一步反应+第二步反应+第三步反应计算反应 2O3(g)═3O2(g)的
△H=△H1+△H2+△H3，故 D 错误；
故选 C。
7、【答案】B
【解析】A．氨气和氧气二者速率之比等于其化学计量数之比，则5v NH3 = 4v O2 ，A 错误；
B．加入催化剂可降低反应的活化能，正、逆反应速率同时加快，B 正确；
C．恒温恒容时，若充入反应物以增大压强，单位体积内活化分子数目增多，活化分子百分数不变，反应速
率加快；若充入不参与反应的气体以增大压强，单位体积内活化分子数目不变，活化分子百分数不变，反
应速率不变，C 错误；
D．达到平衡时，升高温度，正、逆反应速率均增大，D 错误；
故选 B。
8、【答案】 C
6.68－4.64 mol·L－1
【解析】 由表中数据可计算，42～242 s，消耗 CH3CHO 的平均反应速率为 ＝1.02×10 242－42 s
－2mol·L－1·s－1，A 项正确；随着反应的进行，c(CH3CHO)减小，反应速率减慢，所以第 384 s 时的瞬时速率
大于第 665 s 时的瞬时速率，B 项正确；由于 CH3CHO 的初始浓度及气体体积未知，故无法计算反应至 105
s 时，混合气体的体积，C 项错误。
9、【答案】 D
【解析】 根据表中数据分析，该反应的速率始终不变，N2O 的消耗是匀速的，说明反应速率与 c(N2O)无
关，故速率方程中 n＝0，每 10 min 一氧化二氮浓度减小 0.02 mol·L－1，则 c1＝0.06>c2＝c3＝0，A、C 错
0.100－0.080 mol·L－1
误；t＝10 min 时瞬时速率等于平均速率 v(N2O)＝ ＝2.0×10－3 mol·L－1· min－1，
10 min
B 错误；保持其他条件不变，该反应的反应速率不变，即为 2.0×10－3 mol·L－1· min－1，若起始浓度 0.200
0.100 mol·L－1
mol·L－1，减至一半时所耗时间为 ＝50 min，D 正确。
2.0 × 10－3 mol·L－1· min－1
10、【答案】 (1)增大 单位体积内，活化分子数目增加，有效碰撞的次数增多 (2)增大 (3)不变 单位
体积内活化分子数不变 (4)减小
拓展提升
1、【答案】B
【解析】整个过程中 H+是催化剂，第一步开始参与反应，最后一步再次生成,A 正确；由题图可知该历程中
最小的能垒(基元反应活化能)为 131 kJ·mol—1，B 错误；决定总反应速率的是活化能最高的基元反应，C 正
确；整个过程消耗甲醇，生成二甲醚和水，D 正确。
2、【答案】C
3、【答案】 C
【解析】 A.由转化关系知，脱硝总反应为 NO、NH3 与 O2 转化为 N2 和 H2O 的过程，V—O—H 参与反
应但在反应前后结构和质量不变，作催化剂，选项 A 正确；B.NH3 与 O2 均为反应物，故脱硝过程中需不
断补充，选项 B 正确；C.由图知，脱硝反应过程中 V 与 O 的成键数改变，化合价发生变化，选项 C 错误；
D.脱硝反应的生成物为 N2 和 H2O，能参与大气循环，选项 D 正确。
4、【答案】 +128.0 3 3
【解析】(1)从结构分析,反应中断裂两条碳氢键,形成一条碳碳键和 H—H。ΔH=431.0 kJ·mol-1×2-298.0
kJ·mol-1-436.0 kJ·mol-1=+128.0 kJ·mol-1。
(2)基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应,从图上看包含 3 个基元反应,其中第 3 步活化能最大,
故该步反应速率最慢。
5、【答案】Ⅰ c ＜ 2
【解析】(i)观察分析图中反应进程知，步骤Ⅰ甲烷中 C 一 H 键发生变化，氧原子与氢原子间形成新的共价键。
(ⅲ)根据上述分析，当 MO+与 CH2D2反应时，H 原子与 O 原子结合跟 D 原子与 O 原子结合相比较，反应速
率更快，则产量更高。依据反应机理知，当 MO+与 CHD3反应时，实际参与替换的氢原子共两种类型(H 和
D)，故生成的氘代甲醇有 2 种。
