第3课时 活化能
【新课探究】
学习任务一
课前自主预习
1.(2)反应机理
2.(1)化学反应 越快
(2)①有效碰撞
②平均能量 平均能量 活化能 放出的能量 反应热
[问题思考] (1)提示:不一定。有效碰撞的前提有两个,一是分子具有足够的能量(活化分子),二是活化分子间的碰撞具有合适的取向。
(2)提示:需要建立以下分析模型:其他条件相同时,增大反应物浓度→单位体积内活化分子数目增多→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。
知识迁移应用
例1 B [解析] 分子间发生化学反应的条件:碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向,①正确;能发生有效碰撞的分子具有足够的能量,一定是活化分子,②正确;只有活化分子间有合适的取向,发生的碰撞才是有效碰撞,即活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞,③错误;只有当活化分子间发生有效碰撞时才能发生化学反应,因此活化分子间每次碰撞不一定都发生化学反应,④错误;能发生有效碰撞的分子均为活化分子,必须具有相当高的能量,⑤正确;活化能是指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量,⑥正确。
学习任务二
知识迁移应用
例2 C [解析] 增大反应物浓度,只能提高单位体积内活化分子总数,但不能改变活化分子百分数,A错误;增大气体反应的压强(压缩体积),只能提高单位体积内活化分子总数,但不能改变活化分子百分数,B错误;加入高效催化剂,降低活化能,可提高活化分子百分数,C正确;增大固体反应物的接触面积,能提高活化分子碰撞的次数,但活化分子百分数不变,D错误。
例3 C [解析] 慢反应决定总反应速率,要提高N2O的分解速率,关键是提高慢反应的反应速率,即第二步的反应速率,A正确;活化能越大,反应速率越慢,则第二步反应的活化能比第三步大,B正确;催化剂能改变反应速率,降低反应所需活化能,但不改变反应焓变,C错误;根据方程式知,总反应中,N2O是反应物,N2和O2是生成物,总反应方程式为2N2O(g)2N2(g)+O2(g),D正确。
【课堂评价】
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
[解析] (4)增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子数,但不能改变活化分子的百分数。
2.D [解析] 能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞,四个选项中只有D项发生了有效碰撞,生成了H2、I·,即发生了基元反应2HIH2+2I·,D正确。
3.C [解析] 曲线②活化能小于曲线①,故曲线②为含有催化剂I-的反应过程,A正确;I-可以作为H2O2分解的催化剂,反应前后化学性质不变,故反应ⅱ为H2O2+IO-H2O+O2↑+I-,B正确;根据曲线②能量变化,反应ⅰ为吸热反应,反应ⅱ为放热反应,C错误;反应ⅰ的活化能大于反应ⅱ,故反应ⅰ的反应速率可能比反应ⅱ慢,D正确。
4.(1)409.0 kJ·mol-1 (2)该反应的活化能很高 (3)使用了催化剂
[解析] (1)该反应的活化能为167.2 kJ·mol-1,则其逆反应的活化能=正反应活化能-反应焓变=167.2 kJ·mol-1-(-241.8 kJ·mol-1)=409.0 kJ·mol-1。
(2)虽然石墨和金刚石的能量相差不大,但该反应的活化能很高,因此引发该反应需要很高的温度和很大的压强。
(3)催化剂能够降低反应的活化能,提高活化分子百分数,加快反应速率,因此虚线Ⅱ中改变的条件是使用了催化剂。第3课时 活化能
1.B [解析] 曲线Ⅱ的最高峰比曲线Ⅰ低,但反应物、生成物能量与曲线Ⅰ一致,则曲线Ⅱ可以表示催化剂可降低反应的活化能,A正确;能够发生化学反应的碰撞才是有效碰撞,由图乙可知碰撞后没有生成新物质,即没有发生化学反应,不是有效碰撞,B错误;活化能接近于零的反应,所有分子基本是活化分子,所以只要接触就可迅速反应,反应瞬间完成,则温度对其反应速率的影响不大,C正确;图甲中反应物能量高于生成物能量,该反应为放热反应,D正确。
2.C [解析] 由图知,该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,A正确;过程Ⅰ的活化能低于过程Ⅱ,说明过程Ⅰ使用了催化剂,加快了反应速率,B正确;过程Ⅱ逆反应的活化能E2=185 kJ·mol-1-12.5 kJ·mol-1=172.5 kJ·mol-1,C错误;催化剂通过参与反应,改变反应历程、改变反应的活化能来改变化学反应速率,D正确。
3.C [解析] ②反应最慢,说明活化能最大,A正确;②反应为慢反应,说明反应的活化能大,微粒之间的许多碰撞都不能发生化学反应,因此碰撞仅部分有效,B正确;反应过程中N2O2和N2O是中间产物,不是催化剂,C错误;总反应为放热反应,则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大,D正确。
4.D [解析] 总反应为2H2O22H2O+O2↑,速率之比等于化学计量数之比,则总反应中v(H2O2)∶v(O2)=2∶1,A正确;H2O2+I-H2O+IO-为慢反应,则H2O2的分解速率与I-的浓度有关,B正确;IO-为中间产物,该反应的催化剂是I-,而不是IO-,C正确;催化剂可降低反应的活化能,但其活化能大小不能确定,D错误。
5.B [解析] 恒温恒压下,向2NO2(g)N2O4(g)平衡体系充入N2,气体体积增大,浓度减小,速率减慢, A错误;通过光辐射、超声波、高速研磨等方式,向反应体系输入能量,有可能改变反应速率,B正确;增大浓度,使单位体积内活化分子总数增加,活化分子百分数不变,C错误;加入催化剂,降低活化能,提高活化分子百分数,D错误。
6.D [解析] 加入合适的催化剂,能降低反应的活化能,反应速率增大,A正确;增大碘化氢的浓度,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大,B正确;升高温度,单位时间内有效碰撞次数增加,反应速率增大,C正确;增大压强,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大,但活化分子百分数不变,D错误。
7.B [解析] 将炭块改为炭粉,可以增大C与H2O(g)的接触面积,可以使反应速率加快,但不能提高活化分子百分数,A错误;加入高效催化剂,可以降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,因此既能提高产生氢气的速率,也可以提高活化分子百分数,B正确;降低反应温度,速率变慢,C错误;增大水蒸气浓度,可以加快反应速率,但不能提高活化分子百分数,D错误。
8.C [解析] FeCl3为H2O2分解的催化剂,降低了反应的活化能,改变了反应的历程,对应曲线②,A正确;Fe3+先消耗后生成,反应前后质量不变,是催化剂,Fe2+先生成后消耗,是中间产物,B正确;从图知E1为反应Ⅰ的正反应活化能, E2是反应Ⅱ的逆反应活化能,反应中活化能越大,反应速率越慢,正反应活化能:反应Ⅰ>反应Ⅱ,反应速率:反应Ⅰ<反应Ⅱ,C错误;催化剂能降低反应的活化能,反应物分子中活化分子百分数增大,单位体积内活化分子个数增多,有效碰撞次数增加,反应速率加快,D正确。
9.D [解析] 由变量控制法知,c1=1.0,A正确;实验①④对比,盐酸浓度不同,其他条件相同,故探究反应物浓度对反应速率的影响,B正确;升高温度,活化分子百分数增大,活化分子总数增大,化学反应速率加快,C正确;实验②③探究催化剂对反应速率的影响,实验①③有两种变量:温度、催化剂,D错误。
10.D [解析] 根据题意,若改为Br2的CCl4溶液,溶液中没有水分子,无法进行反应③,则反应产物仅有A,A正确;由于该反应不可逆,则产物的比例主要由第②和第③步反应的速率大小决定,B正确;降低溴的浓度,Br-浓度减小,反应②的速率相对变慢,则产物中B的比例可能升高,C正确;该实验中的变量可能是活化能大小不同,也可能是浓度不等造成速率不同,故不能确定反应②③的活化能大小,D错误。
11.(1)①④
(2)1∶2
(3)小于 2.02 COOH*+H*+H2O*COOH*+2H*+OH*(或H2O*H*+OH*)
[解析] (1)①碳为固体,浓度为定值,增加C的量,不改变反应速率,正确;②增加CO的量,增大反应速率,错误;③将容器的容积缩小一半,各气体浓度增大,增大反应速率,错误;④保持容积不变,充入 He以增大压强,反应体系各气体浓度不变,反应速率不变,正确;⑤升高反应体系的温度,增大反应速率,错误;⑥保持压强不变,充入He以增大容积,反应体系各气体浓度减小,反应速率减小,错误;故选①④。
(2)由图可知,该过程的总反应为2H2+SO2S+2H2O,则该过程中转化的SO2和消耗的H2体积比为1∶2。
(3)ΔH=产物能量之和-反应物能量之和,则水煤气变换反应的ΔH小于0;根据图可知,该历程中最大能垒(活化能)E正=(1.86+0.16) eV =2.02 eV,该步骤的化学方程式:COOH*+H*+H2O*COOH*+2H*+OH*(或H2O*H*+OH*)。第3课时 活化能
◆ 学习任务一 活化能与有效碰撞理论
【课前自主预习】
1.基元反应与反应历程
2HIH2+I2的基元反应反应历程(反应机理)
(1)基元反应:一个化学反应往往经过多个反应步骤才能实现,每一步反应都称为基元反应。
(2)反应历程:与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程,又称 。
(3)自由基:像上述反应历程中的I·一样,带有单电子的原子或原子团叫自由基,如·OH自由基。
2.有效碰撞与活化能
(1)有效碰撞
(2)活化分子和活化能
①活化分子:能够发生 的分子。
②活化能:活化分子具有的 与反应物分子具有的 之差。
[问题思考]
(1)所有活化分子间的碰撞都是有效的吗
(2)使用碰撞理论解释,在其他条件相同时浓度的改变为什么影响化学反应速率
【知识迁移应用】
例1 下列说法错误的是 ( )
①当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时,才能发生化学反应
②发生有效碰撞的分子一定是活化分子
③活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
④活化分子间每次碰撞都发生化学反应
⑤能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量
⑥活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量
A.①④ B.③④ C.④⑤⑥ D.②⑤
◆ 学习任务二 应用有效碰撞理论解释外因对
速率的影响
【核心知识讲解】
1.运用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素
(1)浓度
反应物浓度增大→→反应速率增大
(2)压强
压强增大→→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加 → 反应速率增大
(3)温度
温度升高→→反应速率增大
(4)催化剂
催化剂→→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大
2.活化能与化学反应速率的关系
活化能降低→普通分子变成活化分子→活化分子百分数增加→有效碰撞次数增加→反应速率增大。
①活化能越小,则一般分子成为活化分子越容易,则活化分子越多,单位时间内有效碰撞次数越多,反应速率越快。(下面例2就用到活化能与速率的关系)
②活化能越小,一般分子成为活化分子越容易,则反应条件越简单。
影响因素 单位体积内 反应速率
分子 总数 活化 分子数 活化分子 百分数
增大反应物浓度 (增大压强) 增加 增加 不变 增加
升高温度 不变 增加 增加 增加
催化剂 不变 增加 增加 增加
【知识迁移应用】
例2 [2024·天津南开区高二期中] 在化学反应中,其他条件不变,仅改变下列其中一个条件,能提高活化分子百分数的是 ( )
A.增大反应物浓度
B.增大气体反应的压强(压缩体积)
C.加入高效催化剂
D.增大固体反应物的接触面积
例3 [2024·北京昌平区高二期末] 碘蒸气的存在能提高温室气体N2O的分解速率,反应历程如下:第一步为I2(g)2I(g) (快反应);第二步为I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g) (慢反应);第三步为IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)。下列叙述不正确的是 ( )
A.提高N2O的分解速率关键是提高第二步的反应速率
B.第二步反应的活化能比第三步大
C.催化剂能改变N2O分解的反应历程,降低反应焓变
D.N2O分解的总反应为2N2O(g)2N2(g)+O2(g)
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)催化剂能降低反应所需的活化能,ΔH也会发生变化 ( )
(2)只要条件合适,普通分子之间的碰撞也可能是有效碰撞 ( )
(3)增大压强,一定会使活化分子的浓度增大,从而增大化学反应速率 ( )
(4)增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增加 ( )
(5)升温或使用催化剂能够提高活化分子的百分数,从而使反应速率增大 ( )
2.[2025·山东名校联盟高二期中] 已知某基元反应为2HIH2+2I·,根据碰撞理论分析,下列示意图中能表示该反应发生有效碰撞的是 ( )
A B
C D
3.[2024·北京丰台区高二期中] I-可以作为H2O2分解的催化剂,催化机理如下:
ⅰ.H2O2+I-H2O+IO-;
ⅱ. 。
分解反应过程中能量变化如图所示,下列判断不正确的是 ( )
A.曲线②为含有I-的反应过程
B.反应ⅱ为H2O2+IO-H2O+O2↑+I-
C.反应ⅰ和ⅱ均为放热过程
D.反应ⅰ的反应速率可能比反应ⅱ慢
4.某反应过程的能量变化关系如图所示,按要求回答下列问题:
(1)已知热化学方程式H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2 kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为 。
(2)已知C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH=+1.5 kJ·mol-1,某同学根据该反应吸收的热量较小,认为由石墨变为金刚石的反应很容易进行,但事实上该反应却很难发生,需要很高的温度和很大的压强,请你分析造成这种现象的主要因素是 。
(3)对于同一反应,图中虚线Ⅱ与实线Ⅰ相比,活化能降低,活化分子百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是 。 (共84张PPT)
第3课时 活化能
学习任务一 活化能与有效碰撞理论
学习任务二 应用有效碰撞理论解释
外因对速率的影响
学习任务一 活化能与有效碰撞理论
【课前自主预习】
1.基元反应与反应历程
(1)基元反应：一个化学反应往往经过多个反应步骤才能实现，每一
步反应都称为基元反应。
(2)反应历程：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反
应历程，又称__________。
(3)自由基：像上述反应历程中的 一样，带有单电子的原子或原子
团叫自由基，如·OH自由基。
反应机理
2.有效碰撞与活化能
(1)有效碰撞
化学反应
越快
(2)活化分子和活化能
①活化分子：能够发生__________的分子。
②活化能：活化分子具有的__________与反应物分子具有的_______
___之差。
有效碰撞
平均能量
平均能量
活化能
放出的能量
反应热
［问题思考］
(1)所有活化分子间的碰撞都是有效的吗？
提示：不一定。有效碰撞的前提有两个，一是分子具有足够的能量
(活化分子)，二是活化分子间的碰撞具有合适的取向。
(2)使用碰撞理论解释，在其他条件相同时浓度的改变为什么影响化
学反应速率？
提示：需要建立以下分析模型：其他条件相同时，增大反应物浓度
单位体积内活化分子数目增多 单位时间内有效碰撞次数增多
化学反应速率增大。
【知识迁移应用】
例1 下列说法错误的是( )
①当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学反应
②发生有效碰撞的分子一定是活化分子
③活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
④活化分子间每次碰撞都发生化学反应
⑤能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量
⑥活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量
A.①④ B.③④ C.④⑤⑥ D.②⑤
√
[解析] 分子间发生化学反应的条件：碰撞的分子具有足够的能量和适当的
取向，①正确；
能发生有效碰撞的分子具有足够的能量，一定是活化分子，②正确；
只有活化分子间有合适的取向，发生的碰撞才是有效碰撞，即活化分子间
的碰撞不一定是有效碰撞，③错误；
只有当活化分子间发生有效碰撞时才能发生化学反应，因此活化分子间每
次碰撞不一定都发生化学反应，④错误；
能发生有效碰撞的分子均为活化分子，必须具有相当高的能量，⑤正确；
活化能是指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量，⑥正确。
学习任务二 应用有效碰撞理论解释外因对速率的影响
【核心知识讲解】
1.运用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素
(1)浓度
(2)压强
(3)温度
(4)催化剂
2.活化能与化学反应速率的关系
活化能降低 普通分子变成活化分子 活化分子百分数增加 有
效碰撞次数增加 反应速率增大。
①活化能越小，则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，
单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越快。(下面例2就用到活
化能与速率的关系)
②活化能越小，一般分子成为活化分子越容易，则反应条件越简单。
影响因素 单位体积内 反应
速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大反应物浓度 (增大压强) 增加 增加 不变 增加
升高温度 不变 增加 增加 增加
催化剂 不变 增加 增加 增加
【知识迁移应用】
例2 ［2024·天津南开区高二期中］ 在化学反应中，其他条件不变，
仅改变下列其中一个条件，能提高活化分子百分数的是( )
A.增大反应物浓度
B.增大气体反应的压强(压缩体积)
C.加入高效催化剂
D.增大固体反应物的接触面积
√
[解析] 增大反应物浓度，只能提高单位体积内活化分子总数，但不能改变
活化分子百分数，A错误；
增大气体反应的压强(压缩体积)，只能提高单位体积内活化分子总数，但
不能改变活化分子百分数，B错误；
加入高效催化剂，降低活化能，可提高活化分子百分数，C正确；
增大固体反应物的接触面积，能提高活化分子碰撞的次数，但活化分子百
分数不变，D错误。
例3 ［2024·北京昌平区高二期末］ 碘蒸气的存在能提高温室气体的
分解速率，反应历程如下：第一步为 (快反应)；第二步为
(慢反应)；第三步为
(快反应)。下列叙述不正确的是( )
A.提高 的分解速率关键是提高第二步的反应速率
B.第二步反应的活化能比第三步大
C.催化剂能改变 分解的反应历程，降低反应焓变
D.分解的总反应为
√
[解析] 慢反应决定总反应速率，要提高 的分解速率，关键是提高慢反
应的反应速率，即第二步的反应速率，A正确；
活化能越大，反应速率越慢，则第二步反应的活化能比第三步大，B正确；
催化剂能改变反应速率，降低反应所需活化能，但不改变反应焓变，C错误；
根据方程式知，总反应中，是反应物，和 是生成物，总反应方程
式为 ，D正确。
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)催化剂能降低反应所需的活化能， 也会发生变化( )
×
(2)只要条件合适，普通分子之间的碰撞也可能是有效碰撞( )
×
(3)增大压强，一定会使活化分子的浓度增大，从而增大化学反应速
率( )
×
(4)增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效
碰撞次数增加( )
×
[解析] 增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子数，但不能改变
活化分子的百分数。
(5)升温或使用催化剂能够提高活化分子的百分数,从而使反应速率增
大( )
√
2.［2025·山东名校联盟高二期中］已知某基元反应为
，根据碰撞理论分析，下列示意图中能表示该反应
发生有效碰撞的是( )
A. B. C. D.
√
[解析] 能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞，四个选项中只有
D项发生了有效碰撞，生成了、 ，即发生了基元反应
，D正确。
3.［2024·北京丰台区高二期中］可以作为 分解的催化剂，催
化机理如下： ； ⅱ.____。
分解反应过程中能量变化如图所示，下列判断不正确的是( )
A.曲线②为含有 的反应过程
B.反应ⅱ为
C.反应ⅰ和ⅱ均为放热过程
D.反应ⅰ的反应速率可能比反应ⅱ慢
√
[解析] 曲线②活化能小于曲线①，故曲线②为含有催化剂 的反应过程，
A正确；
可以作为 分解的催化剂，反应前后化学性质不变，故反应ⅱ为
，B正确；
根据曲线②能量变化，反应ⅰ为吸热反应，
反应ⅱ为放热反应，C错误；
反应ⅰ的活化能大于反应 ，故反应ⅰ的反应
速率可能比反应ⅱ慢，D正确。
4.某反应过程的能量变化关系如图所示，按要求回答下列问题：
(1)已知热化学方程式
[解析] 该反应的活化能为，则其逆反应的活化能 正
反应活化能-反应焓变
。
，
该反应的活化能为
，则其逆反应的活
化能为_______________。
(2)已知石墨， 金刚石， ，某同学
根据该反应吸收的热量较小，认为由石墨变为金刚石的反应很容易进
行，但事实上该反应却很难发生，需要很高的温度和很大的压强，请
你分析造成这种现象的主要因素是_____________________。
该反应的活化能很高
[解析] 虽然石墨和金刚石的能量相差不大，但该反应的活化能很高，
因此引发该反应需要很高的温度和很大的压强。
(3)对于同一反应，图中虚线Ⅱ与实线Ⅰ
相比，活化能降低，活化分子百分数
增多，反应速率加快，你认为最可能
的原因是______________。
使用了催化剂
[解析] 催化剂能够降低反应的活化能，
提高活化分子百分数，加快反应速率，
因此虚线Ⅱ中改变的条件是使用了催化剂。
1.［2025·辽宁实验中学高二月考］下列说法中有明显错误的是
( )
A.岩石的风化、溶洞的形成、矿物的形成，变化极慢，是一些在自
然条件下活化能较高的反应
B.活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞
C.升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大
D.增大反应物浓度，可使单位体积内活化分子数增加，因而反应速
率增大
√
[解析] 岩石的风化、溶洞的形成、矿物的形成，反应速率极慢，是一些在
自然条件下活化能较高的反应，A正确；
当活化分子在有合适取向的条件下发生碰撞才能发生化学反应，此时的碰
撞为有效碰撞，如果没发生化学反应，则不是有效碰撞，B错误；
升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，有效碰撞次数增加，因而反
应速率增大，C正确；
增大反应物浓度，活化分子总数不变，可使单位体积内活化分子数增加，
因而反应速率增大，D正确。
2.［2024·天津河西区高二期中］在空气中与 的反应是分两步完
成的，其反应过程如图所示，下列有关说法正确的是( )
A.反应的活化能为
B.第一步反应是该反应的决速步骤
C.反应①的方程式为
,且为放热反应
D.如果加入合适的催化剂,可以
改变该反应的
√
[解析] 反应的活化能为 ，A错误；
第二步反应的活化能比第一步反应的高，则第二步反应才是该反应的决速
步骤，B错误；
反应①的方程式为 ，
由题图知，该反应的生成物总能
量比反应物总能量低，为放热反应，
C正确；
催化剂可以改变该反应的活化能，
不改变反应的 ，D错误。
3.［2025·河南南阳高二期中］研究表明与在 作用下发生反
应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是( )
A. 是决定该反应快慢的基元反应
B.使反应的活化能减小， 是中间产物
C.、 两步反应均为放热反应
D.若反应在恒容密闭容器中进行，温度越高，反应速率不一定越快
√
[解析] 由图知，反应①的能垒高于反应②，则反应①的速率较慢，总反应
速率由反应①即 的速率决定，A错误；
由图知，先转化为，后续又转化为，反应前后 未发生
变化，故是催化剂，降低反应活化能， 是中间产物，B正确；
两步反应的反应物总能量大于生成物总能量，均为放热反应，C正确；
因为有催化剂参与反应，温度过高，催化剂可能失活，反应速率降低，
故温度越高，反应速率不一定越快，D正确。
4.［2024·江苏南菁高级中学高二月考］苯的亲电取代反应分两步进行：
苯的亲电取代反应进程和能量的关系
如图所示，下列说法正确的是( )
A.反应Ⅱ的活化能
B.反应速率：Ⅰ Ⅱ
C.平均能量：中间体 反应物
D.与 的差值为总反应的焓变
√
[解析] 反应Ⅱ的活化能 ，A错误；
反应需要的活化能越大，反应越慢，
由图知反应速率Ⅰ Ⅱ，B错误；
由图知，中间体的能量比反应物高，
C正确；
焓变与两步正反应活化能的差值无关，
与产物和反应物的能量差值有关，D错误。
5.［2025·重庆重点中学高二联考］反应
中，每生成 ，放出热量，该反应的速率表达式为
、、待测 ，其反应包含下列两步：
(慢)； (快)。
时测得有关实验数据如下：
序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
下列说法不正确的是( )
A. 是该反应的中间产物
B.该反应的快慢主要取决于第①步反应
C.该反应速率表达式：
D.该反应的热化学方程式为
√
序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
[解析] 由题干信息知，第一步反应生成 ，第二步反应消耗，
是该反应的中间产物，A正确；
反应历程中反应慢的决定反应速率，该反应速率由第①步反应决定，B正确；
反应 ，其反应包含下列两步：
(慢)； (快)。
比较Ⅰ、Ⅱ数据，浓度不变，氢气浓度增大1倍，反应速率增大1倍，则 ，
比较Ⅲ、Ⅳ数据，浓度不变， 浓度增大1倍，反应速率增大到4倍，则
，据此得到速率方程， ，依据Ⅰ中数据计算
，则速率方程
，C正确；
序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
反应中，每生成 ，放出热量，
则生成，放出 热量，热化学方程式为
，D错误。
练习册
学习任务一 活化能与简单碰撞理论
1.我们把能够发生化学反应的碰撞
叫作有效碰撞；发生有效碰撞的
分子必须具有足够的能量，这种
分子叫作活化分子；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，叫作反应的活化能。
下列说法不正确的是( )
A.图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降
低了反应的活化能
B.图乙中 分子发生了有效碰撞
C.活化能接近于零的反应，当反应
物相互接触时，反应瞬间完成，而
且温度对其反应速率几乎没有影响
D.图甲中所示反应为放热反应
√
[解析] 曲线Ⅱ的最高峰比曲线Ⅰ低，但反应物、生成物能量与曲线Ⅰ一致，
则曲线Ⅱ可以表示催化剂可降低反应的活化能，A正确;
能够发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，由图乙可知碰撞后没有生成新物质，
即没有发生化学反应，不是有效碰撞，B错误;
活化能接近于零的反应，所有分子基本是活化分子，所以只要接触就可
迅速反应，反应瞬间完成，则温度对其反应速率的影响不大，C正确;
图甲中反应物能量高于生成物能量，该反应为放热反应，D正确。
2.［2025·福建厦泉五校高二期中］ 分解的能量变化曲线如图所
示。下列有关判断不正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.过程Ⅰ使用了催化剂，加快了反应速率
C.过程Ⅱ逆反应的活化能
D.催化剂通过参与反应，改变反应历程、
改变反应的活化能来改变化学反应速率
√
[解析] 由图知，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，
A正确；
过程Ⅰ的活化能低于过程Ⅱ，说明过程Ⅰ使用了催化剂，加快了反应速率，B正确；
过程Ⅱ逆反应的活化能 ，
C错误；
催化剂通过参与反应，改变反应历程、
改变反应的活化能来改变化学反应速率，
D正确。
3.已知反应
的反应机理如下： (快)
(慢)
(快)
下列有关说法错误的是( )
A.②反应的活化能最大
B.②中与 的碰撞仅部分有效
C.和 是该反应的催化剂
D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
√
[解析] ②反应最慢，说明活化能最大，A正确；
②反应为慢反应，说明反应的活化能大，微粒之间的许多碰撞都不能
发生化学反应，因此碰撞仅部分有效，B正确；
反应过程中和 是中间产物，不是催化剂，C错误；
总反应为放热反应，则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大，
D正确。
4.已知分解放出热量，在含少量的溶液中，
分解的机理为 (慢)、
(快)。下列有关该反应的说法不正确的
是( )
A.总反应中
B.的分解速率与 的浓度有关
C.该反应的催化剂是，而不是
D.由于催化剂的加入降低了反应的活化能，使该反应活化能低于
√
[解析] 总反应为 ，速率之比等于化学计量数
之比，则总反应中 ，A正确；
为慢反应，则的分解速率与 的浓度
有关，B正确；
为中间产物，该反应的催化剂是，而不是 ，C正确；
催化剂可降低反应的活化能，但其活化能大小不能确定，D错误。
学习任务二 外因对速率影响的理论解释
5.［2025·广东三校高二联考］下列有关说法正确的是( )
A.恒温恒压下，向平衡体系充入 ，正、逆反
应速率都不变
B.通过光辐射、超声波、高速研磨等，也有可能改变反应速率
C.升高温度和增大浓度都可以提高反应体系内活化分子百分数
D.加入催化剂，不能改变活化分子百分数
√
[解析] 恒温恒压下，向平衡体系充入 ，气体体
积增大，浓度减小，速率减慢， 错误；
通过光辐射、超声波、高速研磨等方式，向反应体系输入能量，有可
能改变反应速率，B正确；
增大浓度，使单位体积内活化分子总数增加，活化分子百分数不变，
C错误；
加入催化剂，降低活化能，提高活化分子百分数，D错误。
6.［2024·北京丰台区高二期中］在反应 中，有关反应
条件改变使反应速率增大的原因分析中，不正确的是( )
A.加入适宜的催化剂，可降低反应的活化能
B.增大 ，单位体积内活化分子数增大
C.升高温度，单位时间内有效碰撞次数增加
D.增大压强，活化分子的百分数增大
√
[解析] 加入合适的催化剂，能降低反应的活化能，反应速率增大，
A正确；
增大碘化氢的浓度，单位体积内活化分子数增多，反应速率增大，
B正确；
升高温度，单位时间内有效碰撞次数增加，反应速率增大，C正确；
增大压强，单位体积内活化分子数增多，反应速率增大，但活化分子
百分数不变，D错误。
7.工业制氢原理： 。改变下列条件能提高
产生氢气的速率且提高活化分子百分数的是( )
A.将炭块改为炭粉 B.加入高效催化剂
C.降低反应温度 D.增大水蒸气浓度
[解析] 将炭块改为炭粉，可以增大C与 的接触面积，可以使反应速
率加快，但不能提高活化分子百分数，A错误；
加入高效催化剂，可以降低反应的活化能，使更多的普通分子变为活化分
子，因此既能提高产生氢气的速率，也可以提高活化分子百分数，B正确；
√
7.工业制氢原理： 。改变下列条件能提高
产生氢气的速率且提高活化分子百分数的是( )
A.将炭块改为炭粉 B.加入高效催化剂
C.降低反应温度 D.增大水蒸气浓度
降低反应温度，速率变慢，C错误；
增大水蒸气浓度，可以加快反应速率，但不能提高活化分子百分数，D错误。
√
8.［2025·浙江强基联盟高二期中］向A、B两试管中加入等量 溶
液，然后再向B中滴入几滴 溶液，其反应过程如图所示。
Ⅰ.
Ⅱ.
下列说法不正确的是( )
A.曲线②是滴加了溶液的反应过程， 改变了 分解反应
的历程
B.是催化剂； 是中间产物
C.、 分别是反应Ⅰ、Ⅱ的正反应活化能，
反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ的速率
D.催化剂能降低反应的活化能，提高反应物
分子中活化分子百分数
√
Ⅰ.
Ⅱ.
[解析] 为 分解的催化剂，降低了反应的活化能，改变了反应的
历程，对应曲线②，A正确；
先消耗后生成，反应前后质量不变，是催化剂， 先生成后消耗，
是中间产物，B正确；
Ⅰ.
Ⅱ.
从图知为反应Ⅰ的正反应活化能， 是反应Ⅱ的逆反应活化能，反应中
活化能越大，反应速率越慢，正反应活化能：反应Ⅰ 反应Ⅱ，反应速率：
反应Ⅰ 反应Ⅱ，C错误；
催化剂能降低反应的活化能，反应物分子中
活化分子百分数增大，单位体积内活化分子
个数增多，有效碰撞次数增加，反应速率
加快，D正确。
9.［2025·湖南部分学校高二联考］某化学兴趣小组以镁与盐酸的反
应为研究对象，设计了四组实验探究反应物浓度、反应温度和催化
剂三个因素对化学反应速率的影响，数据如表，下列说法错误的是
( )
实验 编号 催化剂
① 1.0 1.0 20 无 120
② 1.0 30 无 80
③ 1.0 1.0 30 有 70
④ 1.0 2.0 20 无 90
A.
B.实验①和④可探究反应物浓度对化学反应速率的影响
C.对比实验①和②，升高反应温度，活化分子总数增大，化学反应
速率加快
D.实验①和③可探究催化剂对化学反应速率的影响
√
[解析] 由变量控制法知， ，A正确；
实验①④对比，盐酸浓度不同，其他条件相同，故探究反应物浓度对反应
速率的影响，B正确；
实验 编号 催化剂
① 1.0 1.0 20 无 120
② 1.0 30 无 80
③ 1.0 1.0 30 有 70
④ 1.0 2.0 20 无 90
升高温度，活化分子百分数增大，活化分子总数增大，化学反应速率加快，
C正确；
实验②③探究催化剂对反应速率的影响，实验①③有两种变量：温度、
催化剂，D错误。
实验 编号 催化剂
① 1.0 1.0 20 无 120
② 1.0 30 无 80
③ 1.0 1.0 30 有 70
④ 1.0 2.0 20 无 90
10.［2025·浙江9+1联盟高二期中］乙烯在溴水中发生加成反应的机
理如图所示：
实验显示，在饱和溴水中反应时，产物A和B的比例约为 。下列说
法不正确的是( )
A.若在的 溶液中反应，产物仅有A
B.该反应不可逆，产物的比例主要由第②和第③步反应的速率大小决定
C.降低溴的浓度，产物中B的比例可能升高
D.该实验说明第②步反应的活化能比第③步大
√
[解析] 根据题意，若改为的 溶液，溶液中没有水分子，无法进行
反应③，则反应产物仅有A，A正确；
由于该反应不可逆，则产物的比例主要由第②和第③步反应的速率大小决
定，B正确；
降低溴的浓度， 浓度减小，反应②的速率相对变慢，则产物中B的比例
可能升高，C正确；
该实验中的变量可能是活化能大小不同，也可能是浓度不等造成速率不同，
故不能确定反应②③的活化能大小，D错误。
11.(10分)［2024·福建莆田三中高二月考］ 回答下列问题：
(1)(2分)对于在一个密闭容器中进行的反应 ，
下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是______。
①增加C的量 ②增加 的量 ③将容器的容积缩小一半
④保持容积不变，充入 以增大压强 ⑤升高反应体系的温度
⑥保持压强不变，充入 以增大容积
①④
[解析] ①碳为固体，浓度为定值，增加C的量，不改变反应速率，正确；
②增加 的量，增大反应速率，错误；
③将容器的容积缩小一半，各气体浓度增大，增大反应速率，错误；
④保持容积不变，充入 以增大压强，反应体系各气体浓度不变，反应速
率不变，正确；
⑤升高反应体系的温度，增大反应速率，错误；
⑥保持压强不变，充入 以增大容积，反应体系各气体浓度减小，反应速
率减小，错误；
故选①④。
(2)(2分)新型纳米材料氧缺位高铁酸
盐能将烟气中的 除去，
原理如图所示。该过程中转化的
和消耗的 体积比为_____。
[解析] 由图可知，该过程的总反应为 ，则
该过程中转化的和消耗的体积比为 。
(3)(6分)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水
煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用“*”
标注。
可知水煤气变换的 ______0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能
垒(活化能)_____ ，写出该步骤的化学方程式：
____________________________________________________________。
小于
2.02
(或)
[解析] 产物能量之和-反应物能量之和，则水煤气变换反应的 小于0；
根据图可知，该历程中最大能垒(活化能) ，
该步骤的化学方程式：
(或 )。
快速核答案
新课探究
学习任务一 活化能与有效碰撞理论
【课前自主预习】
反应机理 2. （1）化学反应 越快 （2）有效碰撞 平均能量
平均能量 活化能 放出的能量 反应热
［问题思考］
（1）提示：不一定。有效碰撞的前提有两个，一是分子具有足够的
能量（活化分子），二是活化分子间的碰撞具有合适的取向。
（2）提示：需要建立以下分析模型：其他条件相同时，增大反应物
浓度 单位体积内活化分子数目增多 单位时间内有效碰撞次数增
多 化学反应速率增大。
【知识迁移应用】
例1 B
学习任务二 应用有效碰撞理论解释外因对速率的影响
【知识迁移应用】
例2 C 例3 C
课堂评价 知识巩固 素养形成
（1）× （2）× （3）× （4）× （5）√ 2. D 3. C
4. （1） （2）该反应的活化能很高
（3）使用了催化剂
练习册
B 2. C 3. C 4. D 5. B
6. D 7. B 8. C 9. D 10. D
11. （1）①④ （2） （3）小于 2.02
（或）第3课时 活化能
◆ 学习任务一 活化能与简单碰撞理论
1.我们把能够发生化学反应的碰撞叫作有效碰撞;发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量,这种分子叫作活化分子;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,叫作反应的活化能。下列说法不正确的是 ( )
A.图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能
B.图乙中HI分子发生了有效碰撞
C.活化能接近于零的反应,当反应物相互接触时,反应瞬间完成,而且温度对其反应速率几乎没有影响
D.图甲中所示反应为放热反应
2.[2025·福建厦泉五校高二期中] HI(g)分解的能量变化曲线如图所示。下列有关判断不正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.过程Ⅰ使用了催化剂,加快了反应速率
C.过程Ⅱ逆反应的活化能E2=185 kJ·mol-1
D.催化剂通过参与反应,改变反应历程、改变反应的活化能来改变化学反应速率
3.已知反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-752 kJ·mol-1的反应机理如下:
①2NO(g)N2O2(g)(快)
②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)(慢)
③N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)(快)
下列有关说法错误的是 ( )
A.②反应的活化能最大
B.②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效
C.N2O2和N2O是该反应的催化剂
D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
4.已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为H2O2+I-H2O+IO-(慢)、H2O2+IO-H2O+O2+I-(快)。下列有关该反应的说法不正确的是 ( )
A.总反应中v(H2O2)∶v(O2)=2∶1
B.H2O2的分解速率与I-的浓度有关
C.该反应的催化剂是I-,而不是IO-
D.由于催化剂的加入降低了反应的活化能,使该反应活化能低于98 kJ·mol-1
◆ 学习任务二 外因对速率影响的理论解释
5.[2025·广东三校高二联考] 下列有关说法正确的是 ( )
A.恒温恒压下,向2NO2(g)N2O4(g)平衡体系充入N2,正、逆反应速率都不变
B.通过光辐射、超声波、高速研磨等,也有可能改变反应速率
C.升高温度和增大浓度都可以提高反应体系内活化分子百分数
D.加入催化剂,不能改变活化分子百分数
6.[2024·北京丰台区高二期中] 在反应2HIH2+I2中,有关反应条件改变使反应速率增大的原因分析中,不正确的是 ( )
A.加入适宜的催化剂,可降低反应的活化能
B.增大c(HI),单位体积内活化分子数增大
C.升高温度,单位时间内有效碰撞次数增加
D.增大压强,活化分子的百分数增大
7.工业制氢原理:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。改变下列条件能提高产生氢气的速率且提高活化分子百分数的是 ( )
A.将炭块改为炭粉 B.加入高效催化剂
C.降低反应温度 D.增大水蒸气浓度
8.[2025·浙江强基联盟高二期中] 向A、B两试管中加入等量H2O2溶液,然后再向B中滴入几滴FeCl3溶液,其反应过程如图所示。
Ⅰ.H2O2+2Fe3+2Fe2++2H++O2↑
Ⅱ.H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O
下列说法不正确的是 ( )
A.曲线②是滴加了FeCl3溶液的反应过程,Fe3+改变了H2O2分解反应的历程
B.Fe3+是催化剂;Fe2+是中间产物
C.E1、E2分别是反应Ⅰ、Ⅱ的正反应活化能,反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ的速率
D.催化剂能降低反应的活化能,提高反应物分子中活化分子百分数
9.[2025·湖南部分学校高二联考] 某化学兴趣小组以镁与盐酸的反应为研究对象,设计了四组实验探究反应物浓度、反应温度和催化剂三个因素对化学反应速率的影响,数据如表,下列说法错误的是 ( )
实验 编号 Mg的质量/g HCl溶液 (过量)浓度/(mol·L-1) 温度/℃ 催化剂 产生等体积H2 所需时间/s
① 1.0 1.0 20 无 120
② 1.0 c1 30 无 80
③ 1.0 1.0 30 有 70
④ 1.0 2.0 20 无 90
A.c1=1.0
B.实验①和④可探究反应物浓度对化学反应速率的影响
C.对比实验①和②,升高反应温度,活化分子总数增大,化学反应速率加快
D.实验①和③可探究催化剂对化学反应速率的影响
10.[2025·浙江9+1联盟高二期中] 乙烯在溴水中发生加成反应的机理如图所示:
实验显示,在饱和溴水中反应时,产物A和B的比例
约为1∶9。下列说法不正确的是 ( )
A.若在Br2的CCl4溶液中反应,产物仅有A
B.该反应不可逆,产物的比例主要由第②和第③步反应的速率大小决定
C.降低溴的浓度,产物中B的比例可能升高
D.该实验说明第②步反应的活化能比第③步大
11.(10分)[2024·福建莆田三中高二月考] 回答下列问题:
(1)(2分)对于在一个密闭容器中进行的反应 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ,下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是 。
①增加C的量
②增加CO的量
③将容器的容积缩小一半
④保持容积不变,充入 He以增大压强
⑤升高反应体系的温度
⑥保持压强不变,充入He以增大容积
(2)(2分)新型纳米材料氧缺位高铁酸盐(ZnFeOx)能将烟气中的SO2除去,原理如图所示。该过程中转化的SO2和消耗的H2体积比为 。
(3)(6分)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用“*”标注。
可知水煤气变换的ΔH 0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正= eV,写出该步骤的化学方程式: 。
