活化能及其对化学反应速率的影响知识点题库

对于在一定条件下进行的化学反应：2SO₂+O₂⇌2SO₃ ，改变下列条件，可以提高反应物中的活化分子百分数的是（　　）

A . 降低温度 B . 增大压强 C . 使用催化剂 D . 增大反应物浓度

已知：MnO₄^﹣在酸性环境下的还原产物是Mn²⁺ ．某化学兴趣小组的甲同学在向草酸（弱酸）溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时，发现溶液褪色总是先慢后快，即反应速率由小变大．为此，他对此实验进行了探究．

【实验用品】

试剂：0.1mol•L^﹣¹ H₂C₂O₄溶液、0.1mol•L^﹣¹ KMnO₄溶液、稀硫酸、MnSO₄固体

仪器：试管（若干个）、胶头滴管（2支）

【实验内容】

在1号和2号试管中分别加入10mL H₂C₂O₄溶液和少量稀硫酸，在1号试管中加入硫酸锰固体．然后在两支试管中加入0.1mol•L^﹣¹ KMnO₄溶液．现做如下对比实验，现象如下表所示：

加入药品

不加MnSO₄的

稀硫酸酸化的

H₂C₂O₄溶液

加少量MnSO₄的

稀硫酸酸化的

H₂C₂O₄溶液

实验现象

（褪色时间）

溶液褪色很慢

（31秒）

溶液褪色很快

（4秒）

请回答下列问题．

（1）甲同学进行该实验还缺少的实验仪器是．

（2）H₂C₂O₄溶液与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式为　．

（3）甲同学认为该反应褪色由慢到快是何种原因引起的？．

（4）乙同学从甲同学的实验探究中得到启示，他也提出了可能影响该化学反应速率的因素，你认为他提出的因素可能是（写一条即可）．

20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态．

（1）图I是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效碰撞的是（选填“A”、“B”或“C”）；

（2）图Ⅱ是NO₂和CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式：　　；

（3）下表是部分化学键的键能数据：

化学键	P﹣P	P﹣O	O=O	P=O
键能/kJ•mol^﹣¹	198	360	498	X

已知白磷的燃烧热为2982kJ/mol，白磷（P₄）、P₄O₆、P₄O₁₀结构如下图所示，则上表中X= ．

（4）0.5mol白磷（P₄）与O₂完全反应生成固态P₄O₆放出的热量为 kJ．

已知分解1mol H₂O₂放出热量98kJ。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正确的是（）

A . 反应速率与I^-浓度有关 B . IO^-也是该反应的催化剂 C . 反应活化能等于98kJ·mol^-1 D . v(H₂O₂)=v(H₂O)=v(O₂)

一定温度下，在1L恒容密闭容器中加入1mol的N₂(g)和3molH₂(g)发生反应：N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) △H<0， NH₃的物质的量与时间的关系如下表所示，下列说法错误的是( )

时间(min)	0	t₁	t₂	t₃
NH₃物质的量(mol)	0	0.2	0.3	0.3

A . 0〜t₁min，v(NH₃)=0.2/t₁mol·L^-1·min^-1 B . t₃时再加入1mol的N₂(g)和3molH₂(g)，反应达新平衡时，c(N₂)>0.85mol·L^-1 C . N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g)的活化能小于2NH₃(g)

N₂(g)+3H₂(g)的活化能 D . 升高温度，可使正反应速率减小，逆反应速率增大，故平衡逆移

NH₃是一种重要的化工原料，其合成及应用一直备受广大化学工作者的关注。N₂和H₂生成NH₃的反应为：N₂（g）+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) △H=－92kJ•mol^-1。

（1）已知：N₂(g) $\text{[math]}$ 2N(g);H₂(g) $\text{[math]}$ 2H(g)，则断开1mol
N－H键所需要的能量是kJ。
（2）有利于提高合成氨平衡产率的条件是。

A . 低温 B . 高温 C . 低压 D . 高压 E . 催化剂
（3）向一个恒温恒压容器充入1molN₂和3molH₂模拟合成氨反应，右图为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强（p）的关系图。
若体系在T₁、60MP_a下达到平衡。

①此时平衡常数K_p（MP_a）^-2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数；计算结果保留3位小数）。

②T₁T₂（填“>”、“<”或“=”）。
（4）合成氨反应在催化剂作用下的反应历程为（*表示吸附态）：
第一步 N₂（g）→ 2N^*；H₂（g）→ 2H^*（慢反应）

第二步 N^*+H^* $\text{[math]}$ NH^*；NH^*+H^* $\text{[math]}$ NH₂^*；NH₂^*+H^* $\text{[math]}$ NH₃^*；（快反应）

第三步 NH₃^* $\text{[math]}$ NH₃(g)（快反应）

比较第一步反应的活化能E₁与第二步反应的活化能E₂的大小：E₁E₂（填“>”、“<”或“=”），判断理由是。
（5）肼（N₂H₄）又称为联氨，可作火箭发动机的燃料。肼分子的电子式为。

2SO₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2SO₃(g) △H₁反应过程中的能量变化如图所示。下列有关叙述不正确的是( )

A . 2SO₂(g) +O₂(g) $\text{[math]}$ 2SO₃(l) △H₂>△H₁ B . 温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度 C . 该反应的正反应为放热反应，△H=(E₁-E₂) Kj·mol^-1 D . 使用催化剂可降低活化能，提高活化分子百分数

2SO₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2SO₃(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO₂(g)氧化为1 mol SO₃的ΔH=-99 kJ·mol^-1 ，请回答下列问题：

图片_x0020_100021

（1） E的大小对该反应的反应热有无影响?，该反应通常用V₂O₅作催化剂，加V₂O₅会使图中B点升高还是降低?。
（2）图中△H=kJ·mol^-1。
（3）已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol^-1 ，计算由S(s)生成1 mol SO₃(g)放出的热量为kJ。

十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢萘(C₁₀H₁₈)→四氢萘(C₁₀H₁₂)→萘(C₁₀H₈)”的脱氢过程释放氢气。已知：

C₁₀H₁₈(l) $\text{[math]}$ C₁₀H₁₂(l)＋3H₂(g) △H₁

C₁₀H₁₂(l) $\text{[math]}$ C₁₀H₈(l)＋2H₂(g) △H₂

△H₁＞△H₂＞0；C₁₀H₁₈→C₁₀H₁₂的活化能为Ea₁ ， C₁₀H₁₂→C₁₀H₈的活化能为Ea₂ ，十氢萘的常压沸点为192℃；在192℃，液态十氢萘的脱氢反应的平衡转化率约为9％。请回答：

（1）有利于提高上述反应平衡转化率的条件是_________。

A . 高温高压 B . 低温低压 C . 高温低压 D . 低温高压
（2）研究表明，将适量的十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由是。
（3）温度335℃，在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00 mol)催化脱氢实验，测得C₁₀H₁₂和C₁₀H₈的产率x₁和x₂(以物质的量分数计)随时间变化关系，如图所示。

①在8 h时，反应体系内氢气的量为mol(忽略其他副反应)。

②x₁显著低于x₂的原因是

③在图中绘制“C₁₀H₁₈→C₁₀H₁₂→C₁₀H₈”的“能量～反应过程”示意图。

利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法，已知煤液化时有反应CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)，其反应过程中的能量变化情况如图所示，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断错误的是（）

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A . 该反应的反应热ΔH=－91kJ·mol^－¹ B . 加入催化剂后，该反应的ΔH变小 C . 反应物的总能量大于生成物的总能量 D . 从图中可以看出，使用催化剂降低了该反应的活化能

CO与N₂O在铁催化剂表面进行如下两步反应，其相对能量与反应历程如图所示。

第一步：Fe*+N₂O=FeO^※+N₂

第二步：FeO*+CO=Fe*+CO₂

下列叙述错误的是（）

A . 第一步反应比第二步反应快 B . 上述两步反应的△H均小于0 C . Fe*是反应的催化剂 D . 总反应为CO+N₂O=N₂+CO₂

Claiscn重排反应是有机合成中常用的重要反应。以 $\text{[math]}$ 为例，其反应过程对应的机理有两种，如图(“ $\text{[math]}$ ”可表示单，双键)，下列说法错误的是（）

A . 机理1：反应物→产物的过程中，有极性共价键断裂 B . 机理2：反应物→中间体的过程中，没有化学键断裂，只有空间结构变化 C . 该反应的化学方程式： $\text{[math]}$ D . 相比于机理1，机理2所需活化能降低，活化分子百分比下降，反应速率减慢

$\text{[math]}$ 反应过程的能量变化如图所示。已知 $\text{[math]}$ 被氧化为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。回答下列问题：

（1）图中A的大小表示通常状况下，mol $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 所组成混合气的。图中 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
（2） E的值是该反应的。已知该反应的实际过程中，发生了反应 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。由此可知该反应的催化剂可以是，催化剂的使用可以改变图中的值（填写“E”或“ $\text{[math]}$ ”）。

改变下列条件，可以改变反应活化能的是（）

A . 压强 B . 温度 C . 反应物浓度 D . 催化剂

某反应加入催化剂后，反应历程变成两个基元反应，相关能量变化如图所示(E为正值，单位：kJ·mol^-1)。下列有关说法正确的是（）

A . 该总反应的活化能E_a=E₁＋E₃ B . 该总反应的焓变△H=-(E₄＋E₂-E₁-E₃) C . 此条件下，第一个基元反应的反应速率大于第二个 D . 对于E_a>0的反应，必须加热才能进行

在化学反应中，能引发化学反应的分子间碰撞称之为有效碰撞，这些分子称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能，其单位用 $\text{[math]}$ 表示。请认真观察下图，然后回答问题。

（1）图中反应是(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 的代数式表示)。
（2）已知： $\text{[math]}$ ，该反应的活化能为 $\text{[math]}$ ，则其逆反应的活化能为。
（3）对于同一反应，图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比，活化能(填“升高”“降低”或“不变”)，对反应热是否有影响？，原因是

在无催化剂和有催化剂条件下，HCN和HNC之间发生 $\text{[math]}$ 异构化反应的历程与相对能量变化如图所示。下列说法正确的是（）

A . 使用催化剂只降低了正反应的活化能 B . $\text{[math]}$ 比 $\text{[math]}$ 稳定 C . $\text{[math]}$ ，使用催化剂可增加反应吸收的热量 D . 曲线Ⅱ为催化剂条件下的反应历程，第一步反应为决速反应

某种含二价铜微粒 $\text{[math]}$ 的催化剂可用于汽车尾气脱硝。催化机理如图甲，反应历程如图乙。下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 可加快脱硝速率，提高脱硝的平衡转化率 B . 状态③到状态④的变化过程为图示反应的决速步骤 C . 升高温度，脱硝反应的正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度 D . 当有 $\text{[math]}$ 消耗时，状态④到状态⑤的变化过程中转移的电子为 $\text{[math]}$