高考二轮复习知识点：活化能及其对化学反应速率的影响

更新时间：2023-07-30 浏览次数：15 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2014·海南) 某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是（）

A . 反应过程a有催化剂参与 B . 该反应为放热反应，热效应等于△H C . 改变催化剂，不能改变该反应的活化能 D . 有催化剂条件下，反应的活化能等于E₁+E₂

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2. (2022·福建) 福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用 $\text{[math]}$ 和改性的 $\text{[math]}$ 基催化剂，可打通从合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是（）

A . 草酸属于无机物 B . $\text{[math]}$ 与石墨互为同分异构体 C . $\text{[math]}$ 属于过渡元素 D . 催化剂通过降低焓变加快反应速率

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3. (2022·广东) 在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应 $\text{[math]}$ 的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则（）

A . 无催化剂时，反应不能进行 B . 与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C . a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D . 使用催化剂Ⅰ时， $\text{[math]}$ 内， $\text{[math]}$

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4. (2023·赣州模拟) 工业上在催化剂的作用下CO可以合成甲醇，用计算机模拟单个CO分子合成甲醇的反应历程如图。下列说法正确的是。

A . 反应过程中有极性键的断裂和生成 B . 反应的决速步骤为III→IV C . 使用催化剂降低了反应的 $\text{[math]}$ D . 反应的热化学方程式为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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5. (2023·汕头模拟) 下图是用钉 $\text{[math]}$ 基催化剂催化 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的反应示意图，当反应生成 $\text{[math]}$ 液态 $\text{[math]}$ 时放出 $\text{[math]}$ 的热量。下列说法错误的是

A . 反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成 B . 图示中物质I为该反应的催化剂，物质II、III为中间产物 C . 使用催化剂可以降低反应的活化能，但无法改变反应的焓变 D . 由题意知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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6. (2023·湖南模拟) 2022年诺贝尔化学奖授予在“点击化学和生物正交化学”领域做出贡献的三位科学家。点击化学经典反应之一是一价铜[Cu]催化的叠氮化物－端炔烃环加成反应，反应机理示意如图：
下列说法正确的是

A . 反应③过程中，不涉及极性键的断裂和形成 B . 转化过程中N的杂化方式发生改变 C . 该反应的总反应是取代反应，反应历程是离子反应历程 D . 一价铜[Cu]催化剂能有效降低总反应的焓变，加快反应速率

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7. (2023·龙岩模拟) CO₂加氢制备CH₄的一种催化机理如图(活化的微粒用*标注)，下列说法中正确的是

A . CO₂*的能量高于CO₂ B . Ni－H₂的形成增大了H－H键能 C . Ni、La₂O₃和La₂O₂CO₃加氢反应的催化剂 D . 制备CH₄的过程涉及极性键和非极性键的断裂、形成

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8. (2023·漳州模拟) 将 $\text{[math]}$ 电催化转化成燃料和化学品具有重要意义。甲酸可以作为氢载体直接用于甲酸燃料电池。某科学家在常温下用S-In催化剂电催化还原 $\text{[math]}$ 制甲酸的机理如图甲所示，反应历程如图乙所示，其中吸附在催化剂表面的原子用*标注。下列说法错误的是

A . 使用S-In催化剂，可以降低反应的活化能 B . $\text{[math]}$ 在催化剂表面 $\text{[math]}$ 的催化作用下转化为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ C . 电催化还原 $\text{[math]}$ 制甲酸的总反应式为 $\text{[math]}$ D . 电催化还原制备甲酸时，阳极电势比阴极低

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9. (2023·淮北模拟) 芬顿试剂是以 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 组成的水溶液体系，具有极强的氧化能力，其机理如图所示。下列说法错误的是

A . $\text{[math]}$ 起到催化作用 B . 基元反应1的方程式为： $\text{[math]}$ C . 基元反应1的活化能比基元反应2的高 D . 图示过程中， $\text{[math]}$ 会发生变化

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10. (2022高二上·沂水期中) 臭氧分解2O₃⇌3O₂的反应历程包括以下反应：
反应①：O₃→O₂+O•    (快)
反应②：O₃+O•→2O₂    (慢)
大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基(Cl•)能够催化O₃分解，加速臭氧层的破坏。下列说法正确的是（   ）

A . 活化能：反应①>反应② B . O₃分解为O₂的速率主要由反应②决定 C . Cl•主要参与反应①，改变O₃分解的反应历程 D . Cl•参与反应提高了O₃分解为O₂的平衡转化率

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11. (2022·房山模拟) 实验室用锌与稀硫酸反应制氢气，下列做法能加快反应速率的是（）

A . 选用纯度更大的金属锌 B . 改用浓硫酸 C . 改用粗锌(含铜、银) D . 降低温度

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12. (2022·泰州模拟) SO₂转化为SO₃的反应为2SO₂(g)+O₂(g)=2SO₃(g) △H=-197.7kJ·mol^-1 ，对于反应2SO₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2SO₃(g)，下列说法正确的是（）

A . 升高温度，能增加SO₂的反应速率和转化率 B . 使用催化剂，能改变反应路径并降低反应活化能 C . 工业上不采用高压条件，是因为加压会降低SO₂的平衡转化率 D . 单位时间内生成2molSO₂、同时消耗2moSO₃ ，则反应处于平衡状态

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13. (2022·济南模拟) 常温常压下，在3种不同碳负载的铜微粒(a、b和c)上，选择性电催化乙炔加氢制乙烯( $\text{[math]}$ 电还原为 $\text{[math]}$ 的反应可同时发生)，相对能量变化如图，下列说法错误的是（）

A . 析氢反应是电催化乙炔加氢制乙烯的竞争反应 B . 析氢反应的能力： $\text{[math]}$ C . 吸附 $\text{[math]}$ 的能力： $\text{[math]}$ D . ⅰ生成ⅱ是乙炔加氢制乙烯反应历程中的决速步骤

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二、多选题

14. (2022·湖南) 反应物（S）转化为产物（P或 $\text{[math]}$ ）的能量与反应进程的关系如下图所示：

下列有关四种不同反应进程的说法正确的是（）

A . 进程Ⅰ是放热反应 B . 平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ C . 生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D . 进程Ⅳ中，Z没有催化作用

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15. (2022·日照模拟) HBr对CH₃CH=CH₂亲电加成分两步：HBr首先对CH₃CH=CH₂质子化形成CH₃CH₂CH $\text{[math]}$ 、(CH₃)₂CH⁺两种中间体和Br^- ，然后中间体分别与Br^-结合生成CH₃CH₂CH₂Br、(CH₃)₂CHBr两种产物。这两种竞争反应路径的能量(G)变化如图所示。
下列说法正确的是（）

A . 两种路径中的第一步质子化均是整个反应的决速步 B . 加成产物主要以1-溴丙烷为主，这是动力学与热力学共同控制的结果 C . (CH₃)₂CH⁺比CH₃CH₂CH $\text{[math]}$ 更稳定，并且相应的质子化的活化能也更低 D . 温度升高时，该反应的正反应速率增大程度大于逆反应速率增大程度

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16. (2022·淄博模拟) 科研工作者通过计算机模拟和数学计算，设计出三条在含Pt-O结构的化合物中插入CO的反应路径，其相对能量变化如图。下列说法错误的是（）

A . 该反应为放热反应 B . 路径Ⅱ中的最大能垒(活化能)为57.2kJ/mol C . 反应过程中Pt的成键数目发生了改变 D . 路径Ⅲ为主反应

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17. (2022·济南模拟) 均相芬顿反应原理是高级氧化技术的经典工艺之一，如图所示( $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为速率常数)。下列说法错误的是（）

A . 相同条件下，基元反应Ⅰ比Ⅱ的活化能低 B . 基元反应Ⅰ中氧元素的化合价没有发生变化 C . 基元反应Ⅱ的化学方程式为 $\text{[math]}$ D . 芬顿反应进行的过程中，整个体系的 $\text{[math]}$ 几乎不变(忽略体积变化)

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18. (2022·德州模拟) 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

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19. (2022·潍坊模拟) 2-甲基丙烯与HCl的加成反应有两种产物，这两种加成反应过程与其相应的能量变化曲线关系如下图所示。在恒容绝热密闭容器中通入一定量的2-甲基丙烯与HCl的混合物进行有关反应。下列说法正确的是（）

A . 产物稳定性的强弱：产物1<产物2 B . 反应的活化能大小：反应Ⅰ>反应Ⅱ C . 升高温度，反应Ⅰ的逆反应速率变化值小于反应Ⅱ的逆反应速率变化值 D . 2-甲基丙烯与 $\text{[math]}$ 的加成反应产物中，更稳定

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20. (2021·石家庄模拟) 科研工作者通过计算机模拟和数学计算，设计出三条在含 $\text{[math]}$ 结构的化合物中插入 $\text{[math]}$ 的反应路径，其相对能量变化如图所示：
下列说法错误的是（）

A . 该反应为放热反应 B . 通过图象的分析得出，该反应按照路径Ⅲ进行 C . 反应过程中 $\text{[math]}$ 的成键数目不变 D . 图中M与N互为同分异构体

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三、非选择题

21. (2023·湖北) 纳米碗 $\text{[math]}$ 是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下， $\text{[math]}$ 可以由 $\text{[math]}$ 分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。 $\text{[math]}$ 的反应机理和能量变化如下：




回答下列问题：
1. （1）已知 $\text{[math]}$ 中的碳氢键和碳碳键的键能分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， H-H键能为 $\text{[math]}$ 。估算 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）图示历程包含个基元反应，其中速率最慢的是第个。
3. （3） $\text{[math]}$ 纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为、。
4. （4） 1200K时，假定体系内只有反应 $\text{[math]}$ 发生，反应过程中压强恒定为 $\text{[math]}$ (即 $\text{[math]}$ 的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ 为(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
5. （5） $\text{[math]}$ 及 $\text{[math]}$ 反应的 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下， $\text{[math]}$ (R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是。
6. （6）下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成 $\text{[math]}$ 的反应速率的是(填标号)。
  a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
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22. (2023·新课标卷) 氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
1. （1）根据图1数据计算反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）研究表明，合成氨反应在 $\text{[math]}$ 催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位， $\text{[math]}$ 表示被吸附于催化剂表面的 $\text{[math]}$ )。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为(填步骤前的标号)，理由是。
3. （3）合成氨催化剂前驱体(主要成分为 $\text{[math]}$ )使用前经 $\text{[math]}$ 还原，生成 $\text{[math]}$ 包裹的 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ 属于立方晶系，晶胞参数 $\text{[math]}$ ，密度为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 晶胞中含有 $\text{[math]}$ 的原子数为(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为 $\text{[math]}$ )。
4. （4）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为 $\text{[math]}$ ，另一种为 $\text{[math]}$ 。(物质i的摩尔分数： $\text{[math]}$ )
  
  ①图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是。
  
  ②进料组成中含有情性气体 $\text{[math]}$ 的图是。
  
  ③图3中，当 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时，氮气的转化率 $\text{[math]}$ 。该温度时，反应 $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (化为最简式)。
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23. (2021·广东) 我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH₄与CO₂重整是CO₂利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH₄(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+2H₂(g) ∆H₁

b)CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ∆H₂

c)CH₄(g) $\text{[math]}$ C(s)+2H₂(g) ∆H₃

d)2CO(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+C(s) ∆H₄

e)CO(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g)+C(s) ∆H₅
1. （1）根据盖斯定律，反应a的∆H₁=(写出一个代数式即可)。
2. （2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。
  
  A . 增大CO₂与CH₄的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加 B . 移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动 C . 加入反应a的催化剂，可提高CH₄的平衡转化率 D . 降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小
3. （3）一定条件下，CH₄分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步进行，其中，第步的正反应活化能最大。
4. （4）设K $\text{[math]}$ 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p₀（p₀=100kPa）。反应a、c、e的ln K $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ （温度的倒数）的变化如图所示。
  
  ①反应a、c、e中，属于吸热反应的有(填字母)。
  
  ②反应c的相对压力平衡常数表达式为K $\text{[math]}$ =。
  
  ③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO₂)：n(CH₄)=1：1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H₂的分压为40kPa。计算CH₄的平衡转化率，写出计算过程。
5. （5） CO₂用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：。
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24. (2018·海南) 过氧化氢(H₂O₂)是重要的化工产品，广泛应用于绿色化学合成、医疗消毒等领域。回答下列问题：
1. （1）已知：
         H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=H₂0(1) △H₁=－286kJ·mol^-1
         H₂(g)+ O₂(g)=H₂O₂(l)   △H₂=－188 kJ·mol^-1
      过氧化氢分解反应2H₂O₂(l)=2H₂O(l)+O₂(g)的△H=kJ·mol^-1。不同温度下
  过氧化氢分解反应的平衡常数K_313KK_298K (填“大于"“小于”或“等于”)。
2. （2） 100℃时，在不同金属离子存在下，纯过氧化氢24h的分解率见下表：
  离子
  加入量/(mg·L^-1)
  分解率/%
  离子
  加入量／(mg·L^-1)
  分解率/％
  无
  __
  2
  Fe³^＋
  1.O
  15
  Al³^＋
  10
  2
  Cu²^＋
  O.1
  86
  Zn²^＋
  10
  10
  Cr³^＋
  0.1
  96
  由上表数据可知，能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是。贮运过氧化氢时，可选用的容器材质为(填标号)。
  A．不锈钢 B．纯铝 C．黄铜 D．铸铁
3. （3）过氧化氢的Ka₁=2.24×10^-12 ， H₂O₂的酸性H₂O(填“大于”“小于”或“等于”)。研究表明，过氧化氢溶液中HO₂^-的浓度越大，过氧化氢的分解速率越快。常温下，不同浓度的过氧化氢分解率与pH求的关系如图所示。一定浓度的过氧化氢，pH增大分解率增大的原因是：相同pH下，过氧化氢浓度越大分解率越低的原因是。
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25. (2023·岳阳模拟) 合成氨反应 $\text{[math]}$ 是目前最有效的工业固氮方法，解决数亿人口生存问题。
1. （1）反应历程中各步势能变化如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
  该历程中反应速率最慢的步骤的方程式为
2. （2）在 $\text{[math]}$ 、压强为0.9MPa条件下，向一恒压密闭容器中通入 $\text{[math]}$ 的混合气体，体系中各气体的含量与时间变化关系如图所示：
  ①以下叙述不能说明该条件下反应达到平衡状态的是(填字母)。
  a．氨气的体积分数保持不变
  b．容器中 $\text{[math]}$ 保持不变
  c．气体平均相对分子质量保持不变
  d．气体密度保持不变
  e． $\text{[math]}$
  ②反应20min时达到平衡，则0～20min内 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，该反应的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (保留小数点后两位)。( $\text{[math]}$ 为以分压表示的平衡常数)
  ③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时 $\text{[math]}$ 的含量符合图中点(填“d”“e”“f”或“g”)。
3. （3）氨化脱硝过程发生反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，分析420℃的脱硝效率低于390℃的脱硝效率可能的原因
4. （4） 25℃用甲酸吸收氨气可得到 $\text{[math]}$ 溶液。已知：25℃时甲酸的 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。则反应 $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ 。
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26. (2023·山西模拟) 碳及其化合物的资源化利用在生产、生活中具有重要的意义。回答下列问题：
1. （1） I．汽车尾气的处理：2CO(g) + 2NO(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g) +N₂(g) ΔH =-620.4 kJ·mol^-1。
  该反应的反应历程及反应物和生成物的相对能量如下图所示：
  反应 (填“①”“②”或“③” )是该反应的决速步骤。
2. （2）写出反应②的热化学方程式。
3. （3） II．向一恒容密闭容器中，充入1 mol CO气体和一定量的NO气体发生反应：2CO(g) +2NO(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g) + N₂(g)，下图是3种投料比[n(CO)∶n(NO)分别为2∶1、1∶1、1∶2]时，反应温度对CO平衡转化率的影响曲线。
  图中表示投料比为2：1的曲线的是。
4. （4） m点NO的逆反应速率n 点NO的正反应速率(填“>”“<”或“=”)。
5. （5） T₁条件下，起始时容器内气体的总压强为3MPa，则p点时该反应的平衡常数K_p=(MPa)^-1(保留两位小数，以分压表示，气体分压=总压 ×物质的量分数)；p点时，再向容器中充入NO和CO₂ ，使二者分压均增大为原来的2倍，则CO的转化率(填“增大”“不变”或“减小”)。
6. （6） III．利用光电催化将CO₂还原为CO是很有前景的研究方向，CsPbBr₃是一种重要光电池材料，其晶胞模型如下图a所示，为更清晰地表示晶胞中原子所在的位置，常将立体晶胞结构转化为平面投影图，例如沿CsPbBr₃晶胞的c轴将原子投影到ab平面，即可用下图b表示。
  图b中c₁= c₂= ；晶胞参数为a pm， CsPbBr₃的密度为 g·cm^-3(列出计算式，设N_A表示阿伏加德罗常数的值)。
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27. (2023·呼和浩特模拟) 低碳烯烃是指乙烯、丙烯和丁烯等小分子烯烃的总称。其用途十分广泛，是塑料、橡胶、树脂、高分子、医药、农药等后续产业链赖以生存的基石。请结合所学知识，回答下列问题：
1. （1）研究证明，CO₂可作为合成低碳烯烃的原料，目前利用CO₂与H₂合成乙烯相关的热化学方程式如下：
  反应I：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₁=-49.01kJ·mol^-1
  反应II：2CH₃OH(g)=C₂H₄(g)+2H₂O(g) ΔH₂=-29.98kJ·mol^-1
  反应III：2CO₂(g)+6H₂(g)=4H₂O(g)+C₂H₄(g) ΔH₃=kJ·mol^-1
2. （2）一定条件下，在2L的恒容密闭容器中以不同的氢碳比[ $\text{[math]}$ ]发生反应III，CO₂的平衡转化率α(CO₂)与温度的关系如图所示。
  ①该反应在低温下是否可以自发进行(填“是”“否”或“无法确定”)；
  ②下列能提高CO₂平衡转化率的措施有；
  a.降低反应温度
  b.使用高效催化剂
  c.通入He气体使体系的压强增大
  d.以相同的投料比增加反应物的物质的量
  ③R点处，X2.0(填“>”“<”或“=”)；
  ④若起始加入1molCO₂和2molH₂ ，则Q点的平衡常数K=；
3. （3）我国科学家用Fe₃(CO)₁₂/ZSM-5催化CO₂加氢合成低碳烯烃-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下表。
  助剂
  CO₂转化率(%)
  各产物在所有产物中的占比(%)
  C₂H₄
  C₃H₆
  其他
  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
  ①催化剂助剂主要在起作用(填“第i步”或“第ii步”“第iii步”)；
  ②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。
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28. (2023·泰安模拟) 烯腈( )是一种重要的化工原料，以为原料通过脱水、腈化合成丙烯腈的主要反应如下：
1. （1）的名称为。
2. （2）某科研小组在盛有催化剂 $\text{[math]}$ 、压强为 $\text{[math]}$ 的恒压密闭容器中按体积比 $\text{[math]}$ 充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如图所示(例如A的物质的量分数w% $\text{[math]}$ %)。
  ①随着温度的升高， $\text{[math]}$ 平衡的物质的量分数先增大后减小的原因是。
  ②a点对应反应的压强平衡常数 $\text{[math]}$ (保留两位有效数字)。
  ③在实际生产中，充入一定量 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 不参与反应)可以提高丙烯腈的平衡产率，原因是。
3. （3）家研究腈化反应的机理，通过DFT计算发现反应分2步进行：
  反应ⅰ： $\text{[math]}$
  反应ⅱ： $\text{[math]}$
  恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，图甲为该体系中B、M、C浓度随时间变化的曲线，图乙为反应ⅰ和ⅱ的 $\text{[math]}$ 曲线( $\text{[math]}$ ， k为速率常数， $\text{[math]}$ 为反应活化能，R、C为常数)。
  ①在 $\text{[math]}$ 时刻之后，反应速率 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的定量关系为。
  ②结合图乙，反应ⅰ、ⅱ正反应的活化能 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的大小关系为(填序号，下同)，反应ⅰ、ⅱ的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的大小关系为。
  a.前者大于后者|b.前者小于后者| c.无法比较
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29. (2022·光明模拟) 丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点，主要涉及如下反应。
反应i： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
反应ii： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
回答下列问题：
1. （1）反应： $\text{[math]}$ △H₃=。
2. （2）在刚性绝热容器中发生反应i，下列能说明已达到平衡状态的有____(填标号)。
  
  A . 每断裂1 mol O=O键，同时生成4 molO-H键 B . 容器内温度不再变化 C . 混合气体的密度不再变化 D . n(C₃H₈)=n(C₃H₆)
3. （3）在压强恒定为100 kPa条件下，按起始投料n(C₃H₈)：n(O₂)=2：1，匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应i和反应ii，其中不同温度下丙烷和氧气的转化率如图。
  ①线(填“L₁”或“L₂”)表示丙烷的转化率。
  ②温度高于T₁K后曲线L₂随温度升高而降低的原因为。
  ③当温度高于(填“T₁”或“T₂”)时，可判断反应ii不再发生，a点对应的温度下，丙烯的分压p(C₃H₆)=kPa(保留3位有效数字，下同)，反应i的平衡常数 $\text{[math]}$ 。(已知：分压p_分=总压×该组分物质的量分数，对于反应 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为反应平衡时各组分的分压)
4. （4）丙烷在碳纳米材料上脱氢的反应机理如图。
  已知三步反应的活化能：反应I＞反应III＞反应II。则催化过程的决速反应为(填“反应I”“反应II”或“反应III”)。
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30. (2022·淮南模拟) CO₂减排策略主要有三种：减少排放，捕集封存，转化利用。其中CO₂转化利用，生产高能燃料和高附加值化学品，有利于实现碳资源的有效循环。由CO₂转化制甲醇具有重要的经济效益。
1. （1）高效催化剂对CO₂加氢制甲醇的反应速率影响很大。通过计算机分析，CO₂加氢制甲醇在不同催化条件下存在两种反应路径的势能图如下图所示。
  ①CO₂加氢制甲醇的热化学方程式为CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH=eV/mol(阿伏加德罗常数用N_A表示)；
  ②(填“甲酸盐”或“羧酸”)路径更有利于CO₂加氢制甲醇反应，对该路径的反应速率影响最大的一步反应是；
  ③根据势能图，下列说法合理的是(填标号)。
  A．CO₂分压越大，催化剂表面积越大，CO₂在催化剂表面的吸附速率越大
  B．不考虑H₃COH*，两种路径中产生的含碳中间体种类均有5种
  C．中间体HCOO*比COOH*更稳定
  D．使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率
2. （2） CO₂催化加氢制甲醇反应历程中某一步基元反应的Arthenius经验公式的实验数据如图所示，已知Arrhenius经验公式为 $\text{[math]}$ (其中Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。
  ①该反应的活化能Ea=kJ/mol；
  ②当使用更高效的催化剂时，在图中画出Rlnk与 $\text{[math]}$ 关系的示意图。
3. （3）在CO₂催化加氢制甲醇过程中也存在竞争反应CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g) ΔH>0，在恒温密闭容器中，维持压强和投料比不变，将CO₂和H₂按一定流速通过反应器，CO₂转化率和甲醇选择性[x(CH₃OH)%= $\text{[math]}$ ]随温度变化关系如下图所示：
  CO₂转化率和甲醇选择性随温度的变化曲线
  ①若233-251℃时催化剂的活性受温度影响不大，分析235℃后图中曲线下降的原因。
  ②在压强为P的恒温恒压密闭容器中，加入1molCO₂和3molH₂反应并达到平衡状态，CO₂平衡转化率为20%，甲醇的选择性为50%，计算CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)在该温度下的平衡常数K_p=。(列出计算式)
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31. (2022·松山模拟) 汽车尾气是否为导致空气质量问题的主要原因，由此引发的“汽车限行”争议，是当前备受关注的社会性科学议题。
1. （1）反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如下图所示(TS表示过渡态、IM表示中间产物)。三个基元反应中，属于放热反应的是(填标号①、②或③)图中 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）探究温度、压强(2MPa、5MPa)对反应 $\text{[math]}$ 的影响，如下图所示，表示2MPa的是反应(填标号a、b、c、或d)。
3. （3）在一定温度下向容积为2L的密闭容器中加入0.5molNO、0.5molCO，此时容器总压为1×10⁵Pa，发生上述反应，4min时达平衡，此时测得氮气的物质的量为0.2mol，则0~4min内用CO₂表示的的平均速率为 $\text{[math]}$ 该反应的 $\text{[math]}$ 为
  [标准平衡常数 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为标准压强 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、p(CO₂)、p(CO)和p(NO)为各组分的平衡分压[已知 $\text{[math]}$ ，其中p为平衡总压， $\text{[math]}$ 为平衡系统中NO的物质的量分数]
4. （4）用NH₃可催化消除NO污染： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  ①某条件下该反应速率 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ ，则a=，b=。
  ②一定温度下，在体积为1L的恒容密闭容器中加入4molNH₃和6molNO发生上述反应，若在相同时间内测得NH₃的转化率随温度的变化曲线如图，400℃~900℃之间NH₃的转化率下降由缓到急的原因是
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32. (2022·泸州模拟) 水煤气变换反应CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂ (g)+H₂(g) ΔH＜0 (简称WGS)，在金属催化剂Au(III)表面上发生的所有基元反应步骤的活化能数值(单位： kJ/mol)如下表，其中*表示催化剂表面活性位，X*表示金属表面活性位吸附物种。
基元反应
正逆反应活化能
E_正反应
E_逆反应
①
H₂O+* $\text{[math]}$ H₂O*
0
67
②
H₂O*+* $\text{[math]}$ OH*+H*
150
0
③
OH*+* $\text{[math]}$ O*+H*
71
67
④
2H*+* $\text{[math]}$ H₂+2*
74
25
⑤
CO+* $\text{[math]}$ CO*
0
42
⑥
CO*+O* $\text{[math]}$ CO₂*+*
37
203
⑦
CO₂* $\text{[math]}$ CO₂+*
17
0
1. （1）其他条件一定时，决定WGS反应速率的基元反应为 (填编号) ，基元反应CO*+O* $\text{[math]}$ CO₂*+*的焓变ΔH=kJ/mol。由表中数据计算WGS反应的焓变△H=kJ/mol。
2. （2）在进气比[n(CO)：n(H₂O)不同时，测得相应的CO的平衡转化率如图(图中各点对应的温度可能相同，也可能不同)。
  ①往3L恒温恒容的密闭容器中加入2.0molH₂O(g)和3.0molCO，在D点温度下，经过6min达到平衡，则该过程的平均反应速率v(H₂O)=mol/(L·min)，此时的平衡常数Kc=。
  ②平衡从图中B点移动到A点，应改变的条件是，理由为。
  ③连接图中的点成线，表示相同温度下CO平衡转化率随n(CO)：n(H₂O)的变化。
  ④图中A、D两点对应的反应温度分别为T_A和T_D ，通过计算分析： T_A T_D (填“大于”“小于”或“等于”)。
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33. (2022·潍坊模拟) 晶体硅材料是最主要的光伏材料，随当前信息工程的发展，硅主要用于微电子技术。工业上将粗硅氯化、精馏后得到SiCl₄和SiHCl₃的混合物然后用H₂还原得到高纯硅。还原过程中发生的主要反应为：
i.SiCl₄(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ Si(s)+4HCl(g) △H₁=akJ/mol

ii.SiHCl₃(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ Si(s)+3HCl(g) △H₂=bkJ/mol

回答下列问题：
1. （1）已知：2SiHCl₃(g) $\text{[math]}$ SiCl₄(g)+SiH₂Cl₂(g) △H₃=48kJ/mol
  H₂(g)还原SiCl₄(g)生成SiH₂Cl₂(g)的热化学方程式为。
2. （2）在T₁、T₂温度下，将1molSiCl₄(g)、1molSiHCl₃(g)和3molH₂(g)加入体积固定的密团容器中，在催化条件下发生反应i、ii。测得H₂的转化率及体系内的压强随时间的变化关系如图所示。
  
  ①T₂温度下，反应达到平衡时SiHCl₃(g)的转化率。
  
  ②T₂温度下，反应i的标准平衡常数K^θ的计算式为。
  
  (已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g) $\text{[math]}$ gG(g)+hH(g)的K^θ= $\text{[math]}$ ，其中p^θ=10⁶Pa，p_G、p_H、p_D、p_E为各组分的平衡分压)。
  
  ③△H₂0(填“＞”或“＜”)，写出推理过程。
  
  ④要增大SiCl₄(g)的转化率可以采取的措施有(写其中的一条即可)。
3. （3）研究发现，反应SiCl₄(g)+SiH₂Cl₂(g) $\text{[math]}$ 2SiHCl₃(g)的活化能E_a=100kJ/mol。反应的活化能E_a、速率常数k、温度T满足关系：ln $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =- $\text{[math]}$ 。
  已知：R=8.3×10^-3kJ/(mol·K)；ln10=2.3
  
  ①若T₁=300K，通过升高温度到595K，才能满足 $\text{[math]}$ =10⁸以加快反应速率；
  
  ②若T=300K，使用催化剂使活化能降低，满足 $\text{[math]}$ =10⁸以加快反应速率，E_a应减小。
  
  上述②中E_a应减小kJ/mol(保留1位小数)；对比①和②你得到的结论是。
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34. (2022·龙岩模拟) CO₂—CH₄催化重整是减缓温室效应、实现碳中和的重要方式，其主反应为：CO₂(g)+CH₄(g)⇌ 2CO(g)+2H₂(g) △H，反应体系还涉及以下副反应：
i.CH₄(g)⇌C(s)+2H₂(g) △H₁=+75.0kJ/mol

ii.CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g) △H₂=+41.0kJ/mol

iii.CO(g)+H₂(g)⇌C(s)+H₂O(g) △H₃=-131.0kJ/mol
1. （1）主反应的△H=kJ/mol。
2. （2）我国学者对催化重整的主反应进行理论研究，提出在Pt—Ni或Sn—Ni合金催化下，先发生甲烷逐级脱氢反应，其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。
  
  ①该历程中最大能垒E(正)=eV/mol；
  
  ②其它条件相同时，催化重整的主反应在不同催化剂下反应相同时间，CO的产率随反应温度的变化如图所示：
  
  B是合金催化下CO的产率随温度的变化曲线，A、B曲线到达W点后重合，请解释原因。
3. （3）在恒容密闭容器中通入1molH2及一定量CO，反应ⅲ中CO的平衡转化率随n(CO)及温度变化如图。
  
  ①A、B两点对应的CO正反应速率v_正(A)v_正(B)(填“<”“=”或“>”，下同)，B和C两点对应的反应温度T_BT_C_。
  
  ②已知反应速率v_正=k_正x(CO)x(H₂)，v_逆=k_逆x(H₂O)，k为反应速率常数，x为气体的体积分数，在达到平衡状态为D点的反应过程(此过程为恒温)中，当某时刻CO的转化率刚好达到60%时， $\text{[math]}$ =。(用含k_正和k_逆的式子表示)
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35. (2022·沈阳模拟) 甲基叔丁基醚( $\text{[math]}$ )是一种高辛烷值汽油添加剂，可由甲醇和异丁烯(以 $\text{[math]}$ 表示)在催化剂作用下合成： $\text{[math]}$ 。回答下列问题：
1. （1）反应过程中反应物首先被催化剂吸附，再经历过渡态，最终得到产物，相对能量与反应历程的关系如图所示(其中 $\text{[math]}$ 表示甲醇和异丁烯同时被吸附， $\text{[math]}$ 表示甲醇先被吸附， $\text{[math]}$ 表示异丁烯先被吸附)，该反应的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，下列说法错误的是。
  A．三种反应历程中， $\text{[math]}$ 反应速率最快
  B．过渡态1比另两种过渡态稳定
  C．降低温度和增大压强都有利于提高反应物平衡转化率
  D．同温同压下，只要起始投料相同，相同时间三种途径 $\text{[math]}$ 的产率一定相同
2. （2）向刚性密闭容器中充入等物质的量的甲醇和异丁烯，在催化剂作用下，分别在 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 两个温度反应，异丁烯的转化率随时间的变化关系如图所示。
  ① $\text{[math]}$ 时，反应 $\text{[math]}$ 后到达点B，此时甲基叔丁基醚的体积分数为(保留3位有效数字)
  ②A、B、C三点中，正反应速率最大的是。
  ③比较A、B、C三点的平衡常数 $\text{[math]}$ ，从大到小的顺序是。
  ④已知对于反应 $\text{[math]}$ ，标准平衡常数 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为各组分的平衡分压，分压=总压×该组分物质的量分数， $\text{[math]}$ 。在 $\text{[math]}$ 时(如图)，将等物质的量的甲醇和异丁烯充入恒容密闭容器中(初始压强为 $\text{[math]}$ )，甲醇的平衡分压为 $\text{[math]}$ ，反应的标准平衡常数 $\text{[math]}$ 。(保留1位小数)
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试卷信息

小学

初中

高中

高考二轮复习知识点：活化能及其对化学反应速率的影响

副标题：

*注意事项：

高考二轮复习知识点：活化能及其对化学反应速率的影响

化学考试

试题分析

总体分析

题量分析

难度分析

知识点分析

离子	加入量/(mg·L^-1)	分解率/%	离子	加入量／(mg·L^-1)	分解率/％
无	__	2	Fe³^＋	1.O	15
Al³^＋	10	2	Cu²^＋	O.1	86
Zn²^＋	10	10	Cr³^＋	0.1	96

助剂	CO₂转化率(%)	各产物在所有产物中的占比(%)
助剂	CO₂转化率(%)	C₂H₄	C₃H₆	其他
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

基元反应		正逆反应活化能
基元反应		E_正反应	E_逆反应
①	H₂O+* $\text{[math]}$ H₂O*	0	67
②	H₂O+ $\text{[math]}$ OH+H	150	0
③	OH+ $\text{[math]}$ O+H	71	67
④	2H+ $\text{[math]}$ H₂+2*	74	25
⑤	CO+* $\text{[math]}$ CO*	0	42
⑥	CO+O $\text{[math]}$ CO₂+	37	203
⑦	CO₂* $\text{[math]}$ CO₂+*	17	0