2019高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題60 關(guān)于活化能的考查講解.doc
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專題60 關(guān)于活化能的考查 一、高考題再現(xiàn) 1.(2018天津)下列敘述正確的是 A. 某溫度下,一元弱酸HA的Ka越小,則NaA的Kh(水解常數(shù))越小 B. 鐵管鍍鋅層局部破損后,鐵管仍不易生銹 C. 反應(yīng)活化能越高,該反應(yīng)越易進(jìn)行 D. 不能用紅外光譜區(qū)分C2H5OH和CH3OCH3 【答案】B 2.(2018課標(biāo)Ⅰ)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù),在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?;卮鹣铝袉?wèn)題 (1)1840年 Devil用干燥的氯氣通過(guò)干燥的硝酸銀,得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體,其分子式為_(kāi)__________。 (2)F. Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng): 其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示(t=∞時(shí),N2O4(g)完全分解): t/min 0 40 80 160 260 1300 1700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5. 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 ①已知:2N2O5(g)=2N2O5(g)+O2(g) ΔH1=?4.4 kJmol?1 2NO2(g)=N2O4(g) ΔH 2=?55.3 kJmol?1 則反應(yīng)N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g)的ΔH =_______ kJmol?1。 ②研究表明,N2O5(g)分解的反應(yīng)速率。t=62 min時(shí),測(cè)得體系中pO2=2.9 kPa,則此時(shí)的=________ kPa,v=_______kPamin?1。 ③若提高反應(yīng)溫度至35℃,則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)____63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是________。 ④25℃時(shí)N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。 (3)對(duì)于反應(yīng)2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程: 第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡 第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反應(yīng) 第三步 NO+NO3→2NO2 快反應(yīng) 其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。 A.v(第一步的逆反應(yīng))>v(第二步反應(yīng)) B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3 C.第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效 D.第三步反應(yīng)活化能較高 【答案】O2 53.1 30.0 6.010-2 大于 溫度提高,體積不變,總壓強(qiáng)提高;NO2二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高 13.4 AC ②根據(jù)方程式可知氧氣與消耗五氧化二氮的物質(zhì)的量之比是1:2,又因?yàn)閴簭?qiáng)之比是物質(zhì)的量之比,所以消耗五氧化二氮減少的壓強(qiáng)是2.9kPa2=5.8kPa,則此時(shí)五氧化二氮的壓強(qiáng)是35.8kPa-5.8kPa=30.0kPa,因此此時(shí)反應(yīng)速率v=2.010-330=6.010-2(kPamin-1); ③由于溫度升高,容器容積不變,總壓強(qiáng)提高,且二氧化氮二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高,所以若提高反應(yīng)溫度至35℃,則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)大于63.1 kPa。 (3)A、第一步反應(yīng)快,所以第一步的逆反應(yīng)速率大于第二步的逆反應(yīng)速率,A正確; B、根據(jù)第二步和第三步可知中間產(chǎn)物還有NO,B錯(cuò)誤; C、根據(jù)第二步反應(yīng)生成物中有NO2可知NO2與NO3的碰撞僅部分有效,C正確; D、第三步反應(yīng)快,所以第三步反應(yīng)的活化能較低,D錯(cuò)誤。答案選AC。 二、考點(diǎn)突破 典例1下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說(shuō)法正確的是( ) ①恒溫時(shí),增大壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率一定加快②其他條件不變,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快 ③使用催化劑可改變反應(yīng)速率,從而改變?cè)摲磻?yīng)過(guò)程中吸收或放出的熱量④3molL﹣1s﹣1的反應(yīng)速率一定比1molL﹣1s﹣1的反應(yīng)速率大⑤升高溫度能使化學(xué)反應(yīng)速率增大,主要原因是增大了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)⑥有氣體參加的化學(xué)反應(yīng),若增大壓強(qiáng)(即縮小反應(yīng)容器的體積),可增加活化分子的百分?jǐn)?shù),從而使反應(yīng)速率增大⑦增大反應(yīng)物濃度,可增大活化分子的百分?jǐn)?shù),從而使單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)增多⑧催化劑不參與反應(yīng),但能降低活化能增大活化分子的百分?jǐn)?shù),從而增大反應(yīng)速率. A. ②⑤ B. ②⑥⑧ C. ②③⑤⑦⑧ D. ①②④⑤⑧ 【答案】A 【解析】試題分析:①氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)中,恒容下充入氬氣,壓強(qiáng)增大,不改變反應(yīng)物或生成物的濃度,不改變化學(xué)反應(yīng)速率,錯(cuò)誤;②溫度增加活化分子百分?jǐn)?shù),故其他條件不變,溫度越高,活化分子百分?jǐn)?shù)增加,活化分子濃度也增加,反應(yīng)速率加快,正確;③催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率,不影響反應(yīng)熱,錯(cuò)誤;④用同種物質(zhì)表示的同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)適用,但是化學(xué)反應(yīng)改變,意義改變,3mol?L-1?s-1的反應(yīng)速率不一定比1mol?L-1?s-1的反應(yīng)速率大,錯(cuò)誤;⑤升高溫度能使化學(xué)反應(yīng)速率增大,主要原因是增大了反應(yīng)物分子的能量,提高活化分子的百分?jǐn)?shù),正確;⑥氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)中,恒容下充入氬氣,壓強(qiáng)增大,不改變反應(yīng)物或生成物的濃度,不改變化學(xué)反應(yīng)速率,錯(cuò)誤;⑦增大反應(yīng)物濃度,增大了單位體積內(nèi)的活化分子,但活化分子的百分?jǐn)?shù)不變,錯(cuò)誤;⑧催化劑反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)不變,物理性質(zhì)一般會(huì)發(fā)生變化,即參與了反應(yīng),錯(cuò)誤。 典例2在3種不同條件下,分別向容積為2L的恒容密閉容器中充入2 molA和1 mol B,發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)2D(g) △H=QkJmol-1。相關(guān)條件和數(shù)據(jù)見(jiàn)下表: 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 實(shí)驗(yàn)Ⅰ 實(shí)驗(yàn)Ⅱ 實(shí)驗(yàn)Ⅲ 反應(yīng)溫度/1C 700 700 750 達(dá)平衡時(shí)間/min 40 5 30 n(D)平衡/mol 1.5 1.5 1 化學(xué)平衡常數(shù) K1 K2 K3 下列說(shuō)法正確的是( ) A. 實(shí)驗(yàn)Ⅲ達(dá)平衡后,恒溫下再向容器中通入lmolA和1molD,平衡不移動(dòng) B. 升高溫度能加快反應(yīng)速率的原理是降低了活化能,使活化分子百分?jǐn)?shù)提高 C. 實(shí)驗(yàn)Ⅲ達(dá)平衡后容器內(nèi)的壓強(qiáng)是實(shí)驗(yàn)Ⅰ的倍 D. K3>K2>K1 【答案】A 【解析】A.實(shí)驗(yàn)III中, 2A(g)+B(g)2D(g) 起始(mol/L) 1 0.5 0 反應(yīng) 0.5 0.25 0.5 平衡 0.5 0.25 0.5 化學(xué)平衡常數(shù)為K===4L/mol,溫度不變,平衡常數(shù)不變,實(shí)驗(yàn)Ⅲ達(dá)平衡后,恒溫下再向容器中通入1 mol A和1 mol D,則此時(shí)容器中c(A)=1mol/L,c(B)=0.25mol/L,c(D)=1mol/L,此時(shí)濃度商Qc==4L/mol=K,平衡不發(fā)生移動(dòng),A正確;B.升高溫度,增大了分子的能量,增加了活化分子百分?jǐn)?shù),使反應(yīng)速率加快,但反應(yīng)的活化能不變,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT,反應(yīng)起始時(shí)向容器中充入2mol A和1mol B,實(shí)驗(yàn)III達(dá)平衡時(shí),n(D)=1mol,根據(jù)反應(yīng)方程式,則平衡時(shí)n(A)=1mol,n(B)=0.5mol,實(shí)驗(yàn)I達(dá)平衡時(shí),n(D)=1.5mol,根據(jù)反應(yīng)方程式,n(A)=0.5mol,n(B)=0.25mol,則實(shí)驗(yàn)III達(dá)平衡后容器內(nèi)的壓強(qiáng)與實(shí)驗(yàn)I達(dá)平衡后容器內(nèi)的壓強(qiáng)之比為= =≠,C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)為2A(g)+B(g)?2D(g),比較實(shí)驗(yàn)I和III,溫度升高,平衡時(shí)D的量減少,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則K3<K1,溫度相同,平衡常數(shù)相同,則K1=K2,綜上,則平衡常數(shù)的關(guān)系為:K3<K2=K1,D錯(cuò)誤。 典例3下列說(shuō)法正確的是 A. FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板的制作,該反應(yīng)是置換反應(yīng) B. 向純堿溶液中滴加醋酸,將生成的氣體通入澄清的苯酚鈉溶液中,觀察是否出現(xiàn)沉淀,由此證明醋酸、碳酸、苯酚酸性強(qiáng)弱 C. 反應(yīng)A(g)B(g) △H,若正反應(yīng)的活化能為EakJ/mol,逆反應(yīng)的活化能為EbkJ/mol,則△H=-(Ea-Eb)kJ/mol D. 3x%的A物質(zhì)的溶液與x%的A物質(zhì)的溶液等體積混合后,溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2x%,則A物質(zhì)可能為乙醇 【答案】D 典例4已知SO3在催化劑作用下分解速率會(huì)加快,其能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 A. 降低溫度,SO3的分解速率加快 B. 加入催化劑,可提高SO3的平衡轉(zhuǎn)化率 C. 加入催化劑,減小了反應(yīng)的活化能 D. 反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量 【答案】C 典例5已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)=2AB(g) △H=+100kJ/mol 的能量變化如圖所示,判斷下列敘述中正確的是 A. 加入催化劑,該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H 將減小 B. 每生成2molA-B鍵,將吸收bkJ能量 C. 每生成2分子AB吸收(a-b) kJ能量 D. 該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能大于100kJ/mol 【答案】D 【解析】A、反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物能量總和-生成物能量總和,催化劑不能改變反應(yīng)熱的大小,A錯(cuò)誤;B、每生成2molA-B鍵,將放出bkJ能量,B錯(cuò)誤;C、每生成2mol分子AB吸收(a-b) kJ能量,C錯(cuò)誤;D、(a-b) =100kJ,a=100kJ+b,該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能大于100kJ/mol,D正確。 典例6在其他條件相同時(shí),反應(yīng)N2+O22NO分別在有、無(wú)催化劑時(shí)的能量變化與反應(yīng)進(jìn)程如下圖所示:下列說(shuō)法中正確的是 A. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng) B. 加入催化劑可以改變反應(yīng)的焓變 C. 加入催化劑可以改變反應(yīng)的活化能 D. 0.1mol N2和0.1molO2充分反應(yīng)吸熱18.26 kJ 【答案】C 典例7在Ag+催化作用下,Cr3+被S2O82-氧化為Cr2O72-的機(jī)理如下: S2O82-+2Ag+=2SO42-+2Ag2+ 慢 2Cr3++6Ag2++7H2O=6Ag++14H++Cr2O72- 快 下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A. 反應(yīng)速率與Ag+的濃度有關(guān) B. Ag2+也是該反應(yīng)的催化劑 C. Ag+能降低該反應(yīng)的活化能和焓變 D. v(Cr3+ ) = K(S2O82-) 【答案】A 【解析】A.Ag+濃度越大,反應(yīng)速率越大,A正確;B.Ag2+為中間產(chǎn)物,不是催化劑,B錯(cuò)誤;C.Ag+能降低該反應(yīng)的活化能,但不改變焓變,C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)總方程式為 3S2O82-+2Cr3++7H2O=2SO42-++14H++Cr2O72-,反應(yīng)速率等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,D錯(cuò)誤。 典例8下列對(duì)“改變反應(yīng)條件,導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速率改變”的原因描述不正確的是 A.增大反應(yīng)物的濃度,活化分子百分?jǐn)?shù)增加,反應(yīng)速率加快 B.增大氣體反應(yīng)體系的壓強(qiáng),單位體積中活化分子數(shù)增多,氣體反應(yīng)速率加快 C.升高反應(yīng)的溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)增加,有效碰撞的幾率提高,反應(yīng)速率增大 D.催化劑通過(guò)改變反應(yīng)路徑,使反應(yīng)所需的活化能降低,反應(yīng)速率增大 【答案】A 【解析】 試題分析:增大反應(yīng)物的濃度,活化分子百分?jǐn)?shù)不變,A錯(cuò)誤;增大氣體反應(yīng)體系的壓強(qiáng),濃度增大,單位體積中活化分子數(shù)增多,B正確;升高反應(yīng)的溫度,分子能量增大,活化分子百分?jǐn)?shù)增加,有效碰撞的幾率提高,反應(yīng)速率增大,C正確;催化劑降低活化能,反應(yīng)速率增大,D正確。 典例9已知,H2和I2反應(yīng)的歷程為:①I(mǎi)2+M2I+M慢 ②H2+2I→2HI快,式中M是指反應(yīng)器壁或其他惰性分子,不參與反應(yīng),只具有傳遞能量的作用。下列關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是 A.反應(yīng)速率與I的濃度有關(guān) B.M是該反應(yīng)的催化劑 C.反應(yīng)①與②的活化能相等 D. v(H2)=v(I2)=v(HI) 【答案】A 典例10在化學(xué)反應(yīng)中,只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時(shí)才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱之為有效碰撞,這些分子稱為活化分子。使普通分子變成活化分子所需提供的最低 限度的能量叫活化能,其單位用kJ?mol-1表示。請(qǐng)認(rèn)真觀察下圖,然后回答問(wèn)題。 (1)圖中反應(yīng)是 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),該反應(yīng) (填“需要”或“不需要”)提供能量,該反應(yīng)的△H= (用含E1、E2的代數(shù)式表示)。 (2)已知熱化學(xué)方程式:H2(g)+1/2O2(g) === H2O(g) △H=-241.8kJ?mol-1,該反應(yīng)的活化能為167.2 kJ?mol-1,則其逆反應(yīng)的活化能為 。 (3)對(duì)于同一反應(yīng),圖中虛線(II)與實(shí)線(I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分?jǐn)?shù)增多,反應(yīng)速率加快,你認(rèn)為最可能的原因是 。 【答案】(1)放熱 需要 E2-E1 (2)409.0kJmol-1 (3)使用了催化劑- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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