Question

在化学反应中，只有

极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生

碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活

化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最

低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol^-1

表示。请认真观察右图，然后回答问题。

   （1）图中所示反应是________(填“吸热”

或“放热”)反应，该反应_______(填“需要”或“不需要”)加热，该反应的△H =________

(用含E₁、E₂的代数式表示）。

   （2）已知热化学方程式：H₂(g)＋ O₂(g) = H₂O(g)  △H = - 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____________________。

   （3）对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化能大大降低，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_________________________。

Answer 1

【答案】 （1）放热；      需要；     -(E₁ - E₂) kJ·mol^-1

（2）409 kJ·mol^-1；       （3）使用了催化剂。

【解析】 （1）据图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为：△H = -(E₁ - E₂) kJ·mol^-1；由于反应物的总能量低于活化分子的最低能量，因此反应需要加热。

（2）由图可知，在反应H₂(g)＋O₂（g）= H₂O（g） △H = - 241.8 kJ·mol^-1中，活化分子的最低能量比反应物分子的能量高241.8 kJ·mol^-1；该反应是放热反应，反应物分子的能量又比生成物分子的能量高167.2 kJ·mol^-1，因此活化分子的最低能量比生成物分子的能量高(241.8 +167.2) kJ·mol^-1=409 kJ·mol^-1；逆过程是吸热反应；活化能高于原反应的活化能,应等于原反应中活化分子的最低能量与生成物分子的能量差，即409 kJ·mol^-1。

（3）催化剂在化学反应中起催化作用的原理是：加入催化剂，改变了反应历程，降低了反应的活化能，因此，降低反应活化能的唯一途径是使用催化剂。

【状元纠错】本题利用图象的形式，旨在考查对“化学反应中的能量变化”的判断与有关化学反应中“活化能”的计算，在理论上有深度，属于难题。