高考“新奇兵”——活化能

山东 王卫东 杨海滨

高考“新奇兵”
——活化能

山东 王卫东 杨海滨

细心分析近几年全国及部分省市的高考理综化学试题，会发现有一个知识点被频频考查：活化能。此概念在高考考试说明中并没有提及，但是在《普通高中化学实验课程标准》中有要求：知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。这是我们复习备考时的薄弱点、盲点或易忽略点。下面就此做简单剖析，仅供参考。

一、考查频率

年份2011 2012 2013 2014 2015江苏·试卷上海·3海南·11 4全国卷Ⅰ·9题海南·8重庆· 11（3）

二、理论解释——有效碰撞理论

1．有效碰撞

化学反应发生的先决条件就是反应物分子相互接触和碰撞。反应物分子之间的碰撞次数很多，但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。

2．活化分子

能够发生有效碰撞的分子。

3．活化能

E1是反应的活化能，E2是活化分子变成生成物分子放出的能量，E2－E1是反应热。如图所示：

三、考题剖析

1．（2011上海·3）据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是（ ）

【解析】选B。水的分解是一个吸热过程，反应物的能量低于生成物的能量，加入催化剂降低了反应的活化能，B选项正确。

【点评】首先分析出水分解是吸热反应，即反应物的总能量小于生成物的总能量。催化剂能够加快反应速率是通过降低反应发生所需要的活化能而达到的，但反应热不改变。要从图象中分析出反应物和生成物总能量、活化能、反应热等概念，将反应的基本性质（吸、放热）与图象信息紧密结合起来。

2．（2011海南·11）某反应的ΔH＝＋100kJ·mol－1，下列有关该反应的叙述正确的是（ ）

A．正反应活化能小于100kJ·mol－1

B．逆反应活化能一定小于100kJ·mol－1

C．正反应活化能不小于100kJ·mol－1

D．正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol－1

【解析】选CD。该反应为吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，活化能变化如右图。E1＞100kJ·mol－1，A错误，C正确。逆反应活化能与100kJ·mol－1无关系，不能确定相对大小，B错误。正逆反应活化能之差即为反应热，D正确。

【点评】本题主要考查焓变与活化能的关系，比较活化能焓变数值之间的相互关系，可先作图再作答，以防出错。

3．（2012江苏·4）某反应的反应过程中能量变化如图所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）。下列有关叙述正确的是（ ）

A．该反应为放热反应

B．催化剂能改变该反应的焓变

C．催化剂能降低该反应的活化能

D．逆反应的活化能大于正反应的活化能

【解析】选C。图象中反应物能量低于生成物能量，故反应是吸热反应，A错误；催化剂不能改变该反应的焓变，只能改变反应速率，B错误；催化剂改变化学反应速率是降低了反应的活化能，C正确；从图象分析逆反应的活化能E2小于正反应的活化能E1，D错误。

【点评】此题给出了活化能、焓变的数值关系，根据图象较为容易作答。

4．（2014全国Ⅰ·9）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：

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）

【解析】选A。由题意可知I—为反应的催化剂，反应的活化能是反应物能量和生成物能量的差值，反应的焓变为－98kJ·mol－1，所以B、C错误；反应速率与浓度有关，所以I—浓度越大，速率越快，A正确；速率比等于系数比，反应的总方程式为2H2O22H2O＋O2，水溶液中水的浓度是常量，不能用来表示反应的速率，且过氧化氢和氧气速率比为2∶1，D错误。

【点评】解答本题应注意两点：一是区别反应的活化能和焓变；二是知道速率比等于系数比，纯液体和固体不能用来表示速率。

5．（2014海南·8）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ΔH

C．改变催化剂，可改变该反应的活化能

D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1＋E2

【解析】选BC。由图示可知反应过程a需要的活化能较高，没有催化剂参与，A错误；由于反应物的能量高于生成物的能量，多余的能量就以热能的形式释放出来，所以该反应为放热反应，热效应等于反应物与生成物能量的差值ΔH，B正确；改变催化剂，改变了反应途径，降低了反应的活化能，但是反应热不变，C正确；无论是否存在催化剂，反应的活化能等于反应物与生成物的能量的差值，即等于ΔH，D错误。

【点评】此图与常规图明显不同的是存在两个活化能数据，说明该催化过程存在两步反应，每一步反应都存在一个活化能，分别为E1，E2。

6．（2015重庆·11节选）研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是（ ）

A．降低了反应的活化能 B．增大了反应的速率

C．降低了反应的焓变D．增大了反应的平衡常数

【解析】选AB。催化剂能降低反应的活化能，从而加快化学反应速率，但是催化剂不能改变反应的焓变，也不能改变化学平衡常数。

【点评】此题拓展到了对催化剂与化学平衡中平衡常数的关系，使我们对催化剂的认识更进一步、深一层。

四、备考启示

综合以上分析，高考中对活化能的考查，通常出现在反应热、催化剂、化学反应速率及平衡等知识块，具体常考角度如图象、催化剂的催化机理、活化能与焓变、催化剂对反应速率及平衡的影响等。另外还有可能与电化学、电离与水解中有关能量、速率等问题相关联，成为创新试题。

当然，这部分知识本身较为容易，只要基本知识扎实，灵活处理，细心作答，就能轻松得分。

总之，高三复习备考中，要紧紧依据考试说明和课程标准，在把握好活化能、反应热与焓变、反应速率等主干知识的前提下，努力挖掘新的知识及能力增长点，力求创新形式，拓宽考查角度，加强练习与思考，不断提高能力，方能运筹帷幄，“轻擒奇兵”，决胜千里！

（作者单位：山东省肥城市第一高级中学）