山東 王衛(wèi)東 楊海濱

高考“新奇兵”
——活化能

山東 王衛(wèi)東 楊海濱

細(xì)心分析近幾年全國(guó)及部分省市的高考理綜化學(xué)試題，會(huì)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)知識(shí)點(diǎn)被頻頻考查：活化能。此概念在高考考試說(shuō)明中并沒有提及，但是在《普通高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程標(biāo)準(zhǔn)》中有要求：知道活化能的含義及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。這是我們復(fù)習(xí)備考時(shí)的薄弱點(diǎn)、盲點(diǎn)或易忽略點(diǎn)。下面就此做簡(jiǎn)單剖析，僅供參考。

一、考查頻率

年份2011 2012 2013 2014 2015江蘇·試卷上海·3海南·11 4全國(guó)卷Ⅰ·9題海南·8重慶· 11（3）

二、理論解釋——有效碰撞理論

1．有效碰撞

化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件就是反應(yīng)物分子相互接觸和碰撞。反應(yīng)物分子之間的碰撞次數(shù)很多，但并不是每一次碰撞均可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在化學(xué)上，把能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞。

2．活化分子

能夠發(fā)生有效碰撞的分子。

3．活化能

E1是反應(yīng)的活化能，E2是活化分子變成生成物分子放出的能量，E2－E1是反應(yīng)熱。如圖所示：

三、考題剖析

1．（2011上?！?）據(jù)報(bào)道，科學(xué)家開發(fā)出了利用太陽(yáng)能分解水的新型催化劑。下列有關(guān)水分解過程的能量變化示意圖正確的是（ ）

【解析】選B。水的分解是一個(gè)吸熱過程，反應(yīng)物的能量低于生成物的能量，加入催化劑降低了反應(yīng)的活化能，B選項(xiàng)正確。

【點(diǎn)評(píng)】首先分析出水分解是吸熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量。催化劑能夠加快反應(yīng)速率是通過降低反應(yīng)發(fā)生所需要的活化能而達(dá)到的，但反應(yīng)熱不改變。要從圖象中分析出反應(yīng)物和生成物總能量、活化能、反應(yīng)熱等概念，將反應(yīng)的基本性質(zhì)（吸、放熱）與圖象信息緊密結(jié)合起來(lái)。

2．（2011海南·11）某反應(yīng)的ΔH＝＋100kJ·mol－1，下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述正確的是（ ）

A．正反應(yīng)活化能小于100kJ·mol－1

B．逆反應(yīng)活化能一定小于100kJ·mol－1

C．正反應(yīng)活化能不小于100kJ·mol－1

D．正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能大100kJ·mol－1

【解析】選CD。該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，活化能變化如右圖。E1＞100kJ·mol－1，A錯(cuò)誤，C正確。逆反應(yīng)活化能與100kJ·mol－1無(wú)關(guān)系，不能確定相對(duì)大小，B錯(cuò)誤。正逆反應(yīng)活化能之差即為反應(yīng)熱，D正確。

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查焓變與活化能的關(guān)系，比較活化能焓變數(shù)值之間的相互關(guān)系，可先作圖再作答，以防出錯(cuò)。

3．（2012江蘇·4）某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示（圖中E1表示正反應(yīng)的活化能，E2表示逆反應(yīng)的活化能）。下列有關(guān)敘述正確的是（ ）

A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B．催化劑能改變?cè)摲磻?yīng)的焓變

C．催化劑能降低該反應(yīng)的活化能

D．逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能

【解析】選C。圖象中反應(yīng)物能量低于生成物能量，故反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；催化劑不能改變?cè)摲磻?yīng)的焓變，只能改變反應(yīng)速率，B錯(cuò)誤；催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率是降低了反應(yīng)的活化能，C正確；從圖象分析逆反應(yīng)的活化能E2小于正反應(yīng)的活化能E1，D錯(cuò)誤。

【點(diǎn)評(píng)】此題給出了活化能、焓變的數(shù)值關(guān)系，根據(jù)圖象較為容易作答。

4．（2014全國(guó)Ⅰ·9）已知分解1mol H2O2放出熱量98kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的機(jī)理為：

下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是（ ）

A．反應(yīng)速率與I－濃度有關(guān)

B．IO－也是該反應(yīng)的催化劑

C．反應(yīng)活化能等于98kJ·mol－1

D．v（H2O2）＝v（H2O）＝v（O2）

【解析】選A。由題意可知I—為反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)的活化能是反應(yīng)物能量和生成物能量的差值，反應(yīng)的焓變?yōu)椋?8kJ·mol－1，所以B、C錯(cuò)誤；反應(yīng)速率與濃度有關(guān)，所以I—濃度越大，速率越快，A正確；速率比等于系數(shù)比，反應(yīng)的總方程式為2H2O22H2O＋O2，水溶液中水的濃度是常量，不能用來(lái)表示反應(yīng)的速率，且過氧化氫和氧氣速率比為2∶1，D錯(cuò)誤。

【點(diǎn)評(píng)】解答本題應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是區(qū)別反應(yīng)的活化能和焓變；二是知道速率比等于系數(shù)比，純液體和固體不能用來(lái)表示速率。

5．（2014海南·8）某反應(yīng)過程能量變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．反應(yīng)過程a有催化劑參與

B．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，熱效應(yīng)等于ΔH

C．改變催化劑，可改變?cè)摲磻?yīng)的活化能

D．有催化劑的條件下，反應(yīng)的活化能等于E1＋E2

【解析】選BC。由圖示可知反應(yīng)過程a需要的活化能較高，沒有催化劑參與，A錯(cuò)誤；由于反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，多余的能量就以熱能的形式釋放出來(lái)，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，熱效應(yīng)等于反應(yīng)物與生成物能量的差值ΔH，B正確；改變催化劑，改變了反應(yīng)途徑，降低了反應(yīng)的活化能，但是反應(yīng)熱不變，C正確；無(wú)論是否存在催化劑，反應(yīng)的活化能等于反應(yīng)物與生成物的能量的差值，即等于ΔH，D錯(cuò)誤。

【點(diǎn)評(píng)】此圖與常規(guī)圖明顯不同的是存在兩個(gè)活化能數(shù)據(jù)，說(shuō)明該催化過程存在兩步反應(yīng)，每一步反應(yīng)都存在一個(gè)活化能，分別為E1，E2。

6．（2015重慶·11節(jié)選）研究發(fā)現(xiàn)，腐蝕嚴(yán)重的青銅器表面大都存在CuCl。關(guān)于CuCl在青銅器腐蝕過程中的催化作用，下列敘述正確的是（ ）

A．降低了反應(yīng)的活化能 B．增大了反應(yīng)的速率

C．降低了反應(yīng)的焓變D．增大了反應(yīng)的平衡常數(shù)

【解析】選AB。催化劑能降低反應(yīng)的活化能，從而加快化學(xué)反應(yīng)速率，但是催化劑不能改變反應(yīng)的焓變，也不能改變化學(xué)平衡常數(shù)。

【點(diǎn)評(píng)】此題拓展到了對(duì)催化劑與化學(xué)平衡中平衡常數(shù)的關(guān)系，使我們對(duì)催化劑的認(rèn)識(shí)更進(jìn)一步、深一層。

四、備考啟示

綜合以上分析，高考中對(duì)活化能的考查，通常出現(xiàn)在反應(yīng)熱、催化劑、化學(xué)反應(yīng)速率及平衡等知識(shí)塊，具體?？冀嵌热鐖D象、催化劑的催化機(jī)理、活化能與焓變、催化劑對(duì)反應(yīng)速率及平衡的影響等。另外還有可能與電化學(xué)、電離與水解中有關(guān)能量、速率等問題相關(guān)聯(lián)，成為創(chuàng)新試題。

當(dāng)然，這部分知識(shí)本身較為容易，只要基本知識(shí)扎實(shí)，靈活處理，細(xì)心作答，就能輕松得分。

總之，高三復(fù)習(xí)備考中，要緊緊依據(jù)考試說(shuō)明和課程標(biāo)準(zhǔn)，在把握好活化能、反應(yīng)熱與焓變、反應(yīng)速率等主干知識(shí)的前提下，努力挖掘新的知識(shí)及能力增長(zhǎng)點(diǎn)，力求創(chuàng)新形式，拓寬考查角度，加強(qiáng)練習(xí)與思考，不斷提高能力，方能運(yùn)籌帷幄，“輕擒奇兵”，決勝千里！

（作者單位：山東省肥城市第一高級(jí)中學(xué)）