高中化学 第二章 化学反应速率与化学平衡 重难点四 催化剂的作用（含解析）新人教版选修

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。重难点四 催化剂的作用1活化能与反应速率的关系分析：反应物本身的性质活化能的大小单位体积内活化分子的多少单位体积内有效碰撞次数的多少化学反应速率的快慢；2催化剂作用原理分析(改变反应途径)：使用催化剂，催化剂与反应物结合为中间产物，使发生反应所需的活化能降低，这样会使更多的反应物的分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，从而使有效碰撞的几率提高，因而使反应速率加快。【重难点点睛】在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响。【重难点指数】 【重难点考向一】 判断反应中的催化剂【例1】三位科学家保罗克拉兹等因在氟利昂和臭氧层方面的工作获得诺贝尔化学奖，他们的研究揭示了大气中臭氧层被破坏的机理，如图所示下列说法不正确的是()A氯原子在反应中做催化剂B过氧化氯的结构式为：O-Cl-Cl-OC臭氧分子最终转变成氧气分子D过程中一氧化氯断键形成过氧化氯【答案】B【解析】由图片中反应历程为：Cl+O3ClO+O2，ClO+ClOClOOCl，ClOOCl+日光2Cl+O2；A、催化剂在反应前后质量和性质都没变，该过程的总反应为2O33O2，所以氯原子在反应中做催化剂，故A正确；B、氯原子半径大于氧原子半径，所以图片中，原子半径较大的是氯原子，较小的是氧原子，所以过氧化氯的结构式为Cl-O-O-Cl，故B错误；C、该过程的总反应为2O33O2，则臭氧分子最终转变成氧气分子，故C正确；D、过程中ClO+ClOClOOCl，一氧化氯断键形成过氧化氯，故D正确；故选B。【重难点点睛】考查化学反应机理，根据总反应方程式结合图片即可判断物质的性质、结构，由图片中反应历程为：Cl+O3ClO+O2，ClO+ClOClOOCl，ClOOCl+日光2Cl+O2；根据催化剂在反应前后质量和性质都没变，可推知Cl起催化作用。 【重难点考向二】催化剂的作用 【例2】加入正催化剂使反应速率加快，下列叙述不正确的是()A使反应体系的活化能降低 B使反应体系的活化分子总数增多C使正反应速率增大，逆反应速率减小 D使反应体系的活化分子百分数增大【答案】C【名师点睛】考查学生催化剂改变化学反应速率的实质，具体分析：加入正催化剂使反应的活化能降低，使催化剂可以使反应体系的活化分子百分数增加，反应体系的活化分子总数增多，进而会使反应速率加快；催化剂能同等程度的改变正逆反应速率。【重难点考向三】 温度对催化剂的影响【例3】酶也是一种特殊的蛋白质酶是生物制造出来的催化剂，能在许多有机反应中发挥作用，以下表示温度与反应速率的关系曲线中，有酶参加的是()A B C D【答案】D【名师点睛】考查酶的催化效率随温度变化规律，明确酶是一种蛋白质，酶在适宜的温度下(3050时)催化活性最高，在高温条件下发生变性，催化效率降低的特点是解题关键，根据图中反应速度和温度的图象走向，可判断酶催化效率强弱，据此解答。1二氧化硫转化为三氧化硫的过程中，加入催化剂的作用是()A能加大反应速率、促进平衡向三氧化硫的方向移动 B能提高二氧化硫的利用率、使原料不被浪费 C能提高三氧化硫的平衡浓度 D加大正逆反应速率，缩短达到平衡的时间 【答案】D【解析】A催化剂能同等程度加快反应速率，所 以平衡不移动，故A错误；B使用催化剂平衡不移动，二氧化硫的利用率不变，故B错误；C平衡不移动，所以三氧化硫的浓度不变，故C错误；D使用催化剂加快化学反应速率，反应速率越快达平衡的时间越短，故D正确；故选D。22007年诺贝尔化学奖授予善于做“表面文章”的德国科学家格哈德埃特尔他的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示下列说法正确的是()ANO2是该过程的最终产物BNO和O2必须在催化剂表面才能反应C汽车尾气的主要污染成分是CO2和NOD该催化转化的总反应方程式为：2NO+O2+4CO4CO2+N2【答案】D【解析】A气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程中先生成二氧化氮，然后在催化剂表面和一氧化碳反应，最终生成无毒气体，起到尾气净化的作用，是中间产物，而不是最终产物，故A错误；BNO和O2在常温下就会发生反应，故B错误；C汽车尾气的主要污染成分是CO、NO、NO2等，二氧化碳不是污染气体，故C错误；D尾气处理净化的目的是把有毒的污染气体在催化剂作用下转化为空气中的无毒成分：反应方程式2NO+O2+4CO4CO2+N2正好是过程图中的变化，故D正确；故选D。【名师点睛】汽车尾气的有害气体主要是氮氧化物、一氧化碳等；通过气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程图，可知NO2在整个过程中是一种中间产物，一氧化氮气体和氧气一氧化碳会在催化剂表面发生反应，转化为无毒气体，起到尾气净化作用。3下列关于催化剂的说法，不正确的是()A催化剂不能使不起反应的物质发生反应 B催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变 C催化剂能改变化学反应速率 D任何化学反应，都需要催化剂 【答案】B4某化工生产反应历程的能量变化如图所示，过程1没有使用催化剂，过程2使用催化剂，则可判断催化剂除了改变反应速率之外，还可以改变的是()A反应物的状态 B反应的完成程度 C生产能耗 D反应热效应【答案】C【名师点睛】考查催化剂对化学反应的影响，把握住催化剂的作用机理是关键，根据催化剂的催化原理来分析：催化剂参能参与反应，从而降低反应的活化能，缩短到达平衡的时间，但平衡不移动。5大气污染问题已成影响环境的重要因素，有人想利用2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(g)H=+8.0kJ/mol的反应来减少污染，使用新型催化剂加快反应下列有关该反应过程的能量变化示意图正确的是()ABCD【答案】B【解析】由2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(g)H=+8.0kJ/mol，可知该反应为吸热反应，所以生成物的总能量大于反应物的总能量，又由于催化剂能降低反应的活化能，但反应热的大小不变来解答，故选B。【名师点睛】考查反应类型与生成物的总能量、反应物的总能量的关系，以及催化剂在反应中的作用，根据