化学反应原理试题

一、热力学初探：反应热与能量转化

1. 反应热的判断

以CO₂与H₂反应生成CH₃OH为例，随着反应物浓度的逐渐减少和生成物的增加，结合能量变化图，我们可以清晰地看到这是一个放热反应。其热化学方程式为：CO₂(g) + 3H₂(g) → CH₃OH(g) + H₂O(g)，ΔH < 0。催化剂在此过程中降低了活化能，对应于图中的曲线b。

2. 热化学方程式的书写

甲烷与水反应生成CO₂和H₂的热化学方程式，不仅需要标注物质的状态，还要明确焓变。其表达式为：CH₄(g) + 2H₂O(g) → CO₂(g) + 4H₂(g)，ΔH = +165.2 kJ/mol。这一数值可以通过键能或盖斯定律进行计算。

二、反应速率与化学平衡

1. 速率影响因素的

铁与稀硫酸的反应中，增大接触面积（如使用铁粉代替铁片）或提高温度都可以加快反应速率。而在恒容条件下，充入惰性气体并不会改变反应物的浓度，因此正逆反应速率均保持不变。

2. 平衡移动与转化率的关联

以H₂S的分解反应为例，增大压强反而会导致平衡转化率降低，这是因为正反应中气体分子数增加。而平衡常数K与温度密切相关，对于吸热反应，升温会使K增大。

三、电化学原理介绍

1. 原电池的设计与运作

当铁与稀硫酸反应被设计为原电池时，B电极（正极）会产生H₂，其电极反应为：2H+ + 2e− → H₂↑。在此过程中，铁作为负极被腐蚀。

2. 电解池的应用与原理

在间接电化学法去除NO的过程中，阴极反应产生H₂，而吸收池中NO被氧化为硝酸。其电极反应和化学反应需要结合电解液的pH值进行书写和调整。

四、综合应用实例

以Cr₂O₃为原料制K₂Cr₂O₇的流程中，我们不仅要关注氧化过程中Cr₂O₃转化为Na₂CrO₄时消耗的O₂体积（标准状况下为33.6 L），还要理解调节pH使CrO₄²−转化为Cr₂O₇²−需要控制的酸性条件。

五、高频考点总结与策略建议

平衡常数的计算、催化剂的作用、速率-时间图像的分析等都是热力学与反应速率的重要考点。而在电化学部分，原电池和电解池的设计与应用也是关键知识点。对于考生来说，优先练习近年新题，特别是如2024年汇编的题目，重点突破平衡计算、电极反应书写及多条件综合分析题型，将更有助于备考成功。