五年高考（2021-2025）化学真题分类汇编专题28 化学反应原理综合题——能量主线型教师版word文档可编辑

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2．（2024·浙江6月卷）氢是清洁能源，硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为，)

请回答：

（1）该反应能自发进行的条件是_______。

A．高温 B．低温 C．任意温度 D．无法判断

（2）该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是_______。

A．升高溶液温度 B．加入少量异丙胺

C．加入少量固体硼酸 D．增大体系压强

（3）为加速水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时，测得反应开始时生氢速率v与投料比之间的关系，结果如图1所示。请解释ab段变化的原因       。

（4）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图2所示，正极上的电极反应式是       。该电池以恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为       。[已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量电流时间；；。]

（5）资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制备方法，将反应副产物偏硼酸钠()再生为。(已知：是反应的自由能变化量，其计算方法也遵循盖斯定律，可类比计算方法；当时，反应能自发进行。)

I．

II．

III．

请书写一个方程式表示再生为的一种制备方法，并注明       。(要求：反应物不超过三种物质；氢原子利用率为。)

【答案】（1）C

（2）A

（3）随着投料比增大，NaBH4的水解转化率降低

（4）O2+4e-+2CO2=2     70%

（5）

【解析】（1）反应， ，由可知，任意温度下，该反应均能自发进行，故答案选C；

（2）A．升高温度，活化分子数增多，有效碰撞几率增大，反应速率加快，A符合题意；

B．加入少量异丙胺，H2O的量减少，化学反应速率降低，B不符合题意；

C. 加入少量固体硼酸，H2O的量减少，化学反应速率降低，C不符合题意；

D．增大体系压强，忽略体积变化，则气体浓度不变，化学反应速率不变，D不符合题意；

答案选A。

（3）随着投料比增大，NaBH4的水解转化率降低，因此生成氢气的速率不断减小。

（4）根据题干信息，该燃料电池中H2为负极，O2为正极，熔融碳酸盐为电解质溶液，故正极的电极反应式为：O2+4e-+2CO2=2， 该条件下，0.49L H2的物质的量为，工作时，H2失去电子：H2-2e-=2H+，所带电荷量为：2×0.02mol×6.0×1023mol-1×1.60×10-19= 3840C，工作电荷量为：3.2×14×60=2688C，则该电池将化学能转化为电能的转化率为：；

（5）结合题干信息，要使得氢原子利用率为100%，可由（2×反应3）-（2×反应Ⅱ+反应Ⅰ）得， 。