2015-2024年十年高考化学真题分类汇编专题56 原理综合题——反应热+速率+平衡+电化学(解析版).docx

2013-2024年十年高考真题汇编

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专题56原理综合题

——反应热+速率+平衡+电化学

考点

十年考情(2015-2024)

命题趋势

考点1涉及能源综合利用

2024·浙江6月卷、2024·全国甲卷、2024·浙江1月卷、2022?重庆卷、2022?河北省选择性、2022?湖南选择性、2022?江苏卷、2020?新课标Ⅱ、2020?江苏卷、2016·天津理综

化学反应原理综合问题设计上往往以组合题的形式出现，题目往往围绕一个主题，由多个小题组成，各小题具有一定的独立性，分别考查不同的知识点，覆盖面较广，灵活性较强。近年来把电化学也融入其中，考查电极反应式的书写，以及利用电子守恒进行相关计算。

考点2涉及工业生产应用

2024·北京卷、2023?北京卷、2022?辽宁省选择性、2021?湖南选择性、2021?北京卷、2021?北京卷、2020?新课标Ⅱ、2020?北京卷、2019?新课标Ⅱ、2019?新课标Ⅲ

考点1涉及能源综合利用

1．(2024·浙江6月卷，19，10分)氢是清洁能源，硼氢化钠(NaBH4)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，)

NaBH4(s)＋2H2O(l)=NaBO2(aq)＋4H2(g)ΔH＜0

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[(CH3)2CHNH2]

C．加入少量固体硼酸[B(OH)3] D．增大体系压强

(3)为加速NaBH4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[n(NaBH4)：n(H2O)]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H2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H2的摩尔体积为24.5L·mol-1；电荷量q(C)=电流时间；NA=6.0×10-23mol·L-1；e=1.60×10-19C。]

(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(NaBO2)再生为NaBH4。(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NaBO2再生为NaBH4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[n(NaBH4)：n(H2O)]增大，NaBH4的水解转化率降低

(4)O2+4e-+2CO2=2CO32-70%

(5)

【解析】(1)反应，ΔS＞0，由ΔG=ΔH-TΔS可知，任意温度下，该反应均能自发进行，故选C；(2)A项，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项，加入少量异丙胺[(CH3)2CHNH2]，H2O的量减少，化学反应速率降低，B不符合题意；C项，加入少量固体硼酸[B(OH)3]，H2O的量减少，化学反应速率降低，C不符合题意；D项，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；故选A。(3)随着投料比[n(NaBH4)：n(H2O)]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=2CO32-，该条件下，0.49LH2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，。

2．(2024·全国甲卷，10，14分)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：

(1)已知如下热化学方程式：

CH4(g)+Br2(g)=CH3Br(