2025年高考押题预测卷:化学01(上海卷)(解析版)
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这是一份2025年高考押题预测卷:化学01(上海卷)(解析版),文件包含历史试题卷pdf、历史试题卷官方参考答案pdf等2份试卷配套教学资源,其中试卷共7页, 欢迎下载使用。
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
考生注意:
1.试卷满分100分,考试时间60分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写学校、姓名、座位号(考号),并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
3.选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给一半分,错选不给分;未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56 Cu-64 As-75
一、化学与人工智能(AI)(20分)
= 1 \* ROMAN I.今年,国产DeepSeek开源AI模型大放异彩。AI模型训练需要使用图形处理器(GPU),GPU芯片的主要成分是硅,纯硅(晶体结构如下图所示)的导电性较差,在硅中引入特定的元素(如磷、硼等),可以增强其导电性。
(1)下列关于硼的说法中,正确的是_______。
A.硼元素位于元素周期表中的第2周期第3族
B.硼元素位于元素周期表中的s区
C.基态硼原子有2种不同形状的电子云
D.基态硼原子有3种不同运动状态的电子
(2)下列关于硅和磷的性质比较中,正确的是_______。(不定项)
A.原子半径:Si>P B.第一电离能:Si>P
C.熔点:Si>P4(白磷) D.酸性:H2SiO3>H3PO4
(3)当磷原子取代了纯硅中少量硅原子后,能形成导电性较好的n型半导体。请从结构的角度解释导电性增强的原因。_______
【答案】(1)C(2分)
(2)AC(2分)
(3)磷原子最外层有5个电子,4个与硅原子成键后还有一个电子没有成键,该电子在一定条件下可以定向移动而导电(3分)
【解析】(1)A项,硼元素位于元素周期表中第2周期第IIIA族,而非第3族,故A错误;B项,硼为p区元素,故B错误;C项,基态硼原子(1s22s22p1)有s、p两种形状的电子云,故C正确;D项,基态硼原子有5个电子,有5种不同运动状态的电子,故D错误;故选C。
(2)A项,同周期中原子序数越大,原子半径越小,Si(14号)原子半径大于P(15号),故A正确;B项,由于同周期电离能整体越来越大,且P的3p处于半充满状态,较稳定,故第一电离能Si<P,故B错误;C项,Si为共价晶体,P4为分子晶体,一般共价晶体熔沸点比分子晶体熔沸点高,故Si>P4,故C正确;D项,Si与P非金属性为Si<P,故最高价水化物含氧酸H2SiO3<H3PO4,故D错误;故选AC。
(3)当磷原子取代了纯硅中少量硅原子后,能形成导电性较好的n型半导体原因在于磷原子最外层有5个电子,4个与硅原子成键后还有一个电子没有成键,该电子在一定条件下可以定向移动而导电,故答案为:磷原子最外层有5个电子,4个与硅原子成键后还有一个电子没有成键,该电子在一定条件下可以定向移动而导电。
= 2 \* ROMAN II.2024年诺贝尔化学奖授予了利用AI设计蛋白质和预测结构的科学家们,利用AI模拟出的血红蛋白的部分结构如下图所示(表示蛋白质的其他部分)。
(4)已知血红素中铁的存在形式为Fe2+,有关Fe2+的化学用语正确的是_______。
A.中子数为30的: B.电子排布式:1s22s22p63s23p63d6
C.结构示意图: D.价层电子轨道表示式:
(5)上图虚线框的结构中,含有_______。(不定项)
A.σ键 B.键 C.配位键 D.离子键
(6)上图中键角为,介于(H2S键角)和(CH4键角)之间,请从价层电子对互斥理论的角度解释原因。_______。
【答案】(4)B(2分)
(5)AB (2分)
(6)物质中的S原子和C原子都是sp3杂化,S的价层电子对数为4,其中血红蛋白的部分结构中S原子有2个孤电子对,因为孤电子对的排斥力更大,所以键角小于CH4的键角。H2S中S原子价层电子对数也为4,孤电子对数也为2,但因为氢原子体积较小,不如血红蛋白的部分结构中S上连的两个基团间的排斥力大,故H2S中键角更小(3分)
【解析】(4)A项,中子数为30的Fe2+:,错误;B项,Fe的原子序数为26,基态Fe的电子排布式:1s22s22p63s23p63d64s2,则Fe2+的电子排布式:1s22s22p63s23p63d6,正确;C项,Fe2+结构示意图:,错误;D.Fe2+价层电子轨道表示式:,错误;故选B;
(5)单键都是σ键,双键一个σ键、一个π键,因此含有σ键与π键,不含配位键和离子键,故选AB;
(6)图中物质中的S原子和C原子都是sp3杂化,S形成2个价键,S的价层电子对数为4,其中血红蛋白的部分结构中S原子有2个孤电子对,因为孤电子对的排斥力更大,所以键角小于CH4的键角。H2S中S原子价层电子对数也为4,孤电子对数也为2,但因为氢原子体积较小,不如血红蛋白的部分结构中S上连的两个基团间的排斥力大,故H2S中键角更小。
= 3 \* ROMAN III.某同学采用AI技术结合计算化学方法,模拟预测了熔融的CaO和MgO冷却结晶的产物结构,得到一种类似NaCl晶胞的结构,如下图所示。
(7)该结构中Ca2+周围最近的Mg2+有_______个。
A.2 B.4 C.6 D.8
(8)已知一个该晶胞的体积为9.61×10-23cm-3,计算该晶体的密度ρ=_____ g· cm-3。(NA的数值取6.02×1023,计算结果精确到小数点后2位)
(9)用AI输出的另一种晶胞结构是:上图晶胞体心的O2-被替换为Mg2+,判断这种新晶胞的结构是否合理,并写出判断依据_______。
【答案】(7)D(2分)
(8)3.32(2分)
(9)不合理,因为替换后,Mg2+周围都是Ca2+和Mg2+,同种电荷相互排斥,不稳定(或正负化合价代数和不为零,或正负电荷数不相等) (2分)
【解析】(7)由晶胞结构可知,以位于面心的Ca2+为研究对象,Ca2+周围最近的Mg2+有8个,距离为面对角线的一半,故选D。
(8)该晶胞中Ca2+的个数为=4,Mg2+的个数为=2,O2-的个数为=4,已知一个该晶胞的体积为,计算该晶体的密度=3.32。
(9)用AI输出的另一种晶胞结构是:上图晶胞体心的O2-被替换为Mg2+,这种新晶胞的结构不合理,原因是替换后,Mg2+周围都是,Ca2+和Mg2+,同种电荷相互排斥,不稳定(或正负化合价代数和不为零,或正负电荷数不相等)。
二、废旧锂离子电池制备碳酸锂(本题共20分)
废旧锂离子电池的正极材料含钴酸锂(LiCO2),锰酸锂(Li2MnO4),镍酸锂(LiNiO2)以及铝片、石墨粉等,某小组设计方案回收金属元素,流程如下:
已知:过硫酸根离子的结构为:
(1)锂离子电池工作时,能量的主要转化方式为___________。
(2)在废旧电池的初步处理及碱浸环节,为加快速率,除了对原料粉碎处理,还可以采用的措施有___________(写出其中一种即可),步骤①发生反应的离子方程式为___________。
(3)滤液A中的C、Ni、Mn均为+2价,则H2O2作为反应物的半反应式为___________。
(4)写出过程③中Mn2+发生反应的离子方程式___________;步骤②中不能用盐酸酸化溶液的原因是___________。
(5)常温下滤液C中c(C2+)=___________ml/L。(常温:Ksp[C(OH)2]=1.09×10-15)
(6)所得碳酸锂样品含有少量Na2SO4杂质,拟通过图示装置测定样品中Li2CO3的含量,b中液体为硫酸溶液,量气管中可以加入的试剂可以是___________。(不定项)
A.饱和Na2CO3溶液 B.饱和NaHCO3溶液 C.饱和食盐水 D.覆盖油层的水
(7)下列情况会导致测定结果偏低的是___________。
A.反应产生的气体一部分滞留在“Y”型试管中
B.没有恢复到室温就进行读数
C.水准管液面高于量气管
D.固体样品称量后,在反应之前吸收空气中的水蒸气
【答案】(1)化学能转化为电能(2分)
(2)搅拌或者适当升高温度 (合理均可) (2分) 2Al + 2OH-+ 6H2O = 2[Al(OH)4]-+ 3H2↑(2分)
(3)H2O2-2e-= 2H+ + O2(2分)
(4)Mn2+ + S2O82-+ 2H2O = 4H+ + MnO2 + 2SO42-(2分) MnO42-会在酸性条件下氧化Cl-生成Cl2(2分)
(5)1.09×10-6(3分)
(6)BD(2分)
(7)C(3分)
【解析】正极材料含钴酸锂(LiCO2),锰酸锂(Li2MnO4),镍酸锂(LiNiO2)以及铝片、石墨粉等,初步处理后进行碱浸,Al反应生成四羟基合铝酸钠溶液,滤渣经过氧化氢酸性溶液溶解,H2O2将LiCO2、Li2MnO4、LiNiO2等物质中的C、Mn、Ni还原为+2价,过滤分离出石墨,滤液在过程③中Mn2+被S2O82-氧化为MnO2,过程④中加入NaOH调pH使Ni2+和C2+变为氢氧化物沉淀,过滤后在滤液C中加入浓碳酸钠生成碳酸锂。
(1)锂离子电池属于原电池,原电池工作时,是将化学能转化为电能,所以锂离子电池工作时,能量的主要转化方式为化学能转化为电能;
(2)在废旧电池的初步处理及碱浸环节,为加快速率,根据化学反应速率的影响因素,除了对原料粉碎处理增大接触面积外,还可以采用搅拌、升高温度、适当增大碱的浓度等措施,步骤①是铝片与碱液反应,铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,离子方程式为:2Al + 2OH-+ 6H2O = 2[Al(OH)4]-+ 3H2↑;
(3)滤液A中的C、Ni、Mn均为+2价,说明H2O2将LiCO2、Li2MnO4、LiNiO2等物质中的C、Mn、Ni还原为+2价,所以H2O2的主要作用是还原剂,H2O2半反应式为H2O2-2e-= 2H+ + O2;
(4)S2O82-中有过氧键,具有氧化性,过程③中Mn2+被S2O82-氧化为MnO2,离子方程式为Mn2+ + S2O82-+ 2H2O = 4H+ + MnO2 + 2SO42-,步骤②中不能用盐酸酸化溶液,因为溶液中的MnO4-具有强氧化性,能与盐酸中的Cl-发生氧化还原反应,Cl-被氧化为Cl2,MnO4-被还原,会导致后续反应受影响,所以原因是酸性条件下MnO4-会氧化Cl-生成Cl2;
(5)滤液C中形成C(OH)2沉淀,Ksp[C(OH)2]=c(C2+)×c2(OH-)=1.09×10-15,一般情况下溶液为碱性,假设c(OH-)=1.0×10-2ml/L(具体OH-浓度应根据题目中其他条件确定,此处假设为常见碱性环境浓度),则c(C2+)====1.09×10-6ml/L;
(6)测定样品中Li2CO3的含量,利用硫酸与样品反应,测定CO2的体积,通过CO2的量计算Li2CO3的含量;A项,CO2与饱和Na2CO3溶液要反应,故不符合;B项,CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小,故符合;C项,CO2可以溶于饱和食盐水,故不符合;D项,覆盖油层的水不会溶解CO2,故符合;故选BD;
(7)A项,反应产生的气体一部分滞留在“Y”型试管中,但是会有等量的空气进入量气管,CO2的体积不会偏小,结果不会偏低,故A不选;B项,没有恢复到室温就进行读数导致测得的CO2的体积偏大,结果偏高,故B不选;C项,水准管高于量气管,则CO2的压强大于大于大气压,使测得的体积偏低,结果偏低,故C选;D项,固体样品称量后,在反应之前吸收空气中的水蒸气,不影响生成的CO2,结果无影响,故D不选;故选C。
三、制备CuCl(20分)
CuCl用途广泛,某研究性小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl。
【资料查阅】
ⅰ.
ⅱ.实验室使用浓硫酸制备HCl气体的原理如下:NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑
【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(央持仪器略),
请回答下列问题:
(1)制备氯化氢的过程体现了浓硫酸具有_______。
A. 酸性 B. 强氧化性 C. 难挥发性 D. 吸水性
(2)使用恒压分液漏斗制备HCl气体的优点是_______;X装置的名称为_______。
(3)C中试纸变蓝后会逐渐褪色,写出褪色过程中发生的化学反应方程式_______。
(4)装置D中发生的离子方程式为_______。
(5)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是_______。
②若杂质是CuO,则产生的原因是_______。
准确称取所制备的氯化亚铜样品mg,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,配成100mL溶液,取出10.00ml,用aml/L的K2Cr2O7标准溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液bml,反应中Cr2O72-被还原为Cr3+。CuCl+FeCl3=FeCl2+CuCl2
(6)配制100mL待测液用不到的仪器有_______。
A.容量瓶 B.烧杯 C.分液漏斗 D.胶头滴管
(7)样品中CuCl的质量分数为_______(结果化简,M(Cu)=64,M(Cl)=35.5)。
(8)若测定结果偏大可能的原因是_______。
A.样品中混有CuO B.滴定前滴定管尖嘴处有小液滴,滴定后消失
C.滴定管未用K2Cr2O7标准溶液润洗 D.装待测液前锥形瓶内残留少量水
【答案】(1)C(2分)
(2)保持内外压强一致使得液体顺利流下(1分) 干燥管(1分)
(3)I2+5Cl2+3H2O=2HIO3+10HCl(2分)
(4)Cl2+2OH-= Cl-+ ClO-+H2O、H++OH-=H2O(2分)
(5)加热温度不够高,不到300℃,CuCl2未完全分解(2分)
通入HCl的量太少(氯化氢中含有一定水分),产生Cu2(OH)2Cl2后分解产生CuO(2分)
(6)C(2分)
(7)(4分)
(8)C(2分)
【解析】本题为实验探究题,探究热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,题干实验装置图可知,用浓硫酸和NaCl制得的HCl气体通入装置A中即在HCl气流中加热CuCl2·2H2O,X即球形干燥管中的硫酸铜能够检验是否分解完全,装置C中的湿润的淀粉KI试纸用于检验是否生成Cl2,装置D为吸收尾气中的Cl2和HCl。
(1)制备氯化氢的过程反应原理为:NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑,则体现了浓硫酸具有难挥发性,即难挥发性酸制备挥发性酸,故答案为:C;
(2)使用恒压分液漏斗制备HCl气体的优点是保持内外压强一致使得液体顺利流下,由题干实验装置图可知,X装置的名称为干燥管,故答案为:保持内外压强一致使得液体顺利流下;(球形)干燥管;
(3)由分析可知,制备CuCl过程中产生Cl2,Cl2能氧化KI为I2,从而使湿润的KI淀粉试纸变蓝,但由于Cl2具有强氧化性,能够将I2氧化为更高价态的含碘化合物,故C中试纸变蓝后会逐渐褪色,褪色过程中发生的化学反应方程式为:I2+5Cl2+3H2O=2HIO3+10HCl;
(4)由分析可知,装置D的作用为吸收尾气中的Cl2和HCl,防止污染环境,则其中发生的离子方程式为:Cl2+2OH-= Cl-+ ClO-+H2O、H++OH-=H2O;
(5)①若杂质是CuCl2,则产生的原因是加热温度不够高,不到300℃,CuCl2未完全分解,故答案为:加热温度不够高,不到300℃,CuCl2未完全分解;②若杂质是CuO,则产生的原因是通入HCl的量太少(氯化氢中含有一定水分),Cu2+水解产生Cu2(OH)2Cl2后分解产生CuO,故答案为:通入HCl的量太少(氯化氢中含有一定水分),产生Cu2(OH)2Cl2后分解产生CuO;
(6)用固体配制100mL一定物质的量浓度的待测液需要使用的仪器有:天平、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管,则配制用不到的仪器有分液漏斗,故答案为:C;
(7)根据反应方程式:CuCl+FeCl3=FeCl2+CuCl2,Fe2+的还原性强于Cl-,故可用aml/L的K2Cr2O7标准溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液bml,反应中Cr2O72-被还原为Cr3+,反应原理为:6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,则有6CuCl~6Fe2+~ Cr2O72-,则有:n(CuCl)=n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6ab×10-3ml,故样品中CuCl的质量分数为=;
(8)A项,样品中混有CuO,导致生成的Fe2+偏小,消耗标准液的体积偏小,则所测量结果偏小,A不合题意;B项,滴定前滴定管尖嘴处有小液滴,滴定后消失,导致消耗的标准液的体积偏小,所测量结果偏小,B不合题意;C项,滴定管未用K2Cr2O7标准溶液润洗,导致标准液浓度偏小,消耗标准液的体积偏大,所测量结果偏大,C符合题意;D项,装待测液前锥形瓶内残留少量水对实验结果无影响,D不合题意;故选C。
四、灵芝酚的合成(18分)
灵芝酚能延缓慢性肾病的进程。我国科学家合成灵芝酚的一种路线如下:
已知:
(1)c中的官能团有_____(填名称)。
(2)b的结构简式是_____。
(3)属于氧化反应的是_____(不定项)。
A. c→d B. f→g C. h→I D. i→j
(4)用“*”标出f中的不对称碳原子_____。
(5)生成e时有副产物e’生成,e’是e的同分异构体;d→e’的反应中,杂化方式改变的碳原子是_____。
A.①、② B.①、⑥ C.③、④ D.⑤、⑦
(6)h→i与i→j的转化顺序能否互换?原因是_____。
(7) a有多种同分异构体,写出一种满足下列条件的同分异构体的结构简式_____。
i.只能与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3;
ii.能发生消去反应;
iii.核磁共振氢谱中有四组峰,峰面积比为2:2:3:6.
(8)结合所学及上述路线中的信息,写出乙烯与合成的路线(无机试剂任选)_____。(合成路线表示为:MN……目标产物)
【答案】(1)醚键、酮羰基、酯基(2分)
(2)(2分)
(3)BC(2分)
(4)(2分)
(5)A(2分)
(6)不能互换。酚羟基较为活泼,易被氧化,若互换则可能在氧化反应中被破坏(2分)
(7)或 (3分)
(8)(3分)
【解析】a到c发生已知的反应,属于取代反应,c到d发生先加成后取代反应,d到e发生-OH的消去反应,e到f引入-OH,f到双键形成环醚,g到h断开三元环,形成一个五元环和一个六元环,h到i引入羰基,i到j醚键转化为酚羟基。
(1)C的结构简式为:,官能团有醚键、酮羰基、酯基;
(2)由a和c的结构简式及已知的反应可知,b的结构简式为:;
(3)c到d是加成反应;f到g加氧是氧化反应;h到i是加氧的反应,是氧化反应;i到j是取代反应;故选bc;
(4)一个C周围连接四个不同的原子或原子团为不对称碳原子,即手性碳原子,如图:;
(5)d到e的反应是消去反应,还可以得到另一种结构:,①②碳原子由sp3转化为sp2杂化,故选A;
(6)h→i与i→j的转化顺序不能互换,原因是:酚羟基较为活泼,易被氧化,若互换则可能在氧化反应中被破坏;
(7)i.只能与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3,说明含有酚羟基;ii.能发生消去反应,I原子连接的碳原子相邻C原子上有H原子;iii.核磁共振氢谱中有四组峰,峰面积比为2:2:3:6,含有两个等效的甲基和一个不等效甲基;符合条件的结构有:或;
(8)形成三元环可以用ICH2CH2I与发生已知的反应得到,ICH2CH2I可以用乙烯和I2发生加成反应得到;故合成路线为:。
五、高炉反应的研究(22分)
高炉炼铁是现代炼铁的主要方法。
(1)高炉中常见的是三步(>570 °C)机制。具体反应如下:
① 3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH1 = −47.2 kJ•ml-1
② Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH2 = 19.4 kJ•ml-1
③ FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH3 = −11.0 kJ•ml-1
铁元素位于元素周期表第_______周期第_______族;计算Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH=_______。
【答案】四(1分) Ⅷ(1分) -24.8 kJ•ml-1(2分)
【解析】铁元素的原子序数为26,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族;Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)可由×(①+②×2)+③×2得,得。
(2)高炉气中存在反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH>0,勒夏特列通过研究该反应提出了化学平衡移动原理。
= 1 \* GB3 ①恒温恒容时,能说明上述反应达到平衡状态的是_______。(不定项)
A.CO2与CO的物质的量之比为1:2 B.v正(CO2):v逆(CO) = 2:1
C.CO2和CO的浓度不再改变 D.混合气体的密度不再改变
= 2 \* GB3 ②不同温度和压强下,上述反应达到平衡时CO和CO2的体积分数变化如图所示。
根据化学平衡移动原理,解释两种气体体积分数的变化趋势_______。
【答案】 = 1 \* GB3 ①CD(2分) = 2 \* GB3 ②当温度不变时,由于该反应是体积增大的反应,压强增大,平衡左移,所以CO体积分数减小,CO2体积分数增大。当压强不变时,由于该反应正反应吸热,温度升高,平衡右移,所以CO体积分数增大,CO2体积分数减小。(合理即可)(4分)
【解析】 = 1 \* GB3 ①A项,CO2与CO的物质的量之比为1:2,没有说保持不变,无法判断反应是否达到平衡状态,A错误;B项,反应处于平衡状态时2v正(CO2)=v逆(CO),当v正(CO2):v逆(CO) = 2:1时,反应未处于平衡状态,B错误;C项,CO2和CO的浓度不再改变,按定义达到平衡状态,C正确;D项,因为该反应是在恒容条件下,气体质量在反应前后不守恒,即密度是不断变化的,故当密度不变是反应达到平衡状态,D正确; 故选CD。 = 2 \* GB3 ②当温度不变时,由于该反应是体积增大的反应,压强增大,平衡左移,所以CO体积分数减小,CO2体积分数增大;当压强不变时,由于该反应正反应吸热,温度升高,平衡右移,所以CO体积分数增大,CO2体积分数减小。
(3)据报道,某含铜配合物可催化还原CO2,该反应历程中相对能量变化如图所示。
= 1 \* GB3 ①上图反应历程中,基元反应和中间体各有_______个。
A.5;4 B.6;5 C.6;4 D.5;5
②对于反应:1Bpin+CO2=2Bpin,∆H=_______eV;该步反应的自发性,下列判断正确的是_______。
A.高温下能自发进行 B.低温下能自发进行
C.任何温度能自发进行 D.任何温度都不能自发进行
= 3 \* GB3 ③上述反应历程中,控速步骤是_______。
A.1Bpin转化为2Bpin B.2Bpin转化为3Bpin
C.4Bpin转化为5Bpin D.6Bpin转化为最终产物
【答案】 = 1 \* GB3 ①B(2分) = 2 \* GB3 ②12.2(2分) D(2分) = 3 \* GB3 ③C(2分)
【解析】 = 1 \* GB3 ①由图可知,基元反应有6个,分别是生成2Bpin、3Bpin、4Bpin、5Bpin、6Bpin、1Bpin的过程,中间体有TSBpin(1~2)、TSBpin(2~3)、TSBpin(3~4)、TSBpin(4~5)、TSBpin(6~1)共计5个,故选B; = 2 \* GB3 ②于反应:1Bpin+CO2=2Bpin,由图可知∆H=12.2 eV,②该步反应为吸热反应,熵减,根据吉布斯自由能ΔG=ΔH-TΔS,自由能减小可以自发进行,所以任何温度都不能自发进行,故选D; = 3 \* GB3 ③由于活化能越大,进行的速度越慢,所以控速步骤是4Bpin转化为5Bpin,故选C。
(4)利用高炉炼铁尾气中的CO2制取有机物的过程如图。
相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示:
,
①“电解”在质子交换膜电解池中进行,当电解电压为0.7V,阴极发生的电极反应式为: 。
②当电解电压为0.95V时, 生成HCHO和HCOOH的选择性之比为 。
【答案】(4)①CO2+2e-+2H+=HCOOH(2分) ②2﹕1(2分)
【解析】(4)①当电解电压为0.7V,观察图像可知,主要产生的是HCOOH,二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成HCOOH,电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH;②电解电压为0.95V时,根据图示可知,产物主要有:HCOOH、HCHO,CO2+2e-+2H+=HCOOH转移2e-,CO2+4e-+4H+= HCHO+H2O转移4e-,当电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为x:y时,根据FE(HCHO)=60%、FE(HCOOH)=15%,有,则x:y=2:1,电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为2:1。
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