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2025 年高考押题预测卷02
高三化学
（考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮
擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：：H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Zn-65
第Ⅰ卷（选择题 共39 分）
一、选择题：本题共13 小题，每小题3 分，共39 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．[原创题]“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，主要由Ca、Fe、P、O 和Y（钇，原子序数比Fe
大13）组成。其中既不属于主族又不属于副族的元素是（ ）
A．Ca B．Fe C． P D．Y
【答案】B
【解析】Fe 属于Ⅷ族元素，既不属于主族又不属于副族，B 正确。
2．硫化钠广泛应用于冶金染料、皮革、电镀等工业。硫化钠的一种制备方法是Na2SO4+2C
Na2S+2CO2↑。下列说法中不正确的是（ ）
A．Na+与O2-具有相同的电子层结构
B．CO2的空间结构为直线形
C．Na2S 的电子式为
D．Na2SO4既含离子键又含共价键
【答案】C
【解析】Na+与O2-的电子层结构相同，钠核电荷数大，Na+的半径小，A 正确；CO2的空间结构中2 个
O 和1 个C 在一条直线上，CO2的空间结构为直线形，B 正确；Na2S 的电子式为
，C 错
误；Na2SO4含有Na+和SO4
2-形成的离子键，含有O 原子和S 原子形成的共价键，D 正确。
3．氨可用于生产硝酸、铵盐、纯碱、配合物等，液氨可以和金属钠反应产生H2。实验室利用下列装置进
行氨气或氨水的有关实验，能够达到实验目的的是（ ）
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A．制取NH3 B．干燥NH3 C．收集NH3 D．制[Cu(NH3)4](OH)2溶液
【答案】D
【解析】NH4Cl 受热分解生成的NH3在试管上方遇冷又和HCl 重新化合生成NH4Cl，应该用NH4Cl 和
Ca(OH)2的固体混合物加热制取NH3，A 错误；NH3和硫酸反应生成(NH4)2SO4，干燥NH3不能用浓硫酸，
应该用碱石灰干燥NH3，B 错误；NH3的密度小于空气，应该用向下排空气法收集NH3，NH3从长导管
进入烧瓶，C 错误；Cu(OH)2和氨水反应生成[Cu(NH3)4](OH)2配合物溶液，D 正确。
4．[原创题]钠钾合金在常温下为液态，可用作原子反应堆的导热剂。下列说法不正确的是（ ）
A．沸点：Na＜K
B．离子半径：r(K+)＜r(Cl-)
C．碱性：NaOH＜KOH
D．第一电离能：I1(Na)＜I1(Cl)
【答案】A
【解析】Na、K 是同主族元素，单质中的金属键：K＜Na，因此沸点：K＜Na，A 错误；对于具有相同
电子层结构的不同离子，核电荷数越大，离子半径越小，B 正确；同主族从上到下元素的金属性逐渐增
强，其最高价氧化物对应水化物的碱性增强，C 正确；同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，
但第ⅡA 族大于第ⅢA 族，第VA 族大于第ⅥA 族，则第一电离能：I1(Na)＜I1(Cl)，D 正确。
[改编题]阅读下列材料，完成5~7 题：
氟是已知元素中电负性最大、单质氧化性最强的元素，与稀有气体Xe 形成的XeF2分子是非极性分子，
与其他卤素形成的卤素互化物(如ClF、ClF3)具有与Cl2相似的化学性质，与氮形成的NF3可与NH3反应
生成N2F2 (结构式：F—N=N—F)。自然界中，含氟矿石有萤石(CaF2)、冰晶石(Na3AlF6)等，萤石可与浓
硫酸共热制取HF 气体。
5．下列物质的结构、性质、用途具有对应关系的是（ ）
A．浓硫酸具有吸水性和脱水性，可用于制备HF
B．ClF3具有强氧化性，可用作火箭助燃剂
C．冰晶石微溶于水，可用作电解铝工业的助熔剂
D．HF(g)分子之间形成氢键，HF(g)的热稳定性比HCl(g)的高
【答案】B
【解析】浓硫酸与CaF2共热可用于制备HF，主要是因为浓硫酸具有难挥发性，A 错误；ClF3具有强氧
化性，能氧化燃料，可用作火箭助燃剂，B 正确；冰晶石作电解铝工业的助熔剂是因为可以降低Al2O3
的熔化温度，与其微溶于水的性质无关，C 错误；HF(g)的热稳定性比HCl(g)的高，是因为H-F 键能大
于H-Cl 键，与HF 分子之间形成氢键的性质无关，D 错误。
6．下列有关含氟化合物的说法正确的（ ）
A．XeF2的空间结构为Ⅴ形
B．ClF 与ClF3互为同素异形体
C．键角：NF3＞NH3
D．N2F2存在顺反异构现象
【答案】D
【解析】由题中信息可知XeF2分子是非极性分子，故其空间构型不是V 形，A 错误；ClF 与ClF3是两
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种不同的化合物，不是同素异形体，B 错误；NF3和NH3分子中N 原子的价层电子对数都为4，且均含
有1 个孤电子对，F 的电负性强于H，NF3中成键电子对更偏向于F 原子，导致N 上的电子云密度减小，
排斥力减小，键角变小，故键角：NF3＜NH3，C 错误；N2F2 分子的结构式为F—N=N—F，类似于乙烯
的结构，是平面型分子，F 原子可以同时在双键的一侧，也可以在双键的两侧，因此N2F2存在顺反异
构，D 正确。
7．下列化学反应表示不正确的是（ ）
A．F2与水反应：2F2+2H2O=4HF+O2
B．ClF 与NaOH 溶液反应：ClF+2OH-=Cl-+FO-+H2O
C．萤石与浓硫酸共热制取HF：CaF2+H2SO4(浓)
CaSO4+2HF↑
D．氢氟酸腐蚀玻璃：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
【答案】B
【解析】F2与水反应生成HF 和O2，A 正确；ClF 中的F 为−1 价，则ClF 与NaOH 溶液反应的离子方程
式为：ClF+2OH-=ClO-+F-+H2O，B 错误；萤石与浓硫酸共热生成HF 和CaSO4，C 正确；氢氟酸能和玻
璃中的SiO2反应，生成挥发性的SiF4和水，D 正确。
8．燃料电池是一种能量转化效率高、对环境友好的新型电池。一种肼（N2H4）燃料电池的工作原理如下
图所示，下列有关叙述正确的是（ ）
A．电池工作时，溶液中的Na+由甲槽通过离子交换膜向甲槽迁移
B．当外电路中流过0.04mol 电子时，消耗N2H4的质量为0.32g
C．b 极的电极反应式为O2+4H++4e- ==2H2O，反应一段时间后溶液的pH 增大
D．若将N2H4改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，电路中通过的电子数减少
【答案】B
【解析】燃料电池中，燃料发生氧化反应，所以a 电极是负极，b 电极是正极。O2在正极发生还原反应：
O2+2H2O+4e- ==4OH-，正极生成OH-离子，为保持溶液呈电中性， Na+由甲槽向乙槽迁移，A 错误；负
极反应式为4OH-+N2H4－4e-==N2↑+4H2O，当外电路中流过0.04mol 电子时，消耗0.01mol N2H4，其质量
为0.32g，B 正确；碱性条件下，电极方程式中不能出现H+，C 错误；消耗1mol N2H4时转移4mol 电子，
消耗1mol CH4时转移8mol 电子，D 错误。
9．丹参醇具有抗心律失常作用，其合成路线中的一步反应如下。有关说法正确的是（ ）
A．1mol X 最多能与2mol H2发生加成反应
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B．Y 不能发生消去反应
C．X 和Y 可用KMnO4(H+)鉴别
D．X→Y 过程中反应类型：先加成后取代
【答案】D
【解析】X 中含有2 个碳碳双键和1 个羰基，1mol X 最多能与3mol H2发生加成反应，A 错误；Y 中与
羟基相连碳原子的相邻碳原子上有氢原子，可以发生消去反应，B 错误；X 和Y 中都含有碳碳双键，
都能使酸性KMnO4溶液褪色，则X 和Y 不能用酸性KMnO4溶液鉴别，C 错误；X→Y 的反应机理为：
X 分子中的酮羰基先和CH3MgBr 发生加成反应，再发生水解（取代）反应生成Y，D 正确。
10．[改编题]在给定条件下，下列选项所示金属及其化合物间的转化均能实现的是（ ）
A．Na(s)
Na2O(s)
Na2CO3 (s)
B．FeCl3(aq)
Fe(OH)3(胶体)
Fe2O3(s)
C．CuSO4(aq)⃗过量NaOH (aq )Cu(OH)2(s)
Cu2O(s)
D．FeS2(s)
SO2(g)
H2SO4(aq)
【答案】D
【解析】钠在空气中燃烧生成的是Na2O2，A 错误；向FeCl3(aq)中加入NaOH(aq)得到的是Fe(OH)3沉
淀，B 错误；蔗糖是非还原性糖，和Cu(OH)2不能反应生成Cu2O，C 错误。
11．下列实验操作及现象均正确且能得出相应结论的是（ ）
实验操作
实验现象
实验结论
A
向BaCl2溶液中通入SO2和气体X
产生白色沉淀
白色沉淀一定为
BaSO4
B
用pH 计测量浓度均为0.1mol·L-1醋
酸、盐酸的pH
pH：醋酸大于盐酸
CH3COOH 是弱电
解质
C
向盛有浓HNO3的两支试管中分别加
入除去氧化膜的镁带和铝片
加入镁带的试管中迅速
产生红棕色气体，加入
铝片的试管中无明显现
象
金属性：Mg>Al
D
向盛有鸡蛋清的两支试管中分别滴加
饱和氯化钠溶液和饱和硫酸铜溶液
均有固体析出
蛋白质均发生变性
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】H2SO3的酸性弱于HCl，不能与BaCl2溶液反应，若向BaCl2溶液中通入SO2和NH3，SO2和
NH3、BaCl2溶液反应能生成BaSO3白色沉淀，则白色沉淀不一定是BaSO4，A 错误；物质的量浓度相
同时，pH：醋酸大于盐酸，说明醋酸中的c(H+)小，醋酸没有完全电离，是弱电解质，B 正确；常温
下铝在浓硝酸中钝化形成的氧化膜阻碍反应的继续进行，则用浓硝酸不能比较金属镁和金属铝的金属
性强弱，C 错误；向盛有鸡蛋清的试管中滴入饱和食盐水，蛋白质的溶解度降低，会发生盐析而析出
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蛋白质，该过程不是蛋白质发生变性，D 错误。
12．[新情景题]实验室通过下列过程制取草酸亚铁晶体：
已知：Ka1(H2C2O4)＝5.6×10-2、Ka2(H2C2O4)＝1.5×10-4。下列说法不正确的是（ ）
A．pH＝2 的H2C2O4溶液中：c(H2C2O4)<c(HC2O4
-)
B．“酸化”后的溶液中：c(NH4
+)＋2c(Fe2+)<2c(SO4
2-)
C．可以用酸性KMnO4溶液检验“沉淀”后的上层清液中是否含有Fe2+
D．水洗后，再用乙醇洗涤有利于晶体快速干燥
【答案】C
【解析】Ka1(H2C2O4)＝=5.6×10-2， ==5.6>1，即c(HC2O4
-)> c(H2C2O4)，A 正确；根据电荷守恒原理得：
c(NH4
+)+2c(Fe2+)+c(H+)=2c(SO4
2-)+c(OH-) ，溶液显酸性，则
c(H+)> c(OH-) ，则
c(NH4
+)
+2c(Fe2+)<2c(SO4
2-)，B 正确；上层清液中存在Fe2+和C2O4
2-，C2O4
2-也能够被酸性KMnO4溶液氧化，对
Fe2+的检验有干扰，C 错误；乙醇易挥发，容易干燥晶体，D 正确。
13．逆水煤气变换反应是一种CO2转化和利用的重要途径，发生的反应如下：
反应Ⅰ：H2(g)+CO2(g)===CO(g)+H2O(g)；ΔH1＝+41.1 kJ·mol-1
反应Ⅱ：4H2(g)+CO2(g)===CH4(g)+2H2O(g)；ΔH2＝－165.0 kJ·mol-1
反应Ⅲ：3H2(g)+CO(g)===CH4(g)+H2O(g)；ΔH3
常压下，向密闭容器中投入1 mol CO2和2 mol H2，达平衡时H2和含碳物质的物质的量随温度的变化
如右图所示。下列说法正确的是（ ）
A．ΔH3＝+206.1 kJ·mol-1
B．649 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数K>1
C．其他条件不变，在250 ℃～900 ℃范围内，随着温度的升高，平衡时n(H2O)不断增大
D．800 ℃时，适当增大体系压强，n(CO)保持不变
【答案】D
【解析】根据盖斯定律可知，反应Ⅲ=反应Ⅱ－反应Ⅰ，则ΔH3=ΔH2－ΔH1=（－165.0－41.1）
kJ·mol-1=－206.1 kJ·mol-1，A 错误；在250℃～700℃范围内，H2平衡物质的量增大，说明温度对反应
Ⅱ和反应Ⅲ影响较大，此时CH4物质的量减小，CO 物质的量增多，所以b 表示CH4，c 表示CO，则a
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表示CO2，649℃时，反应Ⅰ的平衡常数K=，由于该温度下，c(CO)=c(CO2)，则K=，根据氢元素守恒
可知，n(H2)=1.24mol，则n(H2O)=0.6mol，K=<1，B 错误；根据氢元素守恒可知，当H2物质的量增加
时，H2O 的物质的量减小，所以700℃之前，n(H2O)减小，700℃之后，n(H2O)增大，C 错误；800℃时，
n(CH4)=0mol，说明反应Ⅱ和反应Ⅲ逆向进行彻底，仅考虑反应Ⅰ，改变压强对反应Ⅰ的平衡无影响
D 正确。
第II 卷（非选择题 共61 分）
二、非选择题：共4 题，共61 分。
14．（15 分）[改编题]工业上可由菱锌矿(主要成分为ZnCO3，还含有Ni、Cd、Fe、Mn 等元素)制备
ZnO。工艺如图所示：
已知：①“酸浸”后的溶液pH=1，所含金属离子主要有Zn2+、Fe3+、Cd2+、Mn2+、Ni2+。
②弱酸性溶液中KMnO4氧化Mn2+时，产物中含Mn 元素物质只有MnO2。
（1）“氧化除杂”时，KMnO4氧化Mn2+的离子方程式为
。
（2）“沉锌”生成碱式碳酸锌[ZnCO3•2Zn(OH)2•2H2O]沉淀，写出生成该沉淀的化学方程式：
。
（3）“高温灼烧”后获得ZnO。已知ZnO 的一种晶体晶胞是立方晶胞(如图)，请在下图中画出该晶
胞沿z 轴方向的平面投影图：
。
（4）测定氧化锌样品纯度(杂质不参与反应)：称取1.000g 样品，酸溶后，配制成250mL 溶液。用移
液管移取25.00mL 溶液于锥形瓶，调节pH 至7~8，加入几滴铬黑T(用X-表示)做指示剂，用
0.08000mol•L-1的EDTA (Na2H2Y)标准液滴定其中的Zn2+ (反应方程式为Zn2++X-=ZnX+，Zn2++H2Y2-
=ZnY2-+2H+)，平行滴定三次，平均消耗EDTA 标准液15.12mL。(已知X-呈蓝色、ZnY2-呈无色、
ZnX+呈酒红色)。
①滴定终点时的现象为
。
②计算ZnO 样品的纯度
。(保留四位有效数字，写出计算过程)
【答案】（15 分）（1）2MnO4
-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+（3 分）
（2）3ZnSO4+3Na2CO3+4H2O= ZnCO3•2Zn(OH)2•2H2O↓+2CO2↑+3Na2SO4（3 分）
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（3）
（3 分）
（4）①加入最后半滴标准液，溶液由酒红色变为蓝色，且30s 不变色（2 分）
根据滴定原理可得关系式ZnO~Zn2+~H2Y2-，则产品中
故ZnO 的含量为
。（4 分）
【解析】 （1）在“氧化除杂”时，KMnO4与Mn2+发生氧化还原反应产生MnO2，根据得失电子
守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为2MnO4
-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+。
（2）向含ZnSO4的溶液中加入Na2CO3溶液，Na2CO3水解呈碱性，Zn2+与OH-和CO3
2-反应生成碱式碳
酸锌沉淀。
（3）观察题给晶胞结构可知，晶胞在z 轴的投影情况是锌原子位于正方形的四个顶点上、四条棱的中
心和面心上，4 个氧原子分别位于面对角线离顶点
处，可用图示表示为
。
（4）①滴入Na2H2Y 标准溶液前，Zn2+与X-形成ZnX+使溶液呈酒红色，达到滴定终点时，Zn2+被完全
消耗生成无色的ZnY2-，溶液中含有X-而呈蓝色，由此可得出滴定终点时的现象为：加入最后半滴标
准液，溶液由酒红色变为蓝色，且30s 不变色。
15．（15 分）奥培米芬(化合物I)是一种雌激素受体调节剂，以下是一种合成路线。
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已知：Ⅰ．
；
Ⅱ．
；
Ⅲ．Ph 为苯环。
（1）A 中含氧官能团名称为
。
（2）A→C 过程中加入(C2H5)3N 的目的是
。
（3）G 的结构简式为
。
（4）H→I 的反应类型为
。
（5）写出同时满足下列条件的C 的一种同分异构体的结构简式：
。
①能发生水解反应；②遇
溶液显紫色；③含有苯环；④核磁共振氢谱显示为四组峰、且峰面积
比为9：6：2：1。
（6）综合上述信息，写出由
、
、
为原料制备
的合成路线
流程图：
(无机
试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】（15 分）（1）羟基、醚键（2 分） （2）结合反应生成的HCl，提高C 的产率（2 分）
（3）
（2 分） （4）还原反应（2 分）
（5）
（2 分）
（6）
（5 分）
【解析】A 与B 的反应为羟基和酰氯发生取代反应，生成C 和HCl；C 与D 反应生成E，D 的分子式
为C8H8O2，根据C 和D 的结构简式，可推出D 的结构简式为
；E 与C2H4BrCl 生成F；结
合题目中给出的已知条件Ⅱ，可知F→G 发生了相同的反应，则可推出G 的结构简式为
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；G 在酸性条件下开环并发生消去反应生成H；H 被还原剂LiAlH4还原为I。
（1）由A 的结构简式可知，A 中含氧官能团名称为羟基、醚键。
（2）A 与B 的反应为羟基和酰氯发生取代反应，生成C 和HCl，(C2H5)3N 为有机胺，显碱性，可结合
反应生成的HCl，使反应正向进行，提高C 的产率。
（3）结合题目中给出的已知条件Ⅱ：
，可知F→G 发生了相同的反应，已知
条件中的RMgBr 为PhMgBr，则可推出G 的结构简式为
。
（4）H→I 的反应中，酯基变为羟基，但反应的溶剂为四氢呋喃，且使用有机反应中常见的还原剂
LiAlH4，所以该反应为加氢还原，反应类型为还原反应。
（5）根据C 中的结构简式可知，其同分异构体能发生水解反应，说明含有酯基；遇FeCl3溶液显紫色，
说明含有酚羟基；核磁共振氢谱显示为四组峰、且峰面积比为9：6：2：1，C 中含有18 个氢原子，
说明4 种氢原子的个数分别为9、6、2、1；根据以上条件，可得C 的同分异构体的结构简式为：
，可任选一种作答。
（6）根据题目中流程，可知会用到格氏试剂，应先制备格式试剂，即苯环先与溴发生取代反应生成
溴苯，溴苯与镁在乙醚环境中生成格氏试剂
；根据E→F 的反应，可将
与
反应生成
；再根据F→G 的反应，可将
与
反应生成
；最后根
据G→H 的反应，可将
在酸性条件下开环并发生消去反应，生成
。
16．（15 分）[新情景题]锗是一种重要的半导体材料，中国是世界上锗的主要生产国之一。工业上可用锌
粉置换镓锗渣制备高纯度GeO2，相关流程包含浸出、沉锗、氯化、水解等步骤。
（1）浸出：可用草酸(HOOC―COOH)作为浸出剂，将Ge 转化为配离子[Ge(OH)2(C2O4)2]2-，转移到溶
液中。
[Ge(OH)
①
2(C2O4)2]2-中提供电子对形成配位键的原子是 ，中心离子的配位数是 。
②使用草酸浸取的缺点之一在于矿渣中的其他金属阳离子易与草酸形成沉淀或配合物，草酸的利用率
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降低。已知25℃，Ka1(H2C2O4)=6×10-2 ；Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5 ；Ksp(CuC2O4)=4.4×10-10 ，则反应
H2C2O4+Cu2+
CuC2O4+2H+的平衡常数K 的数值为 。
③以热的浓硫酸作为氧化剂，可将H2[Ge(OH)2(C2O4)2]彻底氧化，将锗元素转化为Ge4+进入溶液，反应
的化学方程式为： 。
（2）丹宁酸沉锗：丹宁酸是一种多酚(简记为HL)，易与Ge(Ⅳ)配位得到[GeL2]2+，[GeL2]2+最终转化
为沉淀，从而将溶液中的锗沉出，配位反应可以表示为2HL+Ge4+=[GeL2]2+
+ 2H+，若反应体系中存在
较多Fe3+不利于锗的沉淀，原因是 。
（3）GeO2粗品中常含有少量As2O3。为了提纯GeO2，可先将其转化为GeCl4，再在0℃下水解GeCl4
得到高纯GeO2。已知：
GeO
①
2与As2O3均为两性氧化物，部分晶型的GeO2难溶于盐酸；
GeCl
②
4常温下是液体，沸点为84℃，易与AsCl3共沸；
AsCl
③
3在pH 为0.4~0.6 时有还原性；
现有已知As 含量的粗品GeO2，补充完整提纯的实验方案：向粗品中分批加入4mol·L-1 NaOH 溶液，
直至粗品完全溶解， ，过滤，洗涤2~3 次，干燥。（实
验中须使用的试剂：10 mol·L-1盐酸、氯酸钠固体、蒸馏水）
【答案】（15 分）（1）①O 原子 6 （2 分） ②8.7×103（3 分）
H
③
2[Ge(OH)2(C2O4)2]+4H2SO4(浓)
4CO2↑+Ge(SO4)2+2SO2↑+6H2O（3 分）
（2）丹宁酸中有大量酚羟基，易与Fe3+反应，使丹宁酸浓度下降，从而使[GeL2]2+浓度下降（3 分）
（3）向溶液中加入10 mol·L-1 盐酸至pH = 0.5(0.4~0.6 间的任意值均可）（1 分）。随后加入足量
NaClO3固体充分反应(1 分）；在84℃蒸馏，将馏分冷却后(1 分），与0℃的蒸馏水混合，充分搅拌直
至无沉淀生成(1 分）
【解析】（1）①[Ge(OH)2(C2O4)2]2-中的中心离子（Ge4+）提供空轨道，配体OH-和C2O4
2-中的O 原子
提供孤对电子，形成配位键，配位数为2+4=6。②反应H2C2O4+Cu2+
CuC2O4+2H+的平衡常数K=
=
=
≈8.7×103。③宁硫酸有强氧化性，反应中锗元素转化为Ge4+离子
进入溶液，碳元素被彻底氧化，硫酸的还原产物为SO2，则浓硫酸与H2[Ge(OH)2(C2O4)2]共热反应生成
Ge(SO4)2、CO2、SO2和水，据此可写出反应的化学方程式。
（2）丹宁酸是一种多酚，Fe3+会与酚发生络合反应生成配合物，所以反应体系中存在较多Fe3+时，丹
宁酸中的酚羟基易与Fe3+反应使丹宁酸浓度下降，从而使[GeL2]2+浓度下降，不利于锗的沉淀。
（3）由题意可知，提纯二氧化锗的实验方案为：向粗品中分批加入4mol·L-1 NaOH 溶液，直至粗品完
全溶解，向溶液中加入10 mol·L-1盐酸至pH 在0.4~0.6 范围内，将锗元素、砷元素转化为氯化物，随
后加入足量氯酸钠固体充分反应，将三氯化砷氧化为五氯化砷；控制温度为84℃进行蒸馏，将馏分冷
却后，与0℃的蒸馏水混合，充分搅拌直至无沉淀生成，过滤，洗涤2~3 次，干燥得到二氧化锗。
17．（16 分）将二氧化碳转化为高附加值化学品和含氮物质的综合处理是目前研究的热点问题。
（1）利用CO2合成甲醇
CO
①
2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ∆H1 = －49 kJ·mol-1
CO
②
2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g) ∆H2 = +41.17 kJ·mol-1
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CO
③
2(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ∆H3
根据以上信息判断反应③ （填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自
发”），该反应中活化能Ea(正) Ea(逆)（填“>”或“<”）。
（2）电催化CO2和含氮物质可合成尿素，同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下，向一定浓度
的KNO3溶液通入CO2至饱和，经电解获得尿素，其原理如图1 所示。
图1 图2
电解过程中生成尿素的电极反应式为 。
（3）我国科研人员研究出在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇的反应历程如图2 所示。
①分析在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率的可能原因是 。
②乙醇胺（HOCH2CH2NH2）可完成对CO2捕集。乙醇胺溶液能够吸收和释放CO2的原因是
。
（4）研究脱除烟气中的NO 是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。有氧条件下，在Fe 基催
化剂表面，NH3还原NO 的反应机理如图3 所示，该过程可描述为 。
图3
【答案】（16 分）（1）低温自发（2 分） <（2 分）
（2）2NO3
- + 16e- + CO2 + 18H+ = CO(NH2)2 + 7H2O（3 分）
（3）①反应③的化学方程式为*H3CO+H2O=CH3OH+*HO，适当加入少量的水，反应物浓度增大，向
正反应方向移动，甲醇产率升高（3 分） ②乙醇胺含有氨基，有碱性，可与二氧化碳和水反应生成
盐，该盐在较低温度下又可以充分分解为乙醇胺和二氧化碳；乙醇胺含有氨基和羟基，具有很好的水
溶性（3 分）
（4）在Fe 基催化剂表面，NH3吸附在酸性配位点上形成NH4
+，NO 与O2吸附在Fe3+配位点上形成
NO2，然后NH4
+与NO2结合生成NO2(NH4
+)2，最后NO2(NH4
+)2与NO 反应生成N2、H2O，并从催化剂
表面逸出（3 分）
【解析】（1）由反应①－反应②得反应③，则ΔH3=ΔH1－ΔH2=－90.17 kJ·mol-1<0，该反应是气体体
积减小的反应，故ΔS3<0，ΔG=ΔH－T·ΔS<0 反应自发，故该反应是低温自发的反应；反应③放热，
故活化能Ea(正)<Ea(逆)。
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（2）由图1 可知，该装置为电解池，尿素在左侧电极生成，NO3
-转化为尿素，N 元素化合价从+5 价
降低为－3 价，得电子发生还原反应，则左侧电极为阴极，结合装置中的质子交换膜，可知电极反应
式为2NO3
- + 16e- + CO2 + 18H+ = CO(NH2)2 + 7H2O。
（3）①反应③的化学方程式为*H3CO+H2O=CH3OH+*HO，在反应气中加入少量的水，根据平衡移动
原理，提高H2O 的浓度有利于反应③的发生，提高*H3CO 的转化率，反应③产生CH3OH，故可以提
高CH3OH 产率。②乙醇胺含有氨基，有碱性，可与二氧化碳和水反应生成盐，该盐在较低温度下又
可以充分分解为乙醇胺和二氧化碳；另外，乙醇胺（HOCH2CH2NH2）含有氨基和羟基，具有很好的
水溶性，乙醇胺可完成对CO2捕集，能够吸收和释放CO2。
（4）由图3 可知，在Fe 基催化剂表面，NH3 吸附在酸性配位点上形成NH4+，NO 与O2 吸附在
Fe3+配位点上形成NO2，然后NH4+与NO2 结合生成NO2(NH4+)2，最后NO2(NH4+)2 与NO 反应生
成N2、H2O，并从催化剂表面逸出，使得有氧条件下，在Fe 基催化剂表面，NH3 还原NO 生成N2 和
H2O。
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