2017年科学工作若研究的两项最新成果如下:I.4-一二甲氨基吡啶()能高效催化醋酸酐和磺...

2017年科学工作若研究的两项最新成果如下:

I.4-一二甲氨基吡啶()能高效催化醋酸酐和磺胺的反应。

II.钙钛矿制作的一种新材料推进了人工光合作用的进程。

请回答以下问题:

（1）基态钛原子的价电子排布式为_____________________。

（2） ①构成4 —二甲氨基吡啶分子的各原子电负性由大到小的顺序为_____________，其中元素第一电离能最大的是_________________。

②1mol4—二甲氨基吡啶分子中所含σ键的数目为_____________，其中C原子的杂化形式为____________。（3）乙酰氯(CH3COCl)和乙酸钠(CH3COONa)反应可以制备醋酸酐。这两种反应物中熔点更高的是_____，原因是_______________________________。

（4）自然界中除钙钛矿外，碳酸钙、硫酸钙也都是钙元素形成的常见物质。请比较键角的大小:CO32-_____SO42-(填“>”“<”或“=”)，推断依据是_________________________________。

（5）钙钛矿有多种晶胞结构，其中一种晶胞结构如图所示

①此钙钛矿晶胞中，Ca2+周围距离最近且相等的Ca2+个数为__________________________。

②已知该晶胞的密度为d g/cm3，NA表示阿伏加德罗常数的值。计算晶胞参数a=_______pm。(写出表达式，不需要进行计算)

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中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，如图所示，甲烷在催化作用下脱氢，在不同温度下分别形成等自由基，在气相中经自由基：CH2偶联反应生成乙烯(该反应过程可逆)

(1)已知相关物质的燃烧热如上表所示，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式______________。

(2)现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X(分子式为C2H4O，不含双键)该反应符合最理想的原子经济，则反应产物是____________(填结构简式)

(3)在400℃时，向初始体积为1L的恒压密闭反应，器中充入1 mol CH4，发生(1)中反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为25.0%。则：

①在该温度下，其平衡常数KC＝____________。

②若向该反应器中通入高温水蒸气(不参加反应，高于400℃)，则C2H4的产率____________。(填“增大”“减小”“不变”或“无法确定”)，理由是_______________________________。

③若反应器的体积固定，不同压强下可得变化如右图所示，则压强P1，P2的大小关系是____________。

(4)实际制备C2H4时，通常存在副反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)。反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如右图所示。在温度高于600℃时，有可能得到一种较多的双碳有机副产物的名称是____________。

(5)C2H4、C2H6常常作为燃料电池的原料，请写出C2H4在NaOH溶液中做燃料电池的负极的电极反应方程式________________________________________________。

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中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯。甲烷在催化作用下脱氢，在不同温度下分别形成•CH3、等自由基，在气相中经自由基：CH2偶联反应生成乙烯（该反应过程可逆）。

（1）已知相关物质的燃烧热如表所示，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式______。

（2）现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X（分子式为C2H4O，不含双键）。该反应符合最理想的原子经济，则反应产物是______（填结构简式）。

（3）在一定条件下，向2L的恒容密闭反应器中充入1molCH4，发生上述（1）反应，10分钟后达到平衡，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%．则：

①用CH4表示该反应的平均速率为______。

②在该温度下，其平衡常数K=______。

③下列说法正确的是______。

a．升高温度有利于提高C2H4的产率

b．向平衡体系中充入少量He，CH4的转化率降低

c．当混合气体的密度不再变化时，说明该反应达到平衡状态

d．向上述平衡体系中再充入1molCH4，达到平衡后H2的体积分数减小

e．若实验测得：v（正）=k（正）c2（CH4），v（逆）=k（逆）c2（H2）•c（C2H4）。其中k（正）、k（逆）为受温度影响的速率常数，该反应的平衡常数K=

（4）以铅蓄电池为电源，将CO2转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。电解过程中，阳极区溶液中c（H+）逐渐______（填“增大”、“减小”或“不变”），阴极反应式______。

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中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。

（1）现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X（分子式C2H4O，不含双键），该反应符合最理想的原子经济，则反应的化学方程式是______________（有机物请写结构简式）。

（2）已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式_____________。

（3）在400 ℃时，向初始体积1 L的恒压反应器中充入1 molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则：

①在该温度下，其平衡常数K＝________。

②若向该容器通入高温水蒸气（不参加反应，高于400℃），C2H4的产率将________（选填“增大”“减小”“不变”“无法确定”），理由是_____________。

③若容器体积固定，不同压强下可得变化如下图，则压强的关系是__________。

④实际制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g) →C2H6(g)＋H2(g)。反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如图。

A．在200 ℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因可能是_____________。

B．400℃时，C2H4、C2H6的体积分数分别为20.0%、6.0%，则体系中CH4的体积分数是_________。

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中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。

（1）现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X（分子式C2H4O，不含双键），该反应符合最理想的原子经济，则反应的化学方程式是___（有机物请写结构简式）。

（2）已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式___。

（3）在400℃时，向初始体积1L的恒压反应器中充入1molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则：

①在该温度下，其平衡常数K=__。

②若向该容器通入高温水蒸气（不参加反应，高于400℃），C2H4的产率将__（选填“增大”“减小”“不变”“无法确定”），理由是___。

③若容器体积固定，不同压强下可得变化如图，则压强的关系是___。

④实际制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g)→C2H6(g)＋H2(g)。反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如图。

在200℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因可能是___。

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中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。

（1）现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X（分子式C2H4O，不含双键），该反应符合最理想的原子经济，则反应的化学方程式是______________（有机物请写结构简式）。

（2）已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式_____________。

（3）在400 ℃时，向初始体积1 L的恒压反应器中充入1 molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则：

①在该温度下，其平衡常数K＝________。

②若向该容器通入高温水蒸气（不参加反应，高于400℃），C2H4的产率将________（选填“增大”“减小”“不变”“无法确定”），理由是_____________。

③若容器体积固定，不同压强下可得变化如下图，则压强的关系是__________。

④实际制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g) →C2H6(g)＋H2(g)。反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如图。

A．在200 ℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因可能是_____________。

B．400℃时，C2H4、C2H6的体积分数分别为20.0%、6.0%，则体系中CH4的体积分数是_________。

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中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢,在气相 中经自由基偶联反应生成乙烯，其反应如下：2CH4(g)　 C2H4(g) +2H2(g) ΔH>0

(1)已知相关化学键的键能如上表，甲烷制备乙烯反应的ΔH=_____________　　 (用含a.b.c.d的代数式表示)。

(1)T1温度时，向1 L的恒容反应器中充入2 molCH4 ,仅发生上述反应，反应过程中 0~15 min CH4的物质的量随时间变化如图,测得10-15 min时H2的浓度为1.6 mol/L。

①0~ 10 min内CH4表示的反应速率为____mol/(L・min) o

②若图中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时，使用质量相同但表面积不同的催化剂 时，达到平衡过程中n (CH4)变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是 ________　　 (填"a"或 “b”)。

③15 min时,若改变外界反应条件,导致n( CH4)发生图中所示变化，则改变的条件可能是_____(任答一条即可)。

(3)实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4).c2(H2) 其中K正、K逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时k正与K逆的比值为______ (填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数V正　　 ____V逆(选填“〉”、“=”或“<”)，判断的理由是__________　　

(4)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图所示，电解质是掺杂了 Y2O3与 ZrO2的固体，可在高温下传导O2-

①C极的Pt为_______　　 极(选填“阳”或“阴” )。

②该电池工作时负极反应方程式为_____________________　　 。

③用该电池电解饱和食盐水，一段时间后收集到标况下气体总体积为112 mL,则阴极区所得溶液在25 0C时pH=_______　　 (假设电解前后NaCl溶液的体积均为500 mL)。

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中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢,在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，其反应如下： 2CH4(g)　 C2H4(g) +2H2(g) ΔH>0

(1)已知相关化学键的键能如上表，甲烷制备乙烯反应的ΔH=___________　 (用含a.b.c.d的代数式表示)。

(2)T1温度时，向1 L的恒容反应器中充入2 molCH4 ,仅发生上述反应，反应过程中 0~15 min CH4的物质的量随时间变化如图1所示，测得10-15 min时H2的浓度为1.6 mol/L。

①0~ 10 min内CH4表示的反应速率为____mol/(L・min) o

②若图中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n (CH4)变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是 ________　　 (填"a"或 “b”)。

③15 min时,若改变外界反应条件,导致n( CH4)发生图中所示变化，则改变的条件可能是_____(任答一条即可)。

(3)实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4).c2(H2) 其中K正、K逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时k正与K逆的比值为______ (填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数V正　　 ____V逆(填“>”“＝”或“<”)，判断的理由是__________　　

(4)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图2所示，电解质是掺杂了 Y2O3与 ZrO2的固体，可在高温下传导O2-

①C极的Pt为_______　　 极(选填“阳”或“阴” )。

②该电池工作时负极反应方程式为_____________________　　 。

③用该电池电解饱和食盐水，一段时间后收集到标况下气体总体积为112 mL,则阴极区所得溶液c(OH—)=_______ (假设电解前后溶液的体积均为500 mL)。

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中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，其反应如下：2CH4(g)⇌C2H4(g)＋2H2(g)　ΔH＞0

（1）已知相关化学键的键能如上表，甲烷制备乙烯反应的ΔH＝____________ (用含a、b、c、d的代数式表示)。

（2）T1温度时，向1 L的恒容反应器中充入2mol CH4 ，仅发生上述反应，反应过程中 0～15min CH4的物质的量随时间变化如图1，测得10～15min时H2的浓度为1.6mol/L。

①0～10min内CH4表示的反应速率为__________mol/(L·min)。

②若图1中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n(CH4)变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是 ________ (填“a”或 “b”)。

③15min时，若改变外界反应条件，导致n(CH4)发生图1中所示变化，则改变的条件可能是_____________________________________(任答一条即可)。

（3）实验测得v正＝k正c2(CH4)，v逆＝k逆c(C2H4)·c2(H2)其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时k正与k逆的比值为______ (填数值)。若将温度由T1升高到T2，则反应速率增大的倍数v正____v逆(填“>”“＝”或“<”)，判断的理由是_________________ 。

（4）科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图2所示，电解质是掺杂了 Y2O3与 ZrO2的固体，可在高温下传导O2－。

①C极的Pt为______ 极(填“阳”或“阴” )。

②该电池工作时负极反应方程式为_____________________。

③用该电池电解饱和食盐水，一段时间后收集到标况下气体总体积为112mL，则阴极区所得溶液在25℃时pH＝_______ (假设电解前后NaCl溶液的体积均为500mL)。

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2016年中国科学家成功合成NiO/TiO2电解水催化剂和新型高效的钙钛矿太阳能电池，为解决能源危机保护环境作出了重大贡献。请回答下列问题：

(1)TiO2与焦炭、Cl2在高温下反应的化学方程式为：TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO。

①基态钛原子的价电子排布式为_________________。

②该反应中涉及到的非金属元素的电负性大小顺序为_______________________。

(2)已知NiO/TiO2催化化合物甲生成化合物乙的过程如图所示：

化合物甲的沸点小于化合物乙的沸点，主要原因是___________________。在化合物乙中，氧原子的杂化方式是______________。

(3)CH3NH3+、Ti4+、Pb2+、Cl-等离子是组成新型钙钛矿太阳能电池的主要离子。CH3NH3+离子中H—N—H键的键角比NH3分子中H—N—H键的键角 ______ （填“大”或“小”），原因是_____________ 。

(4)Sb(锑)和Ga(镓)的卤化物有很多用途。一定条件下将SbCl3与GaCl3以物质的量之比为l：l反应得到一种固态离子化合物，有人提出了以下两种结构。你认为下列关于结构和说法中合理的是 ____ 。

a. [SbCl2+][GaCl4-]　　 b. [GaCl2+][SbCl4-]　　 c. 没有相关资料，无法判断

(5)金属钛晶胞(如图1所示)中有若干个正四面体空隙，图1中a、b、c、d四个钛原子形成的正四面体其内部空隙中可以填充其他原子。

①请回答，金属钛晶胞的结构属于____________。

a. 简单立方　　 b. 体心立方　　 c. 面心立方　　 d. 金刚石型

②若晶胞中所有的正四面体空隙中都填充氢原子，那么形成的氢化钛的化学式为______________。

(6)某钙钛矿太阳能电池材料的晶胞如图2所示，其晶胞参数为d pm、密度为ρ g·cm-3。则该晶体的摩尔质量________ g·mol-1。（用含d、ρ等符号的式子表示，用NA表示阿伏加德罗常数的值）

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