催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，主要涉及过渡元素及其化合物、硅、铝化合...

催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，主要涉及过渡元素及其化合物、硅、铝化合物等。中国科学家创造性地构建了硅化物晶格限域的单铁中心催化剂，成功地实现了甲烷在无氧条件下选择活化，一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等化学品。

(1)硅、碳位于同一主族，用“>”“<”或“＝”填空：

性质	原子半径	第一电离能	熔点	键能
项目	①Si__________C	②C_________Si	③CO2______SiO2	④H-Si_______H-C

(2)CN－能与Fe3＋形成配合物，与CN－互为等电子体的分子有_____________(任写一种)；1mol[Fe(CN)6]3－中含____________mol σ键。

(3)已知：反应2CH4CH2＝CH2＋2H2，碳原子的杂化类型转化过程为___________；

(4)聚四氟乙烯是一种准晶体，准晶体是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过___________方法区分晶体、准晶体和非晶体。

(5)基态F原子的价层电子排布图为___________。

(6)[H2F]＋[SbF6]－(氟锑酸)是一种超强酸，存在[H2F]＋，该离子的空间构型为____________。

(7)CuCl的熔点为426℃，熔化时几乎不导电；CuF的熔点为908℃，密度为7.1g·cm－3。

①CuF的熔点比CuCl的高，原因是____________________________________________。

②已知NA为阿伏加德罗常数的值，CuF的晶胞结构如图所示，则CuF的晶胞参数a＝__________nm(列出计算式)。

> > < < N2 (或CO等) 12 sp3转化成sp2 X−射线衍射 V形 CuCl为分子晶体，CuF为离子晶体 ×107 【解析】 (1)①Si原子电子层数为3，C原子电子层数为2，所以半径Si>C； ②Si原子电子层数为3，C原子电子层数为2，所以C原子的原子核对核外电子的吸引能力更强，第一电离能更大； ③二氧化硅为原子晶体，二氧化碳为分子晶体，所以熔点：CO2>SiO2； ④Si原子半径更大，所以键能H-Si

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考点分析：

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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)

物质	燃烧热/(kJ•mol-1)
氢气	285.8
甲烷	890.3
乙烯	1411.0

(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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碳酸二乙酯()常温下为无色清澈液体。主要用作硝酸纤维素、树脂和一些药物的溶剂，或有机合成的中间体。现用下列装置制备碳酸二乙酯。

回答下列问题：

(1)甲装置主要用于制备光气(COCl2)，先将仪器B中的四氯化碳加热至55～60℃，再缓缓滴加发烟硫酸。

①仪器B的名称是____________。②仪器A的侧导管a的作用是______________________。

(2)试剂X是____________，其作用是_____________________________________________。

(3)丁装置除了吸收COCl2外，还能吸收的气体是____________(填化学式)。仪器B中四氯化碳与发烟硫酸(用SO3表示)反应只生成两种物质的量为1：1的产物，且均易与水反应，写出该反应化学方程式：________________________________________________。

(4)无水乙醇与光气反应生成氯甲酸乙酯，再继续与乙醇反应生成碳酸二乙酯。

①写出无水乙醇与光气反应生成氯甲酸乙酯的化学方程式：__________________________。

②若起始投入92.0g无水乙醇，最终得到碳酸二乙酯94.4g，则碳酸二乙酯的产率是______(三位有效数字)

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高纯MnCO3在电子工业中有重要的应用，工业上利用软锰矿(主要成分是MnO2，还含有Fe2O3、CaCO3、CuO等杂质)制取碳酸锰的流程如图所示：

已知：还原焙烧主反应为2MnO2＋C2MnO＋CO2↑。

可能用到的数据如下：

根据要求回答下列问题：

(1)在实验室进行步骤A，混合物应放在__________中加热；步骤C中的滤渣为__________。

(2)步骤D中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。

(3)步骤E中调节pH的范围为____________，其目的是______________________________。

(4)步骤G，温度控制在35℃以下的原因是____________________________________，若Mn2+恰好沉淀完全时测得溶液中CO32-的浓度为2.2×10－6mol/L，则Ksp(MnCO3)＝____________。

(5)生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否干净的方法是_____________________。

(6)现用滴定法测定产品中锰元素的含量。实验步骤：称取3.300 g试样，向其中加入稍过量的磷酸和硝酸，加热使产品中MnCO3完全转化为[Mn(PO4)2]3－(其中NO3-完全转化为NO2－)；加入稍过量的硫酸铵，发生反应NO2-＋NH4＋＝N2↑＋2H2O以除去NO2-；加入稀硫酸酸化，再加入60.00 mL 0.500 mol·L－1硫酸亚铁铵溶液，发生的反应为[Mn(PO4)2]3－＋Fe2＋＝Mn2＋＋Fe3＋＋2PO43－；用5.00 mL 0.500 mol·L－1酸性K2Cr2O7溶液恰好除去过量的Fe2＋。