3．【2020年全国II卷】天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和
化工原料。
（1） 乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) ΔH，相关物质的燃烧热数据
如下表所示：
物质 燃烧热ΔH/( kJ·mol?1) ①ΔH1=_________ kJ·mol?1。
②提高该反应平衡转化率的方法有_________、_________。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下（p）发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp=_________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
C2H6(g) -1560 C2H4(g) -1411 H2(g) -286 ?C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程（2）高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4???为：r=k×cCH4，其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2=_____ r1。 ②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是_________。 A．增加甲烷浓度，r增大 B．增加H2浓度，r增大 C．乙烷的生成速率逐渐增大 D．降低反应温度，k减小
（3）CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，
其原理如下图所示：
高温
①阴极上的反应式为_________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为_________。
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4. 【2020年全国III卷】二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。
回答下列问题：
（1）CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=__________。
当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平
衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______、______。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。
（3）根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp=_________(MPa)?3
(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
（4）二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。
一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________。
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物质结构
1.【2020年全国I卷】Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题： (1) 基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为_________。
(2) Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)> I1(Na)，I1(Be)> 原因是_________。
I1(B)> I1(Li)，原因是________。
(3) 磷酸根离子的空间构型为_______，其中P的价层电子对数为_______、
杂化轨道类型为_______。
(4) LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，
它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有____个。
电池充电时，LiFeO4脱出部分Li+，形成Li1?xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x=_______，n(Fe2+ )∶n(Fe3+)=_______。
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2.【2020年全国II卷】钙钛矿（CaTiO3）型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、 固体电阻器等的功能材料，回答下列问题： （1）基态Ti原子的核外电子排布式为____________。
（2）Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次
升高，原因是____________。
化合物 熔点/℃ TiF4 377 TiCl4 ﹣24.12 TiBr4 38.3 TiI4 155 （3）CaTiO3的晶胞如图（a）所示，其组成元素的电负性大小顺序是__________；金属离子与
氧离子间的作用力为__________，Ca2+的配位数是__________。
（4）一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I和有机碱离子CH3NH3，
﹣
+其晶胞如图（b）所示。其中Pb2+与图（a）中__________的空间位置相同，有机碱CH3NH3中，N原子的杂化轨道类型是__________；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为_________g·cm3（列出计算式）。
﹣
+
（5）用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低了器
件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕（Eu）盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命，其作用原理如图（c）所示，用离子方程式表示该原理_______、_______。
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3.【2020年全国III卷】氨硼烷（NH3BH3）含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储
氢材料。回答下列问题：
（1） H、B、N中，原子半径最大的是______。
根据对角线规则，B的一些化学性质与元素______的相似。 （2） NH3BH3分子中，N—B化学键称为____键，其电子对由____提供。
氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3+6H2O=3NH3+B3O6+9H2
3?3?B3O6的结构为
。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由______
变为______。
（3）NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性（Hδ+），与B原子相连的H呈负电性（Hδ-），
电负性大小顺序是__________。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是_________（写分子式），其熔点比NH3BH3____________（填“高”或“低”），原因是在NH3BH3分子之间，存在____________________，也称“双氢键”。
（4）研究发现，氦硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，
α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。
氨硼烷晶体的密度ρ=___________ g·cm?3（列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值）。
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2020年高考全国卷分类汇编
