如下图所示，U型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：4）的混和气体，假定氯气在水中溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混和气体的装置放置在有光亮的地方，让混和气体缓慢的反应一段时间。
（1）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，写出化学方程式：
（2）经过几个小时的反应后，U型管右端的玻璃管中水柱变化是 。
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
（3）U型管左端的气柱变化是 。
A．体积增大 B．体积减小 C．消失 D．不变
（4）试解释U型管右端的玻璃管中水柱变化的原因 。
X、Y、Z是三种短周期元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，Z的电子层数是X的电子层数的2倍。A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，D、E是两种酸，F是一种单质，反应③④均在微生物作用下进行，其转化关系如图所示。
回答下列问题：
（1）A的电子式为。
（2）A和E反应生成G，C与G中都含有（填化学键的类型）。
（3）反应③中如果转移的电子为3 mol，则被氧化的A为mol。
（4）科学家发明了使ZX3直接用于燃料电池的方法，其装置用铂作电极，加入碱性电解质溶液，往一极通入空气，另一电极通入ZX3并使之转化为无污染的气体，试写出负极的电极反应式：。
（5）由Z、X两元素形成的含10个电子的阳离子可和XSO4－形成一种盐A，若往A的溶液中缓缓滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，则溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为：。
媒体报道称“酒鬼”酒塑化剂超标2．6倍，塑化剂并非食品或食品添加剂，且对人体有害。一种塑化剂DIBP仅含C、H、O三种元素，相对分子质量小于280，氧的百分含量为23．02%， DIBP分子中苯环上二位取代，且分子中含2个酯基。
（1）DIBP的分子式为。
（2）塑化剂DEHP是DIBP的同系物，存在如图所示的转化关系。
①A是苯环的邻二位取代，则A的结构简式是。
A与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为。
②D分子所含官能团是。
③B分子有1个碳原子连接乙基和正丁基，DEHP的结构简式是。
（3）F是A的一种同分异构体，具有如下特征：
a．是苯的邻位二取代物；
b．遇FeCl3溶液显示特征颜色；
c．能与NaHCO3溶液反应。
写出F与NaHCO3溶液反应的化学方程式。
（4）有机物M与DIBP也互为同系物，分子式为C10H10O4， M核磁共振氢谱出现三组峰，则有机物M的结构可能有种。
（1）主族元素A的简单阳离子不与任何原子具有相同的核外电子排布。元素B与氮元素同周期，B的原子序数大于氮，而第一电离能比氮的小。A与B形成两种化合物A2B2和A2B，其中B的杂化方式分别为、。A2B、NH3、SiH4的键角由大到小依次为（填化学式）。A2B由液态形成晶体时密度减小，主要原因是。
（2）新型无机材料在许多领域被广泛应用。陶瓷发动机的材料选用氮化硅，它硬度高、化学稳定性高，是很好的高温陶瓷材料。除氢氟酸外，氮化硅不与其他无机酸反应，抗腐蚀能力强。氮化硅的晶体类型是，氮化硅与氢氟酸反应的化学方程式为。
（3）MgCO3和CaCO3都为离子晶体，热分解的温度分别为402℃和900℃，请根据结构与性质的关系说明它们热分解温度不同的原因。
（4）砷化镓广泛用于雷达、电子计算机、人造卫星，宇宙飞船等尖端技术中。镓的基态原子价电子排布式为，砷化镓的晶胞结构与金刚石相似，其晶胞边长为apm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为g（用NA表示阿伏加德罗常数），该晶胞中Ga与As的最短距离为cm。
下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题： 
I．已知该产业链中某反应的平衡表常数达式为：K＝
，它所对应反应的化学方程式为。
II．二甲醚（CH3OCH3）在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用，工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中（压力2．0～10．0Mpa，温度230～280℃）进行下列反应：
①CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) △H1＝－90．7kJ·mol－1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝－23．5kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H3＝－41．2kJ·mol－1
（1）催化反应室中总反应的热化学方程式为。
830℃时反应③的K＝1．0，则在催化反应室中反应③的K1．0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）在某温度下，若反应①的起始浓度分别为：c(CO)＝1 mol/L，c(H2)＝2．4 mol/L，5 min后达到平衡，CO的转化率为50％，则5 min内CO的平均反应速率为 ；若反应物的起始浓度分别为：c(CO)＝4 mol/L，c(H2)＝a mol/L；达到平衡后，c(CH3OH)＝2 mol/L，a＝mol/L。
（3）反应②在t℃时的平衡常数为400，此温度下，在0．5L的密闭容器中加入一定的甲醇，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：
| 物质 |
CH3OH |
CH3OCH3 |
H2O |
| c(mol/L) |
0．8 |
1．24 |
1．24 |
①此时刻v正v逆（填“大于”“小于”或“等于”
②平衡时二甲醚的物质的量浓度是。
以二甲醚、空气、KOH 溶液为原料，以石墨为电极可直接构成燃料电池，则该电池的负极反应式为；若以1．12L/min（标准状况）的速率向电池中通入二甲醚，用该电池电解500mL2mol/L CuSO4溶液，通电0．50 min后，计算理论上可析出金属铜的质量为
(10 分)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：
（1）MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为。
（2）加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为。
（3）滤渣2 的成分是(填化学式)。
（4）煅烧过程存在以下反应：
2MgSO4+C
2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体可以是(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是(填字母)。
a．NaOH 溶液 b．Na2CO3溶液 c．稀硝酸 d．KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：。