【化学—选修5：物质结构与性质】
现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素，它们位于元素周期表的前四周期。A元素原子的价层电子总数是内层电子总数的2倍；C元素原子的L电子层中只有两对成对电子；D元素与E元素在同周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且D元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题：
⑴A、B、C三种元素的名称分别为 、 、 。
⑵用元素符号表示A、B、C三种元素的第一电离能由低到高的排序为 。
⑶E元素基态原子的核外电子排布式为 。
⑷A元素与氢元素能形成种类繁多的化合物，其中只含sp3杂化且相对分子质量最小的分子的VSEPR空间构型为 ；其中只含sp2杂化且相对分子质量最小的化合物的结构式为 ；其中同时含sp杂化、SP2杂化、sp3杂化且相对分子质量最小的化合物的化学式为 。
⑸A元素的一种单质的晶体结构如图甲所示，D元素的一种单质的晶体结构如图乙所示。
图甲中A原子的配位数与图乙中D原子的配位数之比为 。
已知：G、Q、R、T、X、Y、Z都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大。G的简单阴离子最外层有2个电子，Q原子最外层电子数是内层电子数的两倍，X元素最外层电子数与最内层电子数相同；T2R的晶体类型是离子晶体，Y原子基态3p原子轨道上有2个未成对电子，其单质晶体类型属于原子晶体；在元素周期表中Z元素位于第10列。
回答下列问题：
⑴Z的核外电子排布式是。
⑵X以及与X左右相邻的两种元素，其第一电离能由小到大的顺序为。
⑶QR2分子中，Q原子采取杂化，写出与QR2互为等电子体的一种分子的化学式：。
⑷分子式为Q2G6R的物质有两种，其中一种易溶于水，原因是；T的氯化物的熔点比Y的氯化物的熔点高，原因是。
⑸据报道，由Q、X、Z三种元素形成的一种晶体具有超导性，其晶体结构如图所示。晶体中距每个X原子周围距离最近的Q原子有个。
(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇的一种反应原理为：2CO(g)+4H2 (g) 
CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=—256.1kJ·mol—1。
已知：H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H=—41.2kJ·mol—1
⑴以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇，其热化学方程式如下：
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H=。
⑵CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：
| 温度/℃ |
800 |
1000 |
1200 |
1400 |
| 平衡常数 |
0.45 |
1.92 |
276.5 |
1771.5 |
①该反应是_____反应（填“吸热”或“放热”）；
②T℃时，向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g)，平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1，该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K=。
⑶汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO，温度超过775℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为；在n(NO)/n(CO)=1的条件下，应控制的最佳温度在左右。
②用CxHy（烃）催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式：。
⑷乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为。
(12分)某种铅酸蓄电池具有廉价、长寿命、大容量的特点，它使用的电解质是可溶性的甲基磺酸铅，电池的工作原理：
⑴放电时，正极的电极反应式为；充电时，Pb电极应该连接在外接电源的(填“正极”或“负极”)。
⑵工业用PbO2来制备KClO4的工业流程如下：
①写出NaClO3与PbO2反应的离子方程式：。
②工业上可以利用滤液Ⅰ与KNO3发生反应制备KClO4的原因是。
⑶PbO2会随温度升高逐步分解，称取23.9gPbO2，其受热分解过程中各物质的质量随温度的变化如右图所示。
若在某温度下测得剩余固体的质量为22.94g，则该温度下PbO2分解所得固体产物的组成为（写化学式），其物质的量之比为。
(15分)有机物G是一种食品香料，其香气强度为普通香料的3~4倍，有机物I的合成路线如下：
已知：
⑴该香料长期暴露于空气中易变质，其原因是。
⑵写出A中含氧官能团的名称：，由C到 D的反应类型为。
⑶有机物E的结构简式为。
⑷有机物G同时满足下列条件的同分异构体有种。
①与FeCl3溶液反应显紫色；
②可发生水解反应，其中一种水解产物能发生银镜反应；
③分子中有4种不同化学环境的氢。
⑸写出以
为原料制备
的合成路线流程图（无机试剂任用）。合成路线流程图示例如下：
(12分)酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式。SnSO4是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业，其制备路线如下：
回答下列问题：
⑴SnCl2用盐酸而不用水直接溶解的原因是，加入Sn粉的作用是。
⑵反应I生成的沉淀为SnO，写出该反应的化学方程式：。
⑶检验沉淀已经“漂洗”干净的方法：。
⑷反应Ⅱ硫酸的作用之一是控制溶液的pH，若溶液中c(Sn2+)=1.0mol·L—1，则应控制溶液pH。已知：Ksp[Sn(OH)2]=1.0×10—26。
⑸酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，试写出发生反应的离子方程式：
。