人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
I.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实验氮的固定一电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)，则在电解法合成氨的过程中，应将H2不断地通入_________极（填“阴”或“阳”） ；向另一电极通入N2，该电极的反应式为__________________________。
II.据报道，在一定条件下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，主要产物为NH3，相应的反应方程式为：2N2(g)＋6H2O(g)
4NH3(g)＋3O2(g) △H＝Q。
（1）上述反应的平衡常数表达式为_______________。
（2）取五份等体积N2和H2O的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不相同的情况下发生反应，反应相同时间后，测得氮气的体积分数
与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述反应的Q________0（填“＞”、“＜”或“=”）。
（3）若上述反应在有催化剂的情况下发生，则下图所示的a、b、c、d四条曲线中，能表示反应体系能量变化的是_______（选填字母代号），图中△H的绝对值为1530kJ·mol-1。
III.目前工业合成氨的原理是：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＝－93.0kJ/mol。
回答下列问题：
（1）结合II中的数据，则O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g)的△H＝______________。
（2）在一定温度下，将1molN2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8mol。
①达平衡时，H2的转化率α1＝______________。
②在相同条件下，若起始时只将NH3置于该容器中，达到平衡状态时NH3的转化率为α2，当α1＋α2＝1时，则起始时NH3的物质的量n(NH3)＝_____________mol。
回答下列问题：
（1）A的化学名称为_________。
（2）D的结构简式为_________。
（3）E的分子式为。
（4）F生成G的化学方程式为________，该反应类型为__________。
（5）I的结构简式为___________。
（6）I的同系物J比I相对分子质量小14，J的同分异构体中能同时满足如下条件：
①苯环上只有两个取代基，②既能发生银镜反应，又能和饱和NaHCO3溶液反应放出CO2，共有______种（不考虑立体异构）。J的一个同分异构体发生银镜反应并酸化后核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为2：2：1，写出J的这种同分异构体的结构简式。
草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为。
（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是，滤渣是；过滤操作②的滤液是和，滤渣是。
（3）工艺过程中③和④的目的是。
（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是。
（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250g溶于水中，用0.0500 mol/L的酸性KMnO4溶液滴定，至粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL，反应的离子方程式为；列式计算该成品的纯度。
硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：
（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号，该能层具有的原子轨道数为、电子数为。
（2）硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。
（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献个原子。
（4）单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为。
（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
| 化学键 |
C-C |
C-H |
C-O |
Si-Si |
Si-H |
Si-O |
| 键能（KJ/mol） |
356 |
413 |
336 |
226 |
318 |
452 |
①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是。
②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是。
（6）在硅酸盐中，SiO44－四面体（如下图a）通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为。Si与O的原子数之比为化学式为。
回答下列问题：
（1）A的化学名称为____________。
（2）由B生成C的化学方程式为____________________。
（3）E的分子式为________________，由E生成F的反应类型为________。
（4）G的结构简式为____________________。
（5）D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有_______种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积为2：2：2：1：1的为________________（写结构简式）。
短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A是周期表中原子半径最小的元素，B是形成化合物种类最多的元素，C是自然界含量最多的元素，D是同周期中金属性最强的元素，E的负一价离子与C的某种氢化物W分子含有相同的电子数。
（1）A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为；W的电子式 。
（2）已知：①2E → E－E；
＝－a kJ·mol-1② 2A → A－A；=－b kJ·mol-1
③E＋A → A－E；=－c kJ·mol-1
写出298K时，A2与E2反应的热化学方程式。
（3）在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2A2（g）＋BC（g）
X（g）；＝－a KJ·mol－1（a＞0，X为A、B、C三种元素组成的一种化合物）。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：
| 实验 |
甲 |
乙 |
丙 |
| 初始投料 |
2 mol A2、1 mol BC |
1 mol X |
4 mol A2、2 mol BC |
| 平衡时n（X） |
0.5mol |
n2 |
n3 |
| 反应的能量变化 |
放出Q1kJ |
吸收Q2kJ |
放出Q3kJ |
| 体系的压强 |
P1 |
P2 |
P3 |
| 反应物的转化率 |
 1 |
2 |
3 |
①在该温度下，假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min，则A2的平均反应速率
( A2)为。
②该温度下此反应的平衡常数K的值为。
③下列现象能说明甲容器中的反应已经达到平衡状态的有 （填序号）。
A.内A2、BC、X的物质的量之比为2：1：1
B.内气体的密度保持恒定
C.内A2气体的体积分数保持恒定
D.2 V正（A2）=V逆（BC）
④三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是（填序号）。
A．α1＋α2＝1 B．Q1＋Q2＝a C．α3＜α1
D．P3＜2P1＝2P2 E．n2＜n3＜1.0mol F．Q3＝2Q1
（4）在其他条件不变的情况下，将甲容器的体系体积压缩到1L，若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为75%，请在上图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。