【化学—选修3：物质结构与性质】
氮化钛（ Ti3N4）为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金代替品。以TiCl4为原料，经过一系列反应（如图所示），可以制得Ti3N4和纳米TiO2请回答下列问题：
（1）反应①为置换反应，写出该反应的化学方程式 ；TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的空间构型为 。
（2）元素周期表中Ti元素位于第 周期 族。与Ti相邻的元素Zr的基态原子外围电子排布式为 ，
（3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，纳米Ti02催化的一个实验如图所示。
化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子个数为 ，化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
（4）有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该氮化钛晶胞中含有 个N原子，晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为 g．cm－3（NA为阿伏加德常数的数值，只列算式）。
I在下图转化关系中，固体甲的焰色反应呈黄色，M为常见的液体物质，酸G是重要的化工产品和化工原料；固体H能溶解在A和酸G且H为良好的耐火材料(图中部分产物没有列出)。
II如图表示的是生产酸G的工业流程：
（1）乙设备的名称为固体乙的化学式为M分子的结构式为。
（2）气体X的主要成分为。
（3）写出设备甲中常见的化学反应。
（4）白色沉淀D与G溶液反应的离子方程式为。
（5）将2.24 L（标准状况下）E通入100 mL2 mol/L A的水溶
液后，溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______________。
（6）电解熔融固体H可制得一种金属，则电解化学方程式为当电解时转移2.4mol电子，制得金属g。
A、B、C、D、E、F是元素周期表中六种短周期元素，请根据表中信息回答下列问题
| 元素 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
性质或结构 信息 |
形成化合物种类最多的元素 |
最高正价是最低负价绝对值的3倍 |
族序数等于周期数的3倍 |
周期数是族序数的3倍 |
地壳中含量最高的金属元素 |
最高价氧化物对应水化物是最强的含氧酸 |
（1）元素B 的离子结构示意图元素F的最高价氧化物的化学式为。
（2）元素A、D分别与元素C 形成原子个数比为1：2的化合物甲和1：1 的化合物乙，则甲属于分子（填“极性”或“非极性”），化合物乙的电子式，甲与乙反应的化学方程式为。
（3）元素B、D组成化合物丙，其晶体类型为，化合物丙的溶液呈（填“酸性”“碱性”或“中性”）。
（4）元素A与氢元素组成的最简单的化合物丁是一种优质燃料，燃烧热值高。
①实验测得，在常温常压下，1g化合物丁完全燃烧生成液态水，放出55.65 kJ 热量。则表示化合物丁的燃烧热的热化学方程式为。
②某实验小组依据丁燃烧的反应原理，设计如右图所示的电池装置。
a．该电池正极的电极反应为。
b．工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的离子方程式为。
（5）G也是短周期元素，其核外电子层数与最外层电子数相等，且与E处于元素周期表中对角线位置，它们的单质及其化合物的性质相似，写出G的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式：。若E的氯化物熔沸点较低、易升华，则E的氯化物是化合物（填“离子”或“共价”），试设计一个简单实验证明你的选择。
【化学选修5：有机化学基础】
PET是世界上产量最大的合成纤维，其结构简式为：
现以煤的干馏产品A与F为原料制备PET，生产流程如下图所示。其中A为烃，含碳元素的质量分数为90.6%，其蒸气的密度是空气密度的3.66倍，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但不能使溴水褪色。M分子里所有原子共平面。
请回答下列问题：
（1）指出下列反应类型：④⑤
（2）指出反应①的反应条件：
（3）写出有机物的结构简式，A：；N：。
（4）写出下列反应的化学方程式：
反应②反应③
反应⑤
（5）P的一种同系物X分子式为C3H8O2，在核磁共振氢谱图中出现三种信号峰，其峰的强度之比为2︰1︰1。则X的结构简式为。
【化学选修3：物质结构与性质】(15分)
Q、R、X、Y、Z为周期表前四周期元素，原子序数依次递增。已知：
①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；
②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；
③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；
④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，Q、R两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是中学化学中常见的有机溶剂；
⑤Z有“生物金属”之称，Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题（答题时，Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示）
（1）化合物M的空间构型为，其中心原子采取杂化；化合物N在固态时的晶体类型为。
（2）R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为；
（3）由上述一种或多种元素组成的与RY2互为等电子体的分子为（写分子式）
（4）由R、X、Y三种元素组成的RXY-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应，生成X2、RY2等物质。该反应的离子方程式为。
（5）Z原子基态时的外围电子排布式为；Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为
【化学选修2：化学与技术】(15分)
工业上为了使原料和能量得到充分的利用，常常采用循环操作。
I、利用热化学循环制氢能缓解能源矛盾。最近研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解水制氢。MnFe2O4的制备：
已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH如右表所示。
| 开始沉淀 |
完全沉淀 |
|
| Fe3+ |
2.7 |
4.2 |
| Mn2+ |
8.3 |
10.4 |
(1)此工艺中理论上投入原料Fe(NO3)3和Mn(NO3)2的物质的量之比应为。
(2)控制pH的操作中m的值为。
II、用MnFe2O4热化学循环制取氢气：
(3)由上可知，H2燃烧的热化学方程式是。
(4)该热化学循环制取氢气的优点是
(填字母编号)。
A．过程简单、无污染
B．物料可循环使用
C．氧气和氢气在不同步骤生成，安全且易分离
III、工业上可用H2、HCl通过下图的循环流程制取太阳能材料高纯硅。
反应①
反应②：
（5）上图中，假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①中HCl的利用率和反应②中H2的利用率均为75％。则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H2的体积比是。