【化学——选修3：物质结构与性质】(15分)
（1）纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
| 电离能(kJ/mol) |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
| A |
932 |
1821 |
15390 |
21771 |
| B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了 ，B元素位于周期表五个区域中的 区。
②ACl2分子中A的杂化类型为 ，ACl2的空间构型为 。
（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是 。
②六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4—中不存在 。
A.共价键
B.非极性键
C.配位键
D.σ键
E.π键
③写出一种与 CN—互为等电子体的单质分子式 。
（3）一种Al－Fe合金的立体晶胞如下图所示。请据此回答下列问题：
①确定该合金的化学式 。
②若晶体的密度＝ρ g/cm3，则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离(用含ρ的代数式表示，不必化简)为 cm。
已知在25℃时，醋酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如下表：
| 醋酸 |
碳酸 |
亚硫酸 |
| Ka= 1.75×10-5 |
Ka1= 4.30×10-7Ka2 = 5.61×10-11 |
Ka1= 1.54×10-2 Ka2 = 1.02×10-7 |
（1）写出碳酸的第一步电离平衡常数表达式：Ka1 = 。
（2）在相同条件下，试比较H2CO3、HCO3－和HSO3－的酸性强弱： ＞ ＞ 。
（3）下图表示常温时稀释醋酸、碳酸两种酸的稀溶液时，溶液PH随水量的变化
①图像中，曲线I表示的酸是 （填化学式）。
②A、B、C三点中，水的电离程度最大的是 （填字母）。
某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况，进行了如下实验。用pH计测定25 ℃时不同浓度的醋酸的pH，其结果如下：
| 醋酸浓度/mol·L－1 |
0.001 0 |
0.010 0 |
0.020 0 |
0.100 0 |
0.200 0 |
| pH |
3.88 |
3.38 |
3.23 |
2.88 |
2.73 |
回答下列问题：
（1）写出醋酸的电离方程式：__________________________。
（2）醋酸溶液中存在的微粒有__________________________。
（3）根据表中数据，可以得出醋酸是弱电解质的结论，你认为得出此结论的依据是__________________。
（4）从表中的数据，还可以得出另一结论：随着醋酸浓度的减小，醋酸的电离程度（选填“增大”“减小”或“不变”）__________。
（5）常温常压下，在 pH =5的稀醋酸溶液中，c（CH3COO－）= （精确值，用表达式表示）。
（6）下列方法中，可以使0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中CH3COOH电离程度增大的是 。
a．加入少量0.10 mol·L-1的稀盐酸
b．加入少量冰醋酸
c．加入少量氯化钠固体
d．加热CH3COOH溶液
e．加入Zn粒
f．加入少量0.10 mol·L-1的CH3COONa溶液
工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO（g）＋H2O（g） 
CO2（g）＋H2（g） △H＝－41 kJ/mol
某小组研究在同温度下反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。数据如下：
| 容器编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
达到平衡的时间/min |
达平衡时体系能量的变化/kJ |
||||
| CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
||||
| ① |
1 |
4 |
0 |
0 |
t1 |
放出热量：32.8 kJ |
|
| ② |
2 |
8 |
0 |
0 |
t2 |
放出热量：Q |
|
（1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量 （填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量。
（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为 %。
（3）计算容器②中反应的平衡常数K= 。
（4）下列叙述正确的是 （填字母序号）。
a．平衡时，两容器中H2的体积分数相等
b．容器②中反应达平衡状态时，Q > 65.6 kJ
c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等
d．容器①中，反应的化学反应速率为：v（H2O）=4/Vt1mol/（L·min）
（5）已知：2H2（g）+O2（g）==2H2O（g）ΔH＝－484kJ/mol，
写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式： 。
一定条件下，A（g）+B（g） 
C（g） ΔH ＜0，达到平衡后根据下列图像判断：
（1）升高温度，达到新平衡的是 （填“A”、“B”、“C”、“D”、“E”，下同），新平衡中C的体积分数 （填“增大”、“减小”、“不变”，下同）。
（2）减小压强，达到新平衡的是 ，A的转化率 。
（3）减小C的量，达到新平衡的是 。
（4）增加A的量，达到新平衡的是 ，此时B的转化率 ，A的转化率 。
（5）使用催化剂，达到新平衡的是 ，C的质量分数 。
近年以来，我国多地频现种种极端天气，二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫是导致极端天气的重要因素．
（1）活性炭可用于处理大气污染物NO，在1L恒容密闭容器中加入0.100mol NO和2.030mol固体活性炭（无杂质），生成气体E和气体F．当温度分别在T1℃和T2℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表：
①请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式 ．
②上述反应的平衡常数表达式K= ，根据上述信息判断，T1和T2的关系是 ．
A．T1＞T2 B．T1＜T2 C．无法比较
③在T1℃下反应达到平衡后，下列措施能改变NO的转化率的是 ．
a．增大c（NO）b．增大压强 c．升高温度d．移去部分F
（2）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得H2，具体流程如图1所示：
①用离子方程式表示反应器中发生的反应： ．
②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是 ．
（3）开发新能源是解决大气污染的有效途径之一．直接甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图2所示．
通过a气体的电极是原电池的 极（填“正”或“负”），b电极反应式为 ．