【化学—选修3物质结构与性质】前四周期原子序数依次增大的六种元素M、A、B、C、D、E中，M、A的最高化合物与最低化合价的绝对值相等，A形成的化合物种类最多，A、B属于同一短周期元素且相邻， C、D、E是位于同一周期的金属元素，基态C原子的价电子层中未成对电子为1个，基态D、E原子的价电子层中未成对电子数分别为4、2，且原子序数相差为2。
（1）六种元素中第一电离能最小的是 （填元素符号，下同），其原子结构示意图是______。
（2）M与B元素形成的化合物空间构型是_____，在实验室制取该物质的方法是 （用化学反应方程式表示），收集方法是_______；
（3）E的价层电子排布图为 ，未成对的电子数是______；很多不饱和有机物在E催化下可与H2发生加成反应：如①CH2＝CH2、②HC≡CH、③
、④HCHO。
其中碳原子采取sp2杂化的分子有 （填物质序号），HCHO分子的立体结构为 形，它加成产物的熔、沸点比CH4的熔、沸点高，其主要原因是（须指明加成产物是何物质） 。
（4）金属C晶体的晶胞结构如图。C晶体晶胞中金属原子的配位数之比为 。在一个晶胞中含有C原子是_____个。氧化镍(NiO )是一种纳米材料，比表面积S（m2/g）是评价纳米材料的重要参数之一（纳米粒子按球形计）。已知氧化镍的密度为ρg/cm3；其纳米粒子的直径为Dnm列式表示其比表面积 m2/g。
(14分)
电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。
某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如图18所示：
（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的。
a．H2SO4 b．BaSO4 c．N2SO4 d．NaOH e．CH3CH2OH
（2）电解池阳极的电极反应分别是①；
②
。
（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是。
（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。
已知负极的电极反应是
。
①正极的电极反应是。
②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质的化学式是。
（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8 L(标准状况)气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况)L。
(12分)
A、B、C是三种常见短周期元素的单质。常温下D为无色液体，E是一种常见的温室气体。其转化关系如图17 (反应条件和部分产物略去)。试回答：
（1）E的电子式是。
（2）单质X和B或D均能反应生成黑色固体Y，Y的化学式是。
（3）物质Z常用于对空气进行杀菌、净化和水果保鲜等。Z和B的组成元素相同，Z分子中各原子最外层电子数之和为18。Z和酸性碘化钾溶液反应生成B和碘单质，反应的离子方程式是。
（4）取0.3 mol F与足量D充分混合后，所得溶液中再通入0.2 mol E充分反应，最后得到的水溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是(不考虑H+)。
（5）E的大量排放会引发很多环境问题。有科学家提出，用E和H2合成CH3OH和H2O，对E进行综合利用。25℃，101 kPa时，该反应的热化学方程式是。
(已知甲醇的燃烧热
，氢气的燃烧热
)
(16分)
有机物DBP常用作纤维素树脂和聚氯乙烯的增塑剂，特别适用于硝酸纤维素涂料。具有优良的溶解性、分散性和粘着性。由有机物A和邻二甲苯为原料可以合成DBP。
已知：①
；
②烃A是有机合成的重要原料。A的质谱图表明其相对分子质量为42，红外光谱表明分子中含有碳碳双键；B能发生银镜反应；有机物c的核磁共振氢谱显示其分子中含有5种氢原子，且其峰面积之比为3:2:2:2:1；DBP分子中苯环上的一溴取代物只有两种。
（1）A的结构简式是。
（2）B含有的官能团名称是。
（3）有机物C和D反应生成DBP的化学方程式是。
（4）下列说法正确的是(选填序号字母)。
a．A能发生聚合反应、加成反应和氧化反应
b．和C互为同分异构体，且含有相同官能团的有机物有2种
c．邻二甲苯能氧化生成D说明有机物分子中基团之间存在相互影响
d．1 mol DBP可与含2 mol NaOH的溶液完全反应
（5）工业上常用有机物E(C8H4O3)代替D生产DBP。反应分为两步进行：
①
②
工业生产中在第②步中使用油水分离器将反应过程中生成的水不断从反应体系中分离除去，其目的是。
（6）工业上生产有机物E的反应如下：
芳香烃X的一溴取代物只有两种，X的的结构简式是。
已知：
有机物A是一种医药中间体，质谱图显示其相对分子质量为130。已知0.5molA完全燃烧只生成3mol CO2和2.5molH2O。A可发生如下图所示的转化，其中D的分子式为C4H6O2，两分子F反应可生成六
元环状酯类化合物。
请回答：
（1）1mol B与足量的金属钠反应产生22.4L（标准状况）H2。B中所含官能团的名称是
。B与C的相对分子质量之差为4，B→C的化学方程式是。
（2）D的同分异构体G所含官能团与D相同，则G的结构简式可能是、。
（3）F可发生多种类型的反应。
①两分子F反应生成的六元环状酯类化合物的结构简式是；
②由F可生成使Br的CCl4溶液褪色的有机物H。F→H的化学方程式是。
③F在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式是。
（4）A的结构简式是。
氮及其化合物与人们的生活息息相关。
（1）氮元素在周期表中的位置是。
（2）实验室可用铜与稀硝酸反应制取NO，其离子方程式是。为防止环境污染，可用碱液吸收氮的氧化物。NO与NO2按物质的量之比1：1被NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是。
（3）已知：①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=—574kJ·mol-1②CH4（g）+4NO2（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=—1160kJ·mol-1
根据①和②，标准状况下，4.48LCH4恰好将NO2转化为N2时，△H=。
关于①和②，下列说法正确的是（填字母）。
a. 由于反应①可推知：
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)
△H<—574kJmol
b. 等物质的量的甲烷分别发生反应①、②，
转移电子数相同
c. 右图可表示①的反应过程和能量关系
（4）同温同压下，3.5LNH3恰好将3.0L NO和NO2的混合气完全转化为N2，原混和气中NO和NO2的体积比是
。