“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）CO2的电子式为： 。
（2）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：（系数按顺序填在答题卷上）
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4 ＝ ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O
（3）甲醇是一种新型燃料，工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+ 2H2（g）
CH3OH（g） △H1＝－116 kJ·mol-1
已知：
△H2＝－283 kJ·mol-1
△H3＝－242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 ；
（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的燃料电池装置。
①该电池负极的电极反应为： 。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为 。
（5）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下 CO（g）+ 2H2（g）
CH3OH（g）的平衡常数K = 。
（6）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5 mol/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
工业上可以利用氟硅酸、碳酸氢铵制备冰晶石（Na3AlF6），其工艺如下：
请回答下列问题：
（1）反应①中生成的无色气体A是，滤液①的溶质是。
（2）经测定NH4HCO3溶液呈中性，请分析原因（用离子方程式和文字表述说明理由）
。
（3）经反应②后，过滤得到的冰晶（Na3AlF6）固体，该固体上附着有杂质，需要洗涤，请简述如何证明冰晶石固体已经洗涤干净。
（4）温度和NH4HCO3浓度会影响反应①的速率。现设计如下实验方案探究温度和NH4HCO3浓度对反应①速率的影响。请在表格空白处填写适当的反应条件。
| 实验编号 |
实验目的 |
温度 |
c（NH4HCO3） |
| I |
为以下实验作参照 |
60℃ |
c1 |
| II |
探究浓度对反应①速率的影响 |
c2 |
|
| III |
探究温度对反应①速率的影响 |
80℃ |
（5）下图是滤液①溶质的质量分数随温度变化的曲线图：
请分析t1到t2曲线下降的原因是。
(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(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
)
[选修—有机化学基础]
有机物A、H、O分子式相同，经测定相对分子质量不超过110。分子中只含C、H、O三种元素，碳的百分含量为60%，其中A能发生银镜反应。A的碳链无支链；B分子中只有五元环。有关的转化关系如图24的示。请回答下列问题：
（1）写出B的结构简式；1分子核磁共振氢谱中有3种峰，其峰面积之比为1：2：1，I的名称是。
（2）写出C—E反应类型是；F—G的反应类型是。
（3）写出D—C、G—H的化学反应方程式。
D—C；
G—H。
（4）写出与B属地同分异构体，分子中有一个五元环且能与银氨溶液反应的结构简式
。
[选修—物质结构与性质]
羰基铁[Fe（CO）5]会使合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂中素。请回答下列问题：
（1）Fe(CO)5中铁的化合价为0，写出铁原子的基态电子排布式。
（2）CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，CO分子中C原子的杂化类型为杂化。与CO分子互为等电子体的分子和离子各写出1种，分别为和（填化学式），CO分子的结构式可表示为。
（3）Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为—20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂。据此可以判断Fe(CO)5晶体为。
（4）科学家通过X射线探明，FeO、MgO、CaO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似（如23所示）①比较晶体熔点的高低MgOCaO（填“高于”或“低于”）
②若在FeO晶体中阴阳离子间最近距离为a cm，晶体密度为dg/cm3。则阿伏伽德罗常数NA表达式为mol-1。
燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电池，除氢气外，烃、肼、甲醇等液体或气体，均可以作燃料电池的燃料。请回答下列问题：
（1）以甲烷和氧气为原料，氢氧化钠溶液为电解质溶液构成电池.写出其正极反应式
。
（2）以上述电池为电源，通过导线与图14电解池相连。
（Ⅰ）X、Y为石墨，a为1L0.1mol/L的氯化钾溶液，写出电解总反应的离子方程式
。
（II）X、Y分别为铁、铜，a为1L0.1mol/L硫酸铜溶液，写出X电极反应式
。
（3）室温时，按（I）电解一段时间后，取25mL上述电解后溶液，滴加0.2mol/L醋酸得到图15（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）。
①结合图15计算消耗标准状况下甲烷mL。
②若图15的B点pH=7，则酸碱恰好完全反应的点是区间（填“AB”、“BC”或“CD”）。
③AB区间溶液中各离子浓度大小关系是。