（15分)[选修3—物质结构与性质]钒（23V)是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题：
（1）钒在元素周期表中的位置为 ，其价层电子排布图为 。
（2) 钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为 、 。
（3）V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子中S原子价层电子对数是 对，分子的立体构型为 ；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 ；SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为 ；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为 （填图2中字母)，该分子中含有 个σ键。
（4）V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4)，该盐阴离子的立体构型为 ；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 ____ 。
化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图实验（图中所用电极均为惰性电极）：
（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是________
| A．a电极是负极，OH－移向正极 |
| B．b电极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ |
C．电池总反应式为：2H2+O2 2H2O |
| D．电解质溶液的pH保持不变 |
E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol·L—1AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH＝________（溶液体积变化忽略不计）
II．氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是：
N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92.20 kJ·mol－1。
（1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已达到平衡的是________
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成n mol N—H的同时生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1︰3︰2
④N2、H2、NH3的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
（2）已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：
| 时间（h） 物质的量（mol） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
| N2 |
1.50 |
n1 |
1.20 |
n3 |
1.00 |
| H2 |
4.50 |
4.20 |
3.60 |
n4 |
3.00 |
| NH3 |
0 |
0.20 |
n2 |
1.00 |
1.00 |
根据表中数据计算：
反应进行到2小时时放出的热量为________
0～1小时内N2的平均反应速率________mol·L－1·h－1；
③此条件下该反应的化学平衡常数K=________（保留两位小数）
④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol，化学平衡将向________方向移动（填“正反应”或“逆反应”、“不移动”）。
A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素。常温下A、B、C的常见单质均为无色、无味的气体，D、E的单质均为固体。C与E同主族，且E的原子序数为C的2倍，D的最外层电子数比最内层多1个，F是人体血红蛋白中含有的一种金属元素，请回答下列问题：
（1）D元素在周期表中的位置是：周期族。
（2）A与C形成的18电子分子的结构式为：。
（3）最近意大利罗马大学的Funvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的B4分子。B4分子结构如图所示，已知断裂l molB－B吸收167kJ热量，生成1 mo1B2放出942kJ热量。根据以上信息和数据，下列说法正确的是。
A．B4沸点比P4(白磷)低，属于原子晶体
B．l molB4气体转变为B2吸收882kJ热量
C．B4与B2互为同素异形体
D．B4与B2分子中各原子最外电子层均达到8电子稳定结构
（4）写出过量的F与稀硝酸反应的离子方程式
（5）以D为阳极，在H2SO4溶液中电解，D表面形成氧化膜，阳极电极反应式为。
（6）在常温，常压和光照条件下，B2在催化剂（TiO2）表面与A2C反应，生成1molBA3（g）和C2时的能量变化值为382.5kJ，此反应BA3生成量与温度的实验数据如下表。则该反应的热化学方程式为。
| T/K |
303 |
313 |
323 |
| BA3生成量/（10—1mol） |
4.3 |
5.9 |
6.0 |
某芳香族化合物A的分子中含有C、H、O、N四种元素，相同状况下，其蒸气的密度是氢气密度的68.5倍。现以苯为原料合成A，并最终制得F（一种染料中间体），转化关系如下：（一些非主要产物已略去）
已知：
请回答下列问题：
（1）写出A的分子式 ____________；
（2）N—A的反应类型是_____________。
（3）上述转化中试剂Ⅱ是：_______________（选填字母）。
a．KMnO4（H+） b．Fe／盐酸 c．NaOH溶液
（4）用核磁共振氢谱可以证明化合物E中含有___________ 种处于不同化学环境的氢。
（5）同时符合下列要求D的同分异构体有________种。
①属于芳香族化合物，分子中有两个：互为对位的取代基，其中一个取代基是硝基；
②分子中含有
结构。
（6）有一种D的同分异构体W，在酸性条件下水解后，可得到一种能与FeCl3，溶液发生显色反应的产物，写出W在酸性条件下水解的化学方程式:_________________
（7）F的水解反应如下：
化合物H在一定条件下经缩聚反应可制得高分子纤维，广泛用于通讯、导弹、宇航等领域。请写出该缩聚反应的化学方程式 _____________________________________。
元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同。
Ⅰ．第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的。
镓（31Ga）的基态电子排布式是_________________________________________；
31Ga的第一电离能却明显低于30Zn，原因是______________________________________；
Ⅱ．第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
（1）CO和NH3可以和很多过渡金属形成配合物。CO与N2互为等电子体，CO分子中C原子上有一孤电子对，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式可表示为________________。NH3 分子中N原子的杂化方式为_______杂化，NH3分子的空间立体构型是____________。
（2）向盛有硫酸铜水溶液的试管中加氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加入氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，向该溶液中加乙醇，析出深蓝色晶体。蓝色沉淀先溶解，后析出的原因是：__________________________________________（用相关的离子方程式和简单的文字说明加以解释）
（3）如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是________。
（4）图乙为一个金属铜的晶胞，此晶胞立方体的边长为acm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度
为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数可表示为________ mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。
世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀
有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下：
（1）ClO2中所有原子_____________（填“是”或“不是”）都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用_________
A．饱和食盐水 B．碱石灰 C．浓硫酸 D．蒸馏水
（2）稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是( )
A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理
B．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
C．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置
（3）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备。化学反应方程式为_____________________________。缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。
（4）我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠（NaClO2）反应制备，化学方程式是 ___________________，此法相比欧洲方法的优点是____________________________。
（5）科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的草酸（H2C2O4）溶液还原氯酸
钠，化学反应方程式为______________________________________________________。
此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是 _________________________________。