甲烷在氯气中燃烧，可看到集气瓶内壁有黑色固体颗粒生成，瓶口产生大量白雾，根据以上现象分析，上述反应的化学反应方程式为_______________________________。
【化学——选修3：物质结构与性质】
A、B、C、D、E是元素周期表中五种短周期元素，原子序数依次增大。A、B、C、D位于同一周期。已知A原子核外有3个能级，且每个能级上的容纳的电子数目相同。C与E同主族，且C的单质为空气中的主要成份。X元素的原子核外有26个运动状态完全不相同的电子。回答下列问题：
（1）C、D、E中第一电离能最大的是 （填元素符号），X的价电子排布式为 。
（2）B的气态氢化物分子呈 形。该分子的中心原子的杂化方式为 。
（3）A的一种单质相对分子质量为720，分子构型为一个32面体,其中有12个五元环，20个六元环（如图1）。则1molA的这种单质中π键的数目为 。
（4）X元素对应的单质在形成晶体时，采用如图2所示的堆积方式。
则这种堆积模型的配位数为 ，如果X的原子半径为a cm，阿伏加德常数的值为NA，则计算此单质的密度表达式为 g/cm3（不必化简）。
氨基甲酸铵（H2NCOONH4）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组用如下方法制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：
2NH3(g)+CO2(g)
H2NCOONH4(s) ΔH＜0
（1）实验室通常采用图1装置制取氨气，你所选择的试剂是 。
（2）制备氨基甲酸铵的装置如图2所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。
注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是 。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是 。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法 （填操作名称）。为了得到干燥产品，应采取的方法是________（填写选项序号）。
a.常压加热烘干 b.高压加热烘干 c.真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如图3所示。能否将浓H2SO4改为稀H2SO4 （填“能”或“否”），理由是 。
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.570 g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为2.000 g。则样品中氨基甲酸铵的质量分数为_______。
[Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3) =79、Mr(CaCO3)=100]
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）已知拆开1 mol H2、1 mol O2和液态水中1 mol O—H键使之成为气态原子所需的能量分别为436 kJ、496 kJ和462 kJ；CH3OH(g)的燃烧热为627 kJ·mol－1。则CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(l) ∆H＝ kJ·mol－1。
（2）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(l)
①该反应平衡常数表达式K＝ 。
②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图所示。该反应的∆H 0（填“＞”或“＜”）。若温度不变，减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)]，则K将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③某温度下，向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应，当下列物理量不再发生变化时，能表明上述可逆反应达到化学平衡的是 。
| A．二氧化碳的浓度 | B．容器中的压强 |
| C．气体的密度 | D．CH3OCH3与H2O的物质的量之比 |
（3）向澄清的石灰水中通入CO2至溶液中的Ca2+刚好完全沉淀时，则溶液中c(CO32-)＝ 。[已知：Ksp(CaCO3)=2.8×10－9]
海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表：
| 成分 |
Na+ |
K+ |
Ca2+ |
Mg2+ |
Cl－ |
SO42－ |
HCO3－ |
| 含量/mg∙L－1 |
9360 |
83 |
160 |
1100 |
16000 |
1200 |
118 |
（1）海水显弱碱性的原因是（用离子方程式表示）： ，该海水中Ca2+的物质的量浓度为__________mol/L 。
（2）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。其中阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过，电极均为惰性电极。
① 开始时阳极的电极反应式为 。
② 电解一段时间， 极（填“阴”或“阳”）会产生水垢，其成份为 （填化学式）。
③ 淡水的出口为a、b、c中的__________出口。
（3）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO4电池某电极的工作原理如图所示：
该电池电解质为能传导 Li+的固体材料。
上面左图中的小黑点表示 （填粒子符号），充电时该电极反应式为 。
（4）利用海洋资源可获得MnO2 。MnO2可用来制备高锰酸钾：将MnO2与KOH混合后在空气中加热熔融，得到绿色的锰酸钾（K2MnO4），再利用氯气将锰酸钾氧化成高锰酸钾。该制备过程中消耗相同条件下氯气和空气的体积比为 （空气中氧气的体积分数按20%计）。
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