已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素。它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3+离子M层3d轨道电子为半满状态。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，用所对应的元素符号表示）
（1）写出C原子的价层电子排布图 ，F位于周期表 区。
（2）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。（写元素符号）
（3）F和质子数为25的M的部分电离能数据列于下表
| 元素 |
M |
F |
|
| 电离能（kJ·mol-1） |
I1 |
717 |
759 |
| I2 |
1509 |
1561 |
|
| I3 |
3248 |
2957 |
比较两元素的I2、I3可知，气态M2+再失去一个电子比气态F2+再失去一个电子难。对此，你的解释是 。
（4）晶胞中F原子的配位数为 ，若F原子的半径为rcm，则F晶体的密度为 （用含r的表达式表示），该晶胞中原子空间利用率为 。
（5）H2S和C元素的氢化物（分子式为H2C2的主要物理性质比较如下
| |
熔点/K |
沸点/K |
标准状况时在水中的溶解度 |
| H2S |
187 |
202 |
2.6 |
| H2C2 |
272 |
423 |
比任意比互溶 |
H2S和H2C2的相对分子质量基本相同，造成上述物理性质差异的主要原因 。
(11分) 已知X为中学化学中一种常见的盐，F为淡黄色固体；M、N为常见的金属；D、H均为气体，且常温下易反应。各物质的转化关系如下图(部分反应物已略去)。请回答下列问题：
(1)F的电子式为
(2)在反应①②③④中属于置换反应的是 (填序号)。
(3)反应②的离子方程式为
(4) 用石墨作电极电解50mL X溶液，观察到a电极表面有红色的固态物质生成，b电极有无色气体生成；电解一段时间后，取出a电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g。请回答下列问题：
①写出电解时的阳极反应式： 。
②电解后溶液的pH为 (假设电解前后溶液体积不变)。
(5)X溶液与F反应的总化学方程式为
Ⅰ.下列实验操作或对实验事实的描述正确的是 （填序号）
①实验室配制氯化亚铁溶液时，将氯化亚铁先溶解在盐酸中，然后用蒸馏水稀释并加入少量铁粉；
②配制一定浓度的溶液时，俯视容量瓶的刻度线，会使配制的浓度偏高；实验室测定中和热时，过早读数会使测定结果偏低；
③试管中加入少量淀粉，再加入一定量稀硫酸，加热3－4分钟，然后加入银氨溶液，片刻后
管壁上有“银镜”出现
④分别向体积和pH均相同的盐酸和醋酸中滴加等浓度的氢氧化钠溶液，完全中和时消耗的氢氧化钠溶液的体积一样多
⑤向NaOH溶液、KSCN溶液、沸腾的蒸馏水中分别滴加饱和的FeCl3溶液得到的分散系依次为：浊液、溶液、胶体
Ⅱ.某研究性学习小组利用下图所示装置研究乙醇与氧化铁的反应，请回答下列问题：
（1）装置中试管B的作用是 。
（
2）实验中可观察到石英管A中的现象为 。
（3）反应停止后，取出试管C在酒精灯上加热至沸腾，可观察到有红色沉淀产生。写出该反应的化学方程式 。
（4）为了测定反应后石英管A左侧固体中铁元素的含量，进行如下实验：
（i）步骤③中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、 。
（ii）下列有关步骤④的操作中说法正确的是 。
a．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
b．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
c．锥形瓶不需要用待测夜润洗
d．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
e．滴定结束后，30 s内溶液不恢复原来的颜色，再读数
（iii）由框图中数据计算，可得石英管A左侧固体中铁元素的百分含量为 。
下表为元素周期表的一部分，参照元素①～⑦在表中的位置，请用化学用语作答：
| 族 周期 |
IA |
|
0 |
|||||
| 1 |
① |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
|
| 2 |
|
|
|
|
|
② |
④ |
|
| 3 |
⑤ |
|
③ |
|
⑧ |
⑥ |
⑦ |
|
（1）④、⑤、⑦的原子半径由大到小的顺序为 。
（2）⑥和⑦的最高价含氧酸的酸性强弱为 。
（3）由表中元素形成的物质可发生下图中的反应，其中B、C、G是单质，B为黄绿色气体，D溶液显碱性。
①写出电解A溶液的化学方程式 。
②若上图中各步反应均为完全转化，则混合物X中含有的物质有 。
（4）砷（As）的化合物可用于杀虫及医疗。
①As的原子结构示意图为 ，②其氢化物的化学式为 。
③Y由②⑤⑦三种元素组成，它的水溶液是生活中常见的消毒剂。As可与Y的水溶液反应，产物有As的最高价含氧酸，该反应的化学方程式为 。
火力发电厂释放出大量的氮氧
化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：
CH4（g）＋4NO2（g）= 4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）△H1＝－574 kJ·mol－1
CH4（g）＋4NO（g）= 2N2（g）＋CO2（g）＋2H2
O（g）△H2＝－1160 kJ·mol－1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
（2）脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g） △H3
①取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图1所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②在一恒温恒容密闭容
器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示。下列说法正确的是 （填字母代号）。
| A．第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时c（CH3OH）="1.5" mol/L |
| B．0~10 min内，氢气的平均反应速率为0.075 mol/（L·min） |
| C．达到平衡时，氢气的转化率为0.75 |
| D．升高温度将使n（CH3OH）/n（CO2）减小 |
③甲醇燃料电池结构如下图所示。其工作时正极的电极反应式可表示为 
（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其中原因可用一个离子方程式表示为： ；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，溶液的pH=7，则溶液中c（Na+）+c（H+） c（NO3-）+c（OH-）（填“＞”“＝”或“＜”）
低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。
已知：CO(g) + H2O(g)
H2(g) + CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：
| 温度/℃ |
400 |
500 |
850 |
| 平衡常数 |
9.94 |
9 |
1 |
请回答下列问题：
（1）上述正反应方向是 反应（填“放热”或“吸热”）。
（2）850℃时在体积为10L反应器中，通入一定量的CO和H2O（g）发生上述反应，CO和H2O(g)浓度变化如下图，则0～4 min的平均反应速率v(CO)＝______ mol/(L·min)
| 时 间（min） |
CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
| 0 |
0.200 |
0.300 |
0 |
0 |
| 2 |
0.138 |
0.238 |
0.062 |
0.062 |
 3 |
C1 |
C2 |
C3 |
C3 |
| 4 |
C1 |
C2 |
C3 |
C3 |
| 5 |
0.116 |
0.216 |
0.084 |
|
| 6 |
0.096 |
0.266 |
0.104 |
|
| t1℃时物质浓度（mol/L）的变化 |
(3) t1℃(高于850℃)时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。
①表中3 min～4 min之间反应处于_____状态；C1数值_____0.08 mol/L (填大于、小于或等于)。
②反应在4 min～5 min，平衡向逆方向移动，可能的原因是____(单选)，表中5 min～6 min之间数值发生变化，可能的原因是______(单选)。
| A．增加水蒸气 | B．降低温度 | C．使用催化剂 | D．增加氢气浓度 |
（4）若在500℃时进行，若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的最大转化率为： 。
（5）若在850℃进行，设起始时CO和H2O(g)共为5mol，水蒸气的体积分数为X；平衡时CO转化率为Y，试推导Y随X变化的函数关系式为 。
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