[物质结构与性质]
已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1:1型常见气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M（M可看做一种含氧酸盐）。M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，M晶体的最小重复单位为正方体（如右图），顶点位置为Z4＋所占，体心位置为Ba2＋所占，所有棱心位置为O2-所占。
（1）Y在周期表中位于______________；Z4＋的核外电子排布式为______________；
（2）X的该种氢化物分子构型为___________，X在该氢化物中以___________方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该_____（填“高于”或 “低于”）X的该氢化物的熔点。
（3）①制备M的化学反应方程式是________________________________________；
②在M晶体中，若将Z4＋置于立方体的体心，Ba2＋置于立方体的顶点，则O2－处于立方体的______；
③在M晶体中，Z4＋的氧配位数为________；
I．一定条件下铁可以和CO2发生反应：
Fe(s)＋CO2(g)
FeO(s)＋CO(g) △H＞0。1100℃时，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。
（1）8分钟内，CO的平均反应速率v(CO)=___________（结果保留3位有效数字）。
（2）1100℃时该反应的平衡常数K＝ （填数值）；该温度下，若在8分钟时CO2和CO各增加0.5mol/L，此时平衡 移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。
（3）1100℃时，2L的密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
| 容器 |
甲 |
乙 |
| 反应物投入量 |
3molFe、2molCO2 |
4molFeO、3molCO |
| CO的浓度(mol/L) |
C1 |
C2 |
| CO2的体积分数 |
φ1 |
φ2 |
| 体系压强（Pa） |
P1 |
P2 |
下列说法正确的是___________（填序号）；
A．2C1 = 3C2 B．φ1 = φ2 C．P1＜P2
II．（4）已知：①Fe(OH)3(aq)
Fe3+(aq)+3OH－(aq)；ΔH=" a" kJ•mol-1
②H2O(l) H+(aq)+OH－(aq)；ΔH="b" kJ•mol－1
请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式： 。
（5）柠檬酸（用H3R表示）可用作酸洗剂，除去水垢中的氧化铁。
溶液中H3R、H2R－、HR2－-、R3－的微粒数百分含量与pH的关系如图所示。图中a曲线所代表的微粒数的百分含量随溶液pH的改变而变化的原因是 （结合必要的方程式解释）。调节柠檬酸溶液的pH=4时，溶液中上述4种微粒含量最多的是 （填微粒符号）。
III．（6）高铁酸钠（Na2FeO4）广泛应用于净水、电池工业等领域，工业常用电解法制备，其原理为
Fe+2OH－-+2H2O
FeO42－-+3H2↑
请设计一个电解池并在答题卡的方框内画出该装置的示意图并作相应标注。
其阳极反应式为：________________________________。
非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,可通过以下方法合成：
（1）非诺洛芬中的含氧官能团为 和 (填名称)。
（2）在上述五步反应中，属于取代反应的是 （填序号）。
（3）若过程①生成的另一种产物有HBr，写出由A到B发生反应的化学方程式 。
（4）非诺洛芬的一种同分异构体满足下列条件：
I．分子中含有两个苯环
II．能与NaHCO3反应放出CO2，能与 FeCl3溶液发生显色反应。
III．分子中有6 种不同化学环境的氢，且各种氢原子个数比为6:2:2:2:1:1。
写出符合条件的一种同分异构体的结构简式： 。
（5）下面为以
为原料制备
的部分合成路线流程图。
①写出由
的反应方程式 ；
②根据已有知识并结合相关信息把合成路线流程图补充完整（无机试剂任选，在箭头上写出参与反应的物质及反应条件）
。
(16分)磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题：
（1）直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的，常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。
①写出磷酸主要的电离方程式： 。
②n越大，直链聚磷酸铵的水溶性越 (填“大”或“小”)。
（2）在碱性条件下，次磷酸盐可用于化学镀银，完成其反应的离子方程式。
（3）由工业白磷 (含少量砷、铁、镁等) 制备高纯白磷 ( 熔点44℃，沸点280℃)，主要生产流程如下：
①除砷过程在75 ℃下进行，其合理的原因是 (填字母)。
a．使白磷熔化，提高反应活性
b．降低白磷的毒性
c．温度不宜过高，防止硝酸分解
d．适当提高温度，增大反应速率
②生产过程在高纯氮气保护下进行，其目的是 。
③除砷过程中，合成洗涤剂起到 作用。
④硝酸氧化除砷时被还原为NO，写出砷转化为砷酸的化学方程式： 。
氧化相同质量的砷，当转化为亚砷酸的量越多，消耗硝酸的量越 (填“多”或“少”)。
⑤某条件下，用一定量的硝酸处理一定量的工业白磷，砷的脱除率及磷的产率随硝酸质量分数的变化如图，砷的脱除率从a点到b点降低的原因是 。
(11分)天然气是一种重要的化工原料。
I．2014年5月，我国科学家成功实现了甲烷在无氧条件下选择活化，一步高效生产乙烯、苯、氢气等高值化学品。
（1）苯的二氯代物的同分异构体有 种。
（2）乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，反应的化学方程式为 。
（3）已知甲烷、乙烯、氢气燃烧的热化学方程式分别如下：
①CH4(g) +2O2(g) ="==" CO2(g) +2H2O ( l ) ΔH=" -" 890.3 kJ·mol-1
②C2H4(g)+3O2(g) ="==" 2CO2(g) +2H2O ( l ) ΔH=" -" 1 306.4 kJ·mol-1
③2H2 (g)+O2 (g) ="==" 2H2O ( l ) ΔH=" -" 571.6 kJ·mol-1
则2CH4(g) ===C2H4(g) +2H2 (g) 的ΔH= 。
Ⅱ．甲烷的传统转化利用，第一步制取合成气(CO、H2)，第二步用合成气制取甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等。
（4）某温度下，将1mol CH4和1 mol H2O(g)充入容积为0.5 L的密闭容器中，发生如下反应：
CH4(g) +H2O(g)
CO(g) +3H2 (g) ΔH=" +206.4" kJ·mol-1
当反应达到平衡时，测得其平衡常数K=27。
①CH4的平衡转化率 = 。
②如果其它条件不变，升高温度，CH4的平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（5）在一定条件下，合成气发生如下两个主要反应：
CO(g)+2H2(g)="==" CH3OH(g) ΔH= -90.1kJ·mol-1
2CO(g)+4H2(g)="==" CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH= -204.7kJ·mol-1。
仅根据下图，选择该条件下制取甲醇的最佳温度为 。
(12分)X、W、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增大，Y原子的最外层电子数是X的2倍，X、W、Y在周期表中的相对位置如下图所示。
回答下列问题：
（1）Y元素在元素周期表中的位置是 。
（2）列举一个事实证明Y、Z两种元素的非金属性强弱(用化学方程式表示)： 。
（3）W的最高价氧化物与强碱溶液反应的离子方程式为 。
（4）X的最高价氧化物对应水化物 ( H3XO3 ) 是一元弱酸，在横线上填写合适的结构简式：
X (OH)3 + H2O
H++
（5）已知25℃：
写出Y的氢化物与钾盐KA溶液(A-表示酸根)反应的化学方程式： 。
（6）在烧碱溶液中，以W单质和NiO(OH)(氢氧化氧镍)为两极组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，写出其正极的电极反应式： 。
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