[化学—选修3物质结构与性质] T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如下表。
| 元素 |
相关信息 |
| T |
T元素可形成自然界硬度最大的单质 |
| W |
W与T同周期，核外有一个未成对电子 |
| X |
X原子的第一电离能至第四电离能分别是：I1=578kJ/mol，I2=1817kJ/mol，I3=2745kJ/molkJ/mol，I4=11575kJ/mol |
| Y |
常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质 |
| Z |
Z的一种同位素的质量数为63，中子数为34 |
（1）TY2是一种常用的溶剂，是 （填极性分子或非极性分子），分子中存在 个σ 键。W的最简单氢化物容易液化，理由是 。
（2）在25℃、101kpa下，已知13.5g的X固体单质在O2气体中完全燃烧后恢复至原状态，放热419kJ，该反应的热化学方程式为 。
（3）基态Y原子中，电子占据的最高能层符号 ，该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 。Y、氧、W元素的第一电离能由大到小顺序为 （用元素符号作答）。
（4）已知Z的晶胞结构如图所示，又知Z的密度为9．00 g/cm3，则晶胞边长为 ；ZYO4常作电镀液，其中YO42－的空间构型是 ，其中Y原子的杂化轨道类型是 。元素Z与人体分泌物中的盐酸以及空气反应可生成超氧酸：Z＋HCl＋O2＝ZCl＋HO2，HO2 （超氧酸）不仅是一种弱酸而且也是一种自由基，具有极高的活性。下列说法或表示正确的是
A．O2是氧化剂
B．HO2 是氧化产物
C．HO2在碱中能稳定存在
D．1 mol Z参加反应有1 mol电子发生转移
铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：
②以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：
回答下列问题：
（1）写出反应1的化学方程式 ；
（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是 ，反应2的离子方程式为 ；
（3）E可作为建筑材料，化合物C是 ，写出由D制备冰晶石的化学方程式 ；
（4）电解制铝的化学方程式是 ，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是 。
利用废的生铁丝（表面有铁锈）、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下图：
试回答下列问题：
(1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理，其目的是__________________，可能发生反应的离子方程式有Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、_____________________、__________________。
(2)废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧，检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物。原因是：
①灼烧不充分Cu未被完全氧化。
②CuO未被还原。还原剂是_______________。
(3)为了使灼烧后的混合物充分酸溶，在加入稀H2SO4的同时，也加入适量的H2O2溶液，并控温在50～60℃，持续反应1h。请回答下列问题：
①反应时温度必须控制在50～60℃，温度不宜过高，这样操作的目的_____；
②写出反应的化学方程式：_____________、________________________________。
(4)由硫酸铜溶液得到硫酸铜晶体的实验操作为________________________。
(5)直接向灼烧后的混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶，也可达到充分酸溶的目的，但实际操作中较少使用，原因可能是_________________。
研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
（1）I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化，常用于定量测定CO的含量。已知：
2I2(s)+5O2(g)＝2I2O5(s) △H＝－75.56 kJ·mol－1
2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) △H＝－566.0 kJ·mol－1
写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式： 。
（2）一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体：NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1molSO2的同时生成1molNO
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6，则平衡常数K＝ 。
（3）从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。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取五份等体体积CO2和H2的的混合气体 （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的关系曲线如图所示，则上述CO2转化为甲醇反应的△H3 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1molCO2和3molH2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下左图所示。若在上述平衡体系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸气（保持温度不变），则此平衡将 移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）。
③直接甲醇燃料电池结构如上右图所示。其工作时负极电极反应式可表示为 。
向2L密闭容器中加入一定量的A、B、C三种气体，一定条件下发生反应，各物质的物质的量随时间变化如图甲所示[t0～15 s阶段n(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段所改变的外界条件均不同。已知t3～t4阶段为使用催化剂。观察下图，回答以下问题：
(1)甲图中从反应至达到平衡状态，生成物C的平均反应速率为____________________。
(2)图乙中t2时引起平衡移动的条件是______，t5时引起平衡移动的条件是_______。（填序号）
A．升高温度 B．增大反应物浓度 C．使用催化剂 D．减少体系压强
(3)图乙中表示平衡混合物中，在这四个阶段中C的物质的量最高的一段时间是______。(填序号)： A．15s-t2时段 B．t3-t4时段 C．t4-t5时段 D．t6以后
(4)该反应的化学方程式可以表示为：_______________________________________________________，
正反应为______________(填“放热”或“吸热”)反应。
(5)反应开始时加入的B的物质的量为________________。
工业上合成氨的热反应方程式如下：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H＝－92 kJ/mol
（1）若已知破坏1mol
键、H—H键键分别需吸收的能量为946 kJ、436 kJ，则断开1molN—H需吸收的能量为 kJ。
（2）在恒温恒压的条件下，将2mol N2和6molH2通入一容积可变的容器中反应，达到平衡后气体的体积为反应前的75%，则该过程释放的能量为 kJ，氮气的转化率为 ，平衡后氨气占混合气体的体积分数为 。
（3）若将1mol N2和1molH2通入两个相同体积的密闭容器甲和乙中，甲容器保持温度和体积不变，乙容器保持温度和压强不变，经过一段时间后，两容器均达到平衡状态。
①建立平衡所需的时间：甲 乙（填“＞”,“＜”或“＝”）
②达到平衡后氨气的体积分数：甲 乙（填“＞”,“＜”或“＝”）
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