（12分）本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。

A．《物质结构与性质》2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。目前市售LED品片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、InGaN（氮化铟镓）为主。砷化镓的品胞结构如图10。试回答：

图10

（1）镓的基态原子的电子排布式是              。

（2）砷化镓品胞中所包含的砷原子（白色球）个数为           ，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为               。

（3）下列说法正确的是             （填字母）。

A．砷化镓品胞结构与NaCl相同

B．第一电离能：As>Ga 

C．电负性：As>Ga

D．砷化镓晶体中含有配位键

E．GaP与GaAs互为等电子体

（4）N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是              。

（5）砷化镓可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃时制得。（CH₃）₃Ga中镓原子的杂化方式

为                。

B．《实验化学》某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。

⑴提出假设 

①该反应的气体产物是CO₂。

②该反应的气体产物是CO。

③该反应的气体产物是          。

⑵设计方案  如图11所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

图11

⑶查阅资料

氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO₂）饱和溶液混合加热反应制得氮气。

请写出该反应的离子方程式：                          。

⑷实验步骤

①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；

②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；

③停止通入N₂后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；

④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；

⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。

步骤②、④中都分别通入N₂，其作用分别为              。

⑸数据处理

试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式                。 ⑹实验优化  学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。

①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba(OH)₂溶液，其理由是                    。

②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案：                              。

（15分）.I下表是部分短周期元素的原子半径及主要化合价：

试用元素符号、化学式回答下列问题：

　（1）七种元素中原子半径最大的元素在周期表中位置是                   。

M在Z的最高价氧化物中燃烧的化学方程式               。

  （2）X可与R按1︰1的原子个数比形成化合物甲，甲中存在的化学键有        ；

X可与W组成含18电子的化合物乙，则乙的电子式为                 。

（3）上述元素组成的物质D、E在体积不变的密闭容器中发生可逆反应：2E(g)+D(g)2G(g)根据下表中的数据判断下列图像错误的是           。

II下图为有机物CH₃OH新型燃料电池，其中CH₃OH由   极（填a或b）通入，写出下列条件下负极电极反应方程式。

（1）若M为氢氧化钾溶液，                   

（2）若M为熔融的碳酸钾                         

（3）若M为传递O^2-的固体电解质                 

III一定量的浓硝酸与足量的铁铜合金反应，硝酸被还原

为NO 、 NO_{2 、} N₂O₄,其标准状况下的体积均为112mL ,若向所得溶液中加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液        mL恰好能使溶液中的金属离子沉淀完全。

（15分）.I下表是部分短周期元素的原子半径及主要化合价：

试用元素符号、化学式回答下列问题：

　（1）七种元素中原子半径最大的元素在周期表中位置是                   。

M在Z的最高价氧化物中燃烧的化学方程式                。

  （2）X可与R按1︰1的原子个数比形成化合物甲，甲中存在的化学键有        ；

X可与W组成含18电子的化合物乙，则乙的电子式为                 。

（3）上述元素组成的物质D、E在体积不变的密闭容器中发生可逆反应：2E(g)+D(g)2G(g)根据下表中的数据判断下列图像错误的是            。

II下图为有机物CH₃OH新型燃料电池，其中CH₃OH由    极（填a或b）通入，写出下列条件下负极电极反应方程式。

（1）若M为氢氧化钾溶液，                   

（2）若M为熔融的碳酸钾                         

（3）若M为传递O^2-的固体电解质                 

III一定量的浓硝酸与足量的铁铜合金反应，硝酸被还原

为NO 、 NO_{2 、} N₂O₄ ,其标准状况下的体积均为112mL ,若向所得溶液中加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液        mL恰好能使溶液中的金属离子沉淀完全。

（12分）A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素，其原子序数依次增大。A的原子中没有成对电子；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D及其同主族元素的氢化物沸点变化趋势如图；F是地壳中含量最高的金属元素；G与F同主族。请回答下列问题：

（1）写出F元素基态原子的核外电子排布式              ；

（2）B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序是                （用元素符号表示）；

（3）下列有关上述元素的说法，正确的是           （填序号）；

①CA₃沸点高于BA₄，主要是因为前者相对分子质量较大

②Ni(BD)₄常温下为液态，易溶于CCl₄、苯等有机溶剂，因此固态Ni(BD)₄属于离子晶体

③C的氢化物的中心原子采取sp²杂化

④F单质的熔点高于E单质，是因为F单质的金属键较强

⑤比G的原子序数少1的元素第一电离能高于G

（4）CA₃分子的空间构型为            ，1 mol B₂A₄分子中含有         molσ键；

（5）ED是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。ED的熔点比NaCl高，其原因是                                           。

说明：O摄氏度=273K

【解析】原子中没有成对电子只有氢元素，即A是H。基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，说明这三种轨道分别是1s、2s和2p，又因为每种轨道中的电子总数相同，所以B是C。根据氢化物沸点变化趋势如图可判断，氢化物形成的晶体是分子晶体，但D的最高，沸点是100℃，说明氢化物中含有氢键，且D位于第二周期，故D是O。地壳中含量最高的金属元素是Al，即F是Al。G与F同主族，G的原子序数最大，则G是Ga。由于A、B、C、D、E、F、G的原子序数依次增大，所以C是N。

（1）Al的原子序数是13，所以基态原子的核外电子排布式1S²2S²2P⁶3S²3P¹。

（2）电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引了的大小，非金属性越强，电负性越大。C、N、O均属于同一周期元素，原子序数逐渐增大，所以非金属性逐渐增强，即电负性大小顺序为O > N > C

（3）氨气中含有氢键所以其沸点高于甲烷的，①不正确。CCl₄、苯等有机溶剂均属于非极性分子，根据相似相溶原理可判断Ni(CO)₄应为分子晶体，②不正确。氨气分子中的中心原子有4对电子对，其中有1对孤电子对，所以空间构型是三角锥形，采用sp³杂化，③不正确。镁合铝是金属，形成的是金属晶体，金属原子半径越小，金属离子的电荷数越多，金属键越强，所以④正确。比G的原子序数少1的元素是锌，由于锌的核外电子均是全充满，稳定，所以其第一电离能要大于Ga，⑤正确。

（4）在CH₂＝CH₂中含有4个C－H单键和1个碳碳双键，而双键又是又1个σ键和1个键构成的，所以1mol乙烯中含有5molσ键。

（5）氧化镁和氯化钠均属于离子晶体，形成离子晶体的离子键越强，熔点越高。形成离子键的离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子键越强，镁离子半径小于钠离子半径氧离子半径小于氯离子半径，所以氧化镁的熔点高于氯化钠的。