（6分）科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將成為20世紀(jì)獲得電力的重要途徑。因?yàn)槿剂想姵赜泻芏嗟膬?yōu)點(diǎn)。它的能量轉(zhuǎn)化率比火力發(fā)電高一倍多，環(huán)境污染少，節(jié)能。按燃料電池化學(xué)成分的不同，有氫、一氧化碳、聯(lián)氨、醇和烴等類型；按電解液的性質(zhì)不同，可分為堿性、酸性、熔鹽和固體電解質(zhì)、高聚物電解質(zhì)、離子交換膜等類型。

以滲透于多孔基質(zhì)惰性導(dǎo)電物材料為電極，用35%～50%KOH為電解液，天然氣和空氣為原料，構(gòu)成的電池為堿性燃料電池。請寫出：

陽極反應(yīng)：                         ；陰極反應(yīng)：                         ；

電池總反應(yīng)式：                                              。

用兩種或多種碳酸鹽的低熔點(diǎn)混合物為電解質(zhì)，例如Li₂CO₃ 52%、Na₂CO₃ 48%，采用吸滲錦粉作陰極，多孔性氧化鎂作陽極，以含一氧化碳為主要成分的陽極燃料氣，混有CO₂的空氣為陰極燃?xì)�，�?50℃電池中發(fā)生電極反應(yīng)，這種電池在國外已經(jīng)問世。請寫出有關(guān)的反應(yīng)式。

陽極反應(yīng)：                         ；陰極反應(yīng)：                         ；

電池總反應(yīng)式：                                             。

（10分）今有一金屬鹵化物A，在水溶液中完全電離，生成一種陰離子和一種陽離子，個數(shù)比為4∶1。取4.004g　A溶于水，加入過量AgNO₃溶液，生成2.294g白色沉淀。經(jīng)測定，陽離子由X和Y兩種元素構(gòu)成，結(jié)構(gòu)呈正方體狀，十分對稱。任意兩個相離最遠(yuǎn)的X原子的連線為此離子的三重軸，任意兩個相離最遠(yuǎn)的Y原子的連線為此離子的四重軸（n重軸表示某物質(zhì)繞此軸旋轉(zhuǎn)360°/n的角度，不能察覺其是否旋轉(zhuǎn)過）。

6-1  寫出A的化學(xué)式　　　　　　　　（陰陽離子分開寫）

6-2  寫出X和Y的元素符號　　　　　、　　　　　

6-3  在右框中畫出A溶液中陽離子的結(jié)構(gòu)：

6-4  小明把一種常見含X的二元化合物的晶胞去掉所有的X原子，發(fā)現(xiàn)剩余部分與A溶液中陽離子的結(jié)構(gòu)竟十分相似。這種常見二元化合物是　　　　　。

6-5  你認(rèn)為A溶液中陽離子中，同種原子間存在著什么樣的作用力，并簡略說明你的依據(jù)：

（10分）疏水作用是決定生物分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的重要因素，特別是在蛋白質(zhì)的折疊，藥物分子與受體（蛋白質(zhì)、DNA等）的相互作用中扮演著重要的角色。非極性化合物例如苯、環(huán)己烷在水中的溶解度非常小，與水混合時會形成互不相溶的兩相，即非極性分子有離開水相進(jìn)入非極性相的趨勢，即所謂的疏水性（Hydrophobicity），非極性溶質(zhì)與水溶劑的相互作用則稱為疏水效應(yīng)。

5-1  有關(guān)相似相溶原則可以用熱力學(xué)自由能的降低來理解。（△G＜0；△G＝△H－T△S，式中ΔＨ是焓變，代表降低體系的能量因素；ΔＳ是體系熵增的因素。在常溫下（25° C），非極性溶質(zhì)溶于水焓的變化（△H）通常較小，有時甚至是負(fù)的，似乎是有利于溶解的；但實(shí)際上溶解度不大！請分析原因。

5-2  疏水基團(tuán)之間的相互作用通常被認(rèn)為是沒有方向性的，但是最近對劍橋晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫（CSD）和蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫（PDB）的研究發(fā)現(xiàn)，疏水作用是有方向傾向性的。請分析富電子的吲哚芳環(huán)與苯環(huán)、缺電子的惡唑環(huán)與苯環(huán)的可能接觸方式，畫出示意圖。

5-3  下面的研究有助于進(jìn)一步揭示疏水效應(yīng)和疏水作用的本質(zhì)。芳香化合物在水中的溶解度其實(shí)也不是很小，這取決于相互間的氫鍵作用，該氫鍵是因?yàn)槭裁炊�產(chǎn)生？_________；Na^＋，K^＋ 等陽離子能與有些芳香化合物很好的互溶取決于                。

（9分）化合物（A）是我國蟾蜍皮中的一種物質(zhì)，由（B）合成該化合物的路線如下：

BCDEFA

4-1       寫出C～F各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式；

4-2       寫出a、b的反應(yīng)條件或使用的無機(jī)試劑；

4-3       E→F中吡啶（）的作用是什么？

（9分）在真空下，在230℃時分解，CsB₃H₈可產(chǎn)生下列化學(xué)反應(yīng)：

□CsB₃H₈□Cs₂B₉H₉＋□Cs₂B₁₀H₁₀＋□Cs₂B₁₂H₁₂＋□CsBH₄＋□H₂

3-1       配平上述反應(yīng)。單線橋標(biāo)明電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。

3-2       不用硼氫化物的鈉鹽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原因是

3-3       B₉H₉^2－離子可通過B₁₀H₁₀^2－離子的熱分解得到。已知B₉H₉^2－為三角棱柱的三個面上帶三個“帽子”，而B₁₀H₁₀^2－的結(jié)構(gòu)為上下兩個四邊形在上下各帶一個“帽子”。兩種離子圍成的封閉多面體均只有三角形面。則B₉H₉^2－離子較B₁₀H₁₀^2－離子             （填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”）。

3-4       B₁₂H₁₂^2－是一個完整的封閉二十面體，可用NaBH₄與B₂H₆反應(yīng)制備其鈉鹽。已知產(chǎn)物中化合物只有一種。試寫出制備Na₂B₁₂H₁₂的化學(xué)反應(yīng)方程式。

（13分）光氣學(xué)名“碳酰氯”，化學(xué)式COCl₂，是窒息性毒劑之一。

2-1  光氣化學(xué)性質(zhì)活潑，具有酰鹵的典型反應(yīng)，易發(fā)生水解、氨解和醇解。

（1）光氣與足量乙醇反應(yīng)所得產(chǎn)物的化學(xué)名稱是             ；

（2）光氣與足量氨氣反應(yīng)的化學(xué)方程式                                        ；

（3）足量苯在AlCl₃催化劑作用下與光氣反應(yīng)所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式                ；

（4）光氣與苯胺分兩步反應(yīng)可得異氰酸苯酯，中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式是             ，異氰酸苯酯的結(jié)構(gòu)簡式是                                。

2-2  實(shí)驗(yàn)室可用四氯化碳和發(fā)煙硫酸（H₂SO₄?SO₃）反應(yīng)制備光氣，寫出化學(xué)方程式。

2-3  BTC是一種穩(wěn)定的白色結(jié)晶體，熔點(diǎn)為78～82℃，沸點(diǎn)為203～206℃。1mol BTC可在一定條件下分解產(chǎn)生3mol光氣，所以又被稱為“三光氣”。工業(yè)上可以利用碳酸二甲酯的氯代反應(yīng)制備BTC。BTC的反應(yīng)活性與光氣類似，可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羥胺等多種化合物反應(yīng)，因此低毒性的BTC在化學(xué)反應(yīng)中完全可替代劇毒（被禁用）的光氣合成相關(guān)的化工產(chǎn)品。

（1）BTC分子中所有氯原子都等價(jià)，試寫出結(jié)構(gòu)簡式

（2）除毒性外，BTC比光氣還有什么優(yōu)點(diǎn)？

2-4  2004年6月15日福建省物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所（簡稱物構(gòu)所）一下屬企業(yè)，因?qū)嶒?yàn)操作不當(dāng)造成有毒光氣泄漏。造成１人死亡，260多人送醫(yī)院救治。光氣遇熱按照下式分解：COCl₂(g)＝CO(g)＋Cl₂(g)，K_p＝4.44×10^－2（668K，K為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)），在密閉容器中，當(dāng)混合氣體總壓力為300kPa時，計(jì)算該混合氣體的平均分子量。

（12分）最近出版的“重大發(fā)現(xiàn)記實(shí)”中，Cute教授發(fā)表了關(guān)于外星文明遺跡的研究結(jié)果。他認(rèn)為外星人與人類非常相似，他們可能在億萬年前來過地球，留下了非常奇異的碑記。一些碑文已經(jīng)破譯被證明是外星人當(dāng)?shù)卮髮W(xué)的大學(xué)生所用的普通化學(xué)教科書的幾章。這些內(nèi)容的最初幾行就相當(dāng)今人，看上去象是那個奇妙的世界里的物質(zhì)定律，與我們的星球所遵循的規(guī)律不同。特別是原子結(jié)構(gòu)也用四個量子數(shù)來描述，只有一個重大的區(qū)別：

n＝1，2，3……

L＝0，1，2，3，…，(n－1)

M＝－2L，－(2L－1)，…，－1，0，＋1，…，＋(2L－1)，＋2L

M_S＝＋1/2，－1/2

Cute教授允諾要繼續(xù)發(fā)表相關(guān)研究，一旦他找到了財(cái)政支持，將繼續(xù)他的破譯工作并描述出X星球上的周期表和一些基礎(chǔ)化學(xué)內(nèi)容。然而以揭示的碑文內(nèi)容就足以預(yù)見一些重要事實(shí)。

1-1  試創(chuàng)造出X周期表的前兩個周期，為簡便起見，用我們的化學(xué)符號來表示與我們原子有相同電子的X原子；

1-2  猜測在那里可用作洗滌和飲用的X－水可能是什么？寫出全部可能，并說明理由。依據(jù)你所構(gòu)造的X周期表，寫出他的化學(xué)式。

1-3  寫出“甲烷（X的氫化物）在氧氣中燃燒”的反應(yīng)，這是給人類提供能量和熱源的主要過程；解釋你選擇X元素的原因？

（10分）1.287g碳酸晶體樣品A與過量的鹽酸反應(yīng)放出100.8mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。取另一種碳酸鈉晶體樣品B0.696g，用10mL的1mol/L H₂SO₄溶解，全部溶解后，逐滴滴入2mol/LNaOH溶液，至溶液呈中性時，用去NaOH溶液7mL。

通過計(jì)算確定：

8-1．碳酸鈉晶體A的化學(xué)式。

8-2．兩種碳酸鈉晶體樣品的組成是否相同？

（10分）碘酸鉀在酸性條件下是一種強(qiáng)氮化劑，與氫碘酸、二氧化硫等還原性物質(zhì)反應(yīng)時被還原為單質(zhì)碘。碘酸鉀在常溫下穩(wěn)定，但加熱至560℃開始分解。工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下圖所示。①中的反應(yīng)為：6I₂+11KC1O₃+3H₂O=6KH（IO₃）₂+5KC1+3C1₂

7-1．步驟②中，不能用HI的原因是：

7-2．有人認(rèn)為①中由不碘單質(zhì)制出了氯單質(zhì)，說明碘單質(zhì)的氧化性強(qiáng)于氯氣，你認(rèn)為是否正確？為什么？

7-3． 實(shí)驗(yàn)中涉及兩次過濾，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過濾時用到的玻璃儀器有：

7-4．步驟⑧用氫氧化鉀調(diào)節(jié)溶液有pH，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

7-5．碳酸鉀的溶解度如下：

步驟11得到碘酸鈉晶體，你的建議方法是：

（10分）A、B、C、D四種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。B、C、D同周期，C是本周期原子半徑最小的元素；A、C同主族，二者可形成兩種常見的化合物，其中一種是常見的嚴(yán)重的大氣污染物；B的最外層電子數(shù)比其最內(nèi)層電子數(shù)少1。試回答下列問題：

6-1．B和D形成的化合物是離子化合物，請畫出其電子式：（                 ）。

6-2．寫出D的元素符號及實(shí)驗(yàn)室制取D的單質(zhì)的化學(xué)方程式。

D的元素符號：

化學(xué)方程式：

6-3．D與碘可以相互化合生成“互化物”ID，其化學(xué)性質(zhì)跟D單質(zhì)相似。ID中I的化合價(jià)是多少？寫出ID與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。

化合價(jià)是：

化學(xué)方程式：

6-4．寫出化合物B₂A₂的兩種用途并說明理由？