【化学——选修3：物质结构与性质】(15分)稀土元素是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素，以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17 种元素。稀土有“工业维生素”的美称，如今已成为极其重要的战略资源。
（1）钪(Sc)为21号元素，其基态原子M能层电子数为 。镝(Dy)的基态原子电子排布式为[Xe]4f106s2，一个基态镝原子所含的未成对电子数为 。
（2）稀土元素最常见的化合价为＋3价，但也有少数还有＋4价。请根据下表中的电离能数据判断表中最有可能有＋4价的元素是 。
几种稀土元素的电离能(单位：kJ·mol－1)
| 元素 |
I1 |
I2 |
I3 |
I1＋I2＋I3 |
I4 |
| Sc(钪) |
633 |
1235 |
2389 |
4257 |
7019 |
| Y(钇) |
616 |
1181 |
1980 |
3777 |
5963 |
| La(镧) |
538 |
1067 |
1850 |
3455 |
4819 |
| Ce(铈) |
527 |
1047 |
1949 |
3523 |
3547 |
（3）离子化合物 Na3[Sc(OH)6]中，存在的作用力除离子键外还有 。
（4）Sm(钐)的单质与1，2-二碘乙烷可发生如下反应：Sm＋ICH2CH2I→SmI2＋CH2=CH2。
ICH2CH2I中碳原子杂化轨道类型为 ，1 mol CH2=CH2中含有的σ键数目为 。常温下1，2-二碘乙烷为液体而乙烷为气体，其主要原因是 。
（5）PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似，晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点。则PrO2(二氧化镨)的晶胞中有 个氧原子。
（6）Ce(铈)单质为面心立方晶体，其胞参数为a=516pm。晶胞中Ce(铈)原子的配位数为 ，列式表示Ce(铈)单质的密度： g·cm－3(不必计算出结果)。
(12分)甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g )＋2H2 ( g ) 
CH3OH ( g ) 
H＝－90.8 kJ·mol－1，在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO 和20 mol H2，CO 的 平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示，当达到平衡状态B 时，容器的体积为4 L。
（1）该反应的化学平衡常数表达式为 。
（2）如反应开始时仍充入10 mol CO 和20 mol H2，则在平衡状态A时，容器的体积V(A)= L。
（3）关于反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)建立化学平衡状态时的标志是 (填字母)。
A．CO的含量保持不变
B．容器中CH3OH浓度与CO浓度相等
C．2V正(CH3OH)=V正(H2)
D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（4）已知CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) H=＋41.3 kJ·mol－1，试写出由CO2和H2制取甲醇的热化学方程式 。
（5）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2＋氧化成Co3＋，然后以Co3＋做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。
实验室用下图装置模拟上述过程：
①写出阳极的电极反应式______________ _。
②写出除去甲醇的离子方程式_______________ ___。
(14分)下表为元素周期表的一部分，请参照元素①－⑩在表中的位置，用化学用语回答下列问题：
（1）非金属性最强的是 (填元素符号)、化学性质最不活泼的是______(填元素符号)。
（2）由①、④、⑥、⑨中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式：____________________。
（3）②、③、⑨的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是_____________(填化学式)。
（4）表中能形成两性氢氧化物的元素是 (填元素符号)，分别写出该元素的氢氧化物与⑥、⑧最高价氧化物的水化物反应的离子方程式： ， 。
（5）请设计一个实验方案，比较④、⑧单质氧化性的强弱，并描述现象和结论： __
(12分)【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A小题评分。
A．[物质结构与性质]钛的化合物如TiSe2、Ti(NO3)4、TiCl4、酒石酸钛等均有着广泛用途。
（1）写出Se的基态原子的外围电子排布式 。
（2）酒石酸钛配合物广泛应用于药物合成。酒石酸（结构如图所示）
中羧基氧原子的轨道杂化类型分别是 ，1 mol酒石酸中π键的数目是 。
（3）TiCl4熔点是—25℃，沸点136.4℃，可溶于苯或CCl4，该晶体属于 晶体；NO3—离子的空间构型为 。
（4）主族元素A和钛同周期，具有相同的最外层电子数，元素B原子的p能级所含电子总数与s能级所含电子总数相等，且其形成的氢化物分子之间存在氢键。元素A、元素B和钛三者形成的晶体的晶胞如图所示，写出该晶体的化学式 （用元素符号表示）。
(14分)近几年来关于氮污染的治理倍受关注。
（1）三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，能同时实现汽车尾气中的CO、CxHy、NOx三种成分的净化，其催化剂表面物质转化的关系如图1所示，化合物X可借助傅里叶红外光谱图（如图2所示）确定。
①在图示的转化中，被还原的元素是 ，X的化学式为 。
②SCR技术可使NOx与NH3的直接反应，实现无害转化。当NO与NO2的物质的量之比为4:1时，写出发生反应的化学方程式： 。
（2）加入过量次氯酸钠可使废水中NH4+完全转化为N2，而本身被还原为NaCl。
①写出上述反应的离子方程式： 。
②若处理废水产生了0.448 L N2(标准状况)，则需消耗浓度为0.5 mol·L—1的次氯酸钠的体积为 mL。
（3）某工业废水中含有毒性较大的CN—，可用电解法将其转变为N2，装置如图所示。气体甲是 (写化学式)，电解池中生成N2的电极反应式为 。
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