某化学小组以苯甲酸为原料，制取苯甲酸甲酯，已知有关物质的沸点如表：
| 物质 |
甲醇 |
苯甲酸 |
苯甲酸甲酯 |
| 沸点/℃ |
64.7 |
249 |
199.6 |
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入12.2 g苯甲酸和20 mL甲醇(密度约为0.79 g·cm-3)，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几块碎瓷片，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品。
⑴浓硫酸的作用是________________________________________ _________；
若反应产物水分子中有同位素18O，写出能表示反应前后18O位置的化学方程式
___________________________________________________。
⑵甲和乙两位同学分别设计了如图所示的两套实验室合成苯甲酸甲 酯的装置 (夹持仪器和加热仪器均已略去)。
根据有机物的沸点，最好采用______(填“甲”或“乙”)装置。
理由是______________________________________________。
⑶若要提高苯甲酸甲酯的产率，可采取的措施_
______ _。（任写一条）
Ⅱ.粗产品的精制
⑷苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制，请在流程图中方括号内填入操作方法的名称。
⑸通过计算，苯甲酸甲酯的产率为__________________________________。
【化学–选修3：物质结构与性质】
X、Y、Z、W四种元素原子序数依次增大且均小于36。 Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，Y基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子，X分别与Y、Z元素组合均可形成10电子微粒, W基态原子有10个价电子。回答下列问题（以下问题均以推知元素符号作答）：
（1）若 YX3与X2Z﹑YX2－与ZX－﹑Y3－与Z2－性质相似，请写出Mg(YX2)2在一定条件下分解的化学反应方程式
⑵已知0℃时X2Z的密度为a g/cm3，其晶胞中X2Z分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，相似的原因是 。两个X2Z分子间的最近距离为 pm(用a和NA表示)。 已知X2Y的升华热是51 kJ/mol，除氢键外，X2Z分子间还存在范德华力（11 kJ/mol），则X2Z晶体中氢键的“键能”是 kJ/mol。
⑶ WZ是一种功能材料，已被广泛用于电池电极、催化剂、半导体、玻璃染色剂等方面。工业上常以W(YZ3)2·6X2Z和尿素［CO(NH2)2］为原料制备。
①W2+的基态核外电子排布式为 ，其核外电子有 种运动状态。
②尿素分子中碳原子的杂化方式为 ，1 mol尿素分子中含有的σ键数为 。
③YZ3－的空间构型 。
④WZ晶体的结构与NaCl相同，但天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种WZ晶体中就存在如图所示的缺陷：一个W2+空缺，另有两个W2+被两个W3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中W和Z的比值却发生了变化。经测定某样品中W3+与W2+的离子数之比为6∶91。若该晶体的化学式为WxZ，则x= 。
【化学–选修2：化学与技术】
重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)，是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备红矾钠的流程如下：
（1）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2，则Fe(CrO2)2可写成 。
（2）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4，反应化学方程式如下：4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 = 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是 。（写一种即可）
（3）已知CrO42－在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：
2CrO42－+2H+= Cr2O72－+H2O； 3CrO42－+4H+= Cr3O102－+2H2O
① 往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是 。
② 混合溶液乙中溶质的化学式是 。
（4）在含Cr2O72－废水中存在着平衡：Cr2O72－+H2O
2CrO42－+2H+，请写出该平衡的平衡常数表达式K= ，若继续加水稀释，平衡将 移动(填“正向”、“逆向”“不”)。
（5）请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应：
□Cr2O72－+□S2－+□H2O ——□Cr(OH)3+□S2O32－+□OH－
【化学—选修3：物质结构和性质】
元素周期表是研究元素原子结构及性质的重要工具。现有X、Y和Z三种元素，其原子序数依次减小。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，X跟Y可形成化合物X2Y3。Z元素既可以形成正一价离子也可形成负一价离子。请回答下列问题：
（1）Y元素原子的价层电子的轨道表示式为______________，该元素的名称是_____；
（2）在X与Z形成的化合物XZ3中，X的杂化类型是 ，该化合物的空间构型为_____________；短周期元素形成的化合物中与XZ3互为等电子体的是 ；
（3）请写出X的两种含氧酸的化学式 、 ，其中酸性较强的是 。
（4）Q与Z同主族。Q单质的晶胞如下图所示，若设该晶胞的密度为ag/cm3，阿伏加德罗常数为NA，Q原子的摩尔质量为M，则表示Q原子半径的计算式为 。
硫及其化合物有广泛的应用，对SO2性质的研究是高中化学教学的一项重要内容。
（1）对比研究是一种重要的研究方法。若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3组，则第2组中物质M的化学式是 。
| 第1组 |
第2组 |
第3组 |
| S（单质） |
SO2、H2SO3、M、NaHSO3 |
SO3、H2SO4、、Na2SO4、NaHSO4 |
（2）某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO2的性质。
①在装置Ⅰ中发生SO2的催化氧化反应，其化学方程式是 。
②若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，（已知：SO3熔点 16.8℃； SO2沸点—10℃。）装置Ⅱ的作用是 ；装置Ⅲ中溶液逐渐褪色，生成Mn2+的同时pH降低，则该反应的离子方程式是 。
③若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，如果装置Ⅳ中有30mL 2.5mol/LNaOH溶液，反应后增重4.8g，则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是 。
CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，可以在一定条件下制备甲醇，二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气（主要成分为CH4）与水进行高温重整制备合成气。
（1） 已知：CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol，且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。
（2）在一定条件下，向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g)，测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示：
  时间/min物质 浓度 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
| CH4 |
0.2mol·L—1 |
0.13 mol·L—1 |
0.1 mol·L—1 |
0.1 mol·L—1 |
0.09 mol·L—1 |
| H2 |
0 mol·L—1 |
0.2 mol·L—1 |
0.3 mol·L—1 |
0.3 mol·L—1 |
0.33 mol·L—1 |
①3—4min之间，化学平衡向___ ____反应方向移动（填“正”或“逆”）。
②3min时改变的反应条件是____________________（只填一种条件的改变）
（3）已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系：p1_______p2
（4）以天然气（设杂质不参与反应）、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时，正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L，放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 ____。
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