【化学——选修3：物质结构与性质】
石墨烯[如图(a)所示]是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯[如图(b)所示。
（1）基态碳原子的核外电子有_________种运动状态。
（2）图(a)中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。
（3）图(b)中，1号C的杂化方式是________，该C与相邻C形成的键角________(填“>”“<”或“＝”)图(a)中1号C与相邻C形成的键角。
（4）若将图(b)所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有________(填元素符号)。
（5）石墨烯可转化为富勒烯分子(C60)，C60属于________晶体，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，
M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。
以下是依据一定的分类标准，对某些物质与水反应情况进行分类的分类图。请根据你所学的知识，按要求填空：
（1）上述第一级分类标准（分成A、B组的依据）是。
（2）F组中物质除了Cl2外还有（填化学式）
（3）D组中的氨水呈弱碱性，用电离方程式表示呈弱碱性的原因：。
（4）由Al3+制备Al（OH）3，最好不选择D组中的NaOH溶液，说明理由：。
9.5gMgCl2固体溶于水配成500mL溶液，其浓度为mol·L-1，从中取出100mL溶液，其中Cl－的浓度为mol·L-1；
再把取出的溶液加水稀释成500mL，则此时MgCl2溶液的浓度为mol·L-1。
(10分)甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：
CH3OH(g)＋H2O(g) 
CO2(g)＋3H2(g) ΔH＞0。
（1）在一定条件下，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g)，20 s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，则用甲醇表示的该反应的速率为________。
（2）判断（1）中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)________。
①v正(CH3OH)＝v正(CO2)
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
（3）下图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g),向B容器中充入1.2 mol CH3OH(g)和2.4 mol H2O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为a L。试回答：
①反应达到平衡时容器B的体积为1.5a L，容器B中CH3OH的转化率为________，A、B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为B________A(填“＞”“＜”或“＝”)。
②若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为________L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。
(12分)常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：
| 实验 编号 |
HA物质的量 浓度(mol·L－1) |
NaOH物质的量 浓度(mol·L－1) |
混合溶 液的pH |
| ① |
0.1 |
0.1 |
pH＝9 |
| ② |
c |
0.2 |
pH＝7 |
| ③ |
0.2 |
0.1 |
pH<7 |
请回答：
（1）从①组实验分析，HA是________(填“强酸”或“弱酸”)。
（2）②组实验表明，c________0.2(填“大于”、“小于”或“等于”)。混合液中离子浓度c(A－)与c(Na＋)的大小关系是__________________。
（3）从③组实验结果分析，说明HA的电离程度______(填“大于”、“小于”或“等于”)NaA的水解程度，该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______________________。
（4）①组实验所得的混合溶液中，下列算式的精确结果是：c(OH-)- c(HA)=_________mol/L
(8分)下图中是电解氯化钠溶液(含酚酞)的装置。有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。
（1）a电极的名称___________________________________________。
（2）电解过程中观察到的现象_________________________________。
（3）确定N出口的气体最简单的方法是_________________________。
（4）电解的总反应离子方程式为___________________________________。
（5）若将b电极换成铁作电极，写出在电解过程中U形管底部出现的现象___________________。