【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)。
W、X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期，且原子序数依次增大。W、Z同主族，可形成离子化合物ZW；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子；X的气态氢化物水溶液呈碱性
请回答下列问题：
(1)Y在元素周期表中的位置为_________，上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_____（写化学式），W、Y、Z、M形成的简单离子的半径大小顺序是___________________（用化学符号表示）。
(2) Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有_______(写单质的化学式)、_________（写出化合物的化学式）。
(3) Y与M的氢化物中，热稳定性更好的是____________（填化学式），原因是_____________________
(4) ZW的电子式为__________，ZW与水反应放出气体的化学方程式为__________________________。
(5)最近意大利罗马大学的Funvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的X4分子。X4分子结构如下图所示，已知断裂lmolX－X吸收167kJ热量，生成1mo1X2放出942kJ热量。根据以上信息和数据，下列说法正确的是____________。
A．X4沸点比P4(白磷)低，属于原子晶体
B．lmol X4气体转变为X2吸收882kJ热量
C．X4与X2互为同素异形体
(6)发射“神六”时用X2W4作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。已知声称1mol水蒸气时放热283.9KJ，写出X2W4 (g)和NO2(g)反应的热化学方程式______________________________________
同时，X2W4可作为新型燃料电池的燃料，在氧气中燃烧生成氮气和水，请利用X2W4、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池，写出该电池负极的电极反应式________________________，指出电解质溶液中OH-离子向________极移动。
（1）在一个恒温恒容的密闭容器中，可逆反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H<0达到平衡的标志是__________________________（填编号）
①反应速率v(N2)：v(H2)：v(NH3) =" 1" : 3 : 2 ②各组分的物质的量浓度不再改变
③体系的压强不再发生变化 ④混合气体的密度不变
⑤单位时间内生成n mol N2的同时，生成3n mol H2
⑥2V(N2正)＝ V(NH3逆)
⑦单位时间内3 mol H—H键断裂的同时2 mol N—H键也断裂
⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变
(2) 现有八种物质：①干冰；②金刚石；③四氯化碳；④晶体硅；⑤过氧化钠；⑥二氧化硅晶体；⑦溴化铵；⑧氖。请用编号填写下列空白：
A．属于原子晶体的是_____________ ，其中熔点最高的是____________
B．属于分子晶体的是_____________________，其中分子构型为直线型的是____________ ，其电子式为_________________
C．含有非极性键的离子化合物是_______________，其中阳离子个数与阴离子个数之比为_________
反应A(g)+B(g)
C(g) +D(g)过程中的能量变化如右图所示，则该反应是__________________反应（填“吸热”或“放热”）。若使用催化剂，反应的△H （填“增大”或“减小”或“不变”）。
在一定条件下的可逆反应，向容器中加入反应物。请回答：
（1）反应刚开始时：反应物浓度 （填“最大”或 “最小”。下同。），正反应
速率 。生成物浓度 ，逆反应速率 。
（2）反应进行中时：反应物浓度 （填“增大” 或“减少”或 “不变”，下同），
正反应速率 。生成物浓度 ，逆反应速率 。
（3）反应达到平衡后：反应物浓度 （填“改变”或“不变”，下同），生成物
浓度 。此时正反应速率与逆反应速率 （填“相等”或“不相等）。
电化学是研究电能与化学能相互转化的科学。请回答：
（1）原电池是将能转化为能的装置，一般较活泼的金属做 极，发生反应。电子流向极（填“正”或“负”）。
（2）分析右图，写出有关的电极反应式：
锌棒上的电极反应式为
碳棒上的电极反应式为