铝及其化合物用途广泛，研究其性质具有重要意义。（1）铝离子的结构示意图为 。（2）美国普度...

铝及其化合物用途广泛，研究其性质具有重要意义。

（1）铝离子的结构示意图为　　　　　　　　　　 。

（2）美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺，过程如图1所示：

　　　　　　　　　　　　　　　 图1　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 图2

① 铝镓合金与水反应的化学方程式为______________________。

② 该工艺过程中，能量的转化形式分别有_______________（填“什么能转变为什么能”）。

③ 该工艺过程总反应的实质是_____________________。

（3）室温下，往0.2 mol/L Al2 ( SO4)3溶液中逐滴加入1.0 mol/L NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图2所示。解释c→d过程中pH增大且幅度较大的原因（请结合必要的化学用语）_____________________。

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最近，美国普度大学的研究人员开发出一种利用铝镓合金加水制造氢气的新工艺。这项技术具有广泛的能源潜在用途，包括为汽车提供原料、潜水艇提供燃料等。该技术通过向铝镓合金注水，铝生成氧化铝，同时生成氢气。合金中镓（Ga ：ⅢA）是关键成分，可阻止铝形成致密的氧化膜。则下列关于铝、镓的说法正确的是

A. 铝的金属性比镓强　　 B. 铝的熔点比镓低

C. 铝、镓合金与水反应后的物质可以回收利用冶炼铝　　 D. Ga(OH)3与Al(OH)3性质相似，一定能与NaOH溶液反应

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研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。

（1）①硫离子的结构示意图为　　　　　　　　　 。

②加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为　　　　　　　　　 　 。

（2）25℃，在0.10mol·L-1H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2-)关系如右图（忽略溶液体积的变化、H2S的挥发）。

①pH=13时，溶液中的c(H2S)+c(HS-)=　　 　　　 　 mol·L-1.

②某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+、0.10 mol·L-1H2S，当溶液pH=　　　　 时，Mn2+开始沉淀。[已知：Ksp(MnS)=2.8×10-13]

（3）25℃，两种酸的电离平衡常数如右表。

①HSO3-的电离平衡常数表达式K=　　　　　　　　　　　　　　 。

②0.10 mol·L-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　　 。

③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为　　　　　　　　　　　　 　　　 。

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（15分）研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。

（1）①硫离子的结构示意图为　　　　　　　　　 。

②加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为　 ______　 。

（2）25℃，在0.10mol·L-1H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2-)关系如图（忽略溶液体积的变化、H2S的挥发）。

①pH=13时，溶液中的c(H2S)+c(HS-)=　　　 mol·L-1.

②某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+、0.10 mol·L-1H2S，当溶液pH=　　 　 时，Mn2+开始沉淀。

[已知：Ksp(MnS)=2.8×10-13]

（3）25℃，两种酸的电离平衡常数如右表。

①HSO3-的电离平衡常数表达式K=　　　　 。

②0.10 mol·L-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为　　　 。

③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为　　　　 。

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研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。

（1）硫离子的结构示意图为______________ ,加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为___________________________________________________

（2）(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受热易分解，某兴趣小组拟探究其分解产物。

【查阅资料】(NH4)2SO4在260℃~400℃时分解产物不同。

【实验探究】该小组拟选用如图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)

实验1：连接装置A→B→C→D，检查气密性。按图示加入试剂(装置B盛0.5000mol／L盐酸70.00mL)通入N2排尽空气后，于260℃加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N2。品红溶液不褪色。取下装置B，加入指示利。用0．2000mol／L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25．00mL．经检验滴定后的溶液中无SO42-。

①仪器X的名称是________________

②装置B内溶液吸收气体的物质的量是_______mol。

实验2：连接装置A→D→B，检查气密性。按图示重新加入试剂；通入N2排尽空气后，于400℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物。停止加热，冷却。停止通入N2，观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO32-，无SO42-。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。

③检查装置D内溶液中有SO32-无SO42-的实验操作和现象是__________________________________

④装置B内溶液吸收的气体是__________________

⑤(NH4)2SO4在400℃分解的化学方程式是___________________________

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研究含碳化合物的结构与性质，对生产、科研等具有重要意义

(1)冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用，并且随着环的大小不同而与不同金属离子作用。

①Li+计与X的空腔大小相近，恰好能进入到X的环内，且Li+与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。

a.基态锂离子核外能量最高的电子所处能层符号为___________；

b.W中Li+与孤对电子之间的作用属于___________(选填字母标号)

A.离子键　　 B.共价键　　 C.配位键　　 D.氢键　　 E.以上都不是

②冠醚Y能与K+形成稳定结构，但不能与Li+计形成稳定结构。理由是___________。

③烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶人冠醚Z，氧化效果明显提升。

i.水分子中氧的杂化轨道的空间构型是___________，H－O键键角___________(填“＞”“＜”或“=”)109°28′

ii.已知：冠醚Z与KMnO4可以发生右图所示的变化。加入冠醚Z后，烯烃的氧化效果明显提升的原因是___________。

(2)甲烷是重要的清洁能源，其晶体结构如图所示，晶胞参数为anm。

①常温常压下不存在甲烷晶体。从微粒间相互作用的角度解释，其理由是___________；

②甲烷分子的配位数为___________；

③A分子中碳原子的坐标参数为(0，0，0)，则B分子的碳原子的坐标参数为___________。

④甲烷晶体的密度为___________(g·cm－3)。

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运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

I.氨为重要的化工原料，有广泛用途。

（1）合成氨中的氢气可由下列反应制取：

a. CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)　 ∆H1=+216.4kJ/mol

b. CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　　 ∆H2=-41.2kJ/mol

则反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)　 ∆H=___。

（2）起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。

①恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是___(填序号)

A. N2和H2的转化率相等　　　　　　　　 B. 反应体系密度保持不变

C. 保持不变　　　　　　　　　　 D. =2

②P1___P2 (填“>”“=”或“<”，下同)；反应的平衡常数：B点___D点。

③C点H2的转化率为__；

Ⅱ.用间接电化学法去除烟气中NO的原理如图所示。

（3）已知阴极室溶液呈酸性，则阴极的电极反应式为____。反应过程中通过质子膜的H+为2mol时，吸收塔中生成的气体在标准状况下的体积为____L。

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运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

I.氨为重要的化工原料，有广泛用途。

(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取：a. CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　 ∆H1=+216.4kJ/mol，b.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41.2kJ/mol，则反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)∆H= ____。

(2)起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。

①恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是_______(填序号)。

A．和的转化率相等　　　　　　　 B．反应体系密度保持不变

C．保持不变　　　　　　　　　 D．

②P1_____P2 (填“>”“=”或“不确定”)。

③C点的转化率为____；在A、B两点条件下，该反应从开始到平衡时生成氮气的平均速率：υ(A)__υ(B) (填“>”“=”或“不确定”)。

Ⅱ.用间接电化学法去除烟气中NO的原理如下图所示。已知阴极室溶液呈酸性，则阴极的电极反应式为____。反应过程中通过质子交换膜(ab)的为2mol时，吸收柱中生成的气体在标准状况下的体积为______L。

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