下表列出了前20号元素中的某些元素性质的有关数据：元素编号元-优题课

七铝十二钙（12 $C a O$ ·7 $A l_{2} O_{3}$ ）是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含 $C a C O_{3}$ 和 $M g C O_{3}$ ）和废 $A l$ 片制备七铝十二钙的工艺如下：

（1）煅粉主要含 $M g O$ 和，用适量的 $N H_{4} N O_{3}$ 溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若溶液I中 $c$ （ $M g^{2 +}$ ）小于5×10^-6 $m o l / L$ ,则溶液 $p H$ 大于（ $M g (O H)_{2}$ 的 $K_{s p}$ =5×10^-12）；该工艺中不能用 $(N H_{4})_{2} S O_{4}$ 代替 $N H_{4} N O_{3}$ ，原因是。
（2）滤液I中的阴离子有（忽略杂质成分的影响）；若滤液I中仅通入 $C O_{2}$ ，会生成，从而导致 $C a C O_{3}$ 产率降低。
（3）用 $N a O H$ 溶液可除去废 $A l$ 片表面的氧化膜，反应的离子方程式为。
（4）电解制备 $A l (O H)_{3}$ 时，电极分别为 $A l$ 片和石墨，电解总反应方程式为。
（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时 $A l C l_{4}^{-}$ 和 $A l_{2} C l_{7}^{-}$ 两种离子在 $A l$ 电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极 $A l$ 的电极反应式为。

用 $O_{2}$ 将 $H C l$ 转化为 $C l_{2}$ ，可提高效益，减少污染，
（1）传统上该转化通过如图所示的催化剂循环实现，

其中，反应①为： $2 H C l （ g) + C u O （ s ） ⇋ H_{2} O （ g ） + C u C l_{2} （ g ）$ △H₁反应②生成 $1 m o l C l_{2} （ g ）$ 的反应热为△H₂，则总反应的热化学方程式为（反应热用△H₁和△H₂表示）。

（2）新型 $R u O_{2}$ 催化剂对上述 $H C l$ 转化为 $C l_{2}$ 的总反应具有更好的催化活性，
①实验测得在一定压强下，总反应的 $H C l$ 平衡转化率随温度变化的a_HCl-T曲线如图，则总反应的△H0（填"＞"、"﹦"或"＜"）；A、B两点的平衡常数K（A）与K（B）中较大的是。

②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应a_HCl-T曲线的示意图，并简要说明理由。
③下列措施中有利于提高a_HCl的有。
A、增大n（ $H C l$ ）B、增大n（ $O_{2}$ ）
C、使用更好的催化剂 D、移去 $H_{2} O$

（3）一定条件下测得反应过程中n（Cl₂）的数据如下：

t（min）	0	2.0	4.0	6.0	8.0
n（Cl₂）/10^-3mol	0	1.8	3.7	5.4	7.2

计算2.0～6.0min内以 $H C l$ 的物质的量变化表示的反应速率（以mol·min^-1为单位，写出计算过程）。
（4） $C l_{2}$ 用途广泛，写出用 $C l_{2}$ 制备漂白粉的化学方程式。

"张-烯炔环异构反应"被《 $N a m e$ $R e a c t i o n s$ 》收录。该反应可高效构筑五元环化合物：

（ $R, R `, R ` `$ 表示氢、烷基或芳基）
合成五元环有机化合物 $J$ 的路线如下：

（1） $A$ 属于炔烃，其结构简式是。
（2） $B$ 由碳、氢、氧三种元素组成，相对分子质量是30。 $B$ 的结构简式是

（3） $C, D$ 含有与 $B$ 相同的官能团， $C$ 是芳香族化合物， $E$ 中含有的官能团是

（4） $F$ 与试剂 $a$ 反应生成 $G$ 的化学方程式是；试剂 $b$ 是。

（5） $M$ 和 $N$ 均为不饱和醇。 $M$ 的结构简式是

（6） $N$ 为顺式结构，写出 $N$ 和 $H$ 生成I（顺式结构）的化学方程式：。

科学家正在研究温室气体 $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 的转化和利用。
（1） $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 所含的三种元素电负性从小到大的顺序为。
（2）下列关于 $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 的说法正确的是(填序号)。
a．固态 $C O_{2}$ 属于分子晶体
b． $C H_{4}$ 分子中含有极性共价键，是极性分子
c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以 $C H_{4}$ 熔点低于 $C O_{2}$

d． $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 分子中碳原子的杂化类型分别是 $s p^{3}$ 和 $s p$

（3）在 $N i$ 基催化剂作用下， $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 反应可获得化工原料 $C O$ 和 $H_{2}$ .
①基态 $N i$ 原子的电子排布式为，该元素位于元素周期表的第族。
② $N i$ 能与 $C O$ 形成正四面体形的配合物 $N i (C O)_{4}$ ,1 $m o l N i (C O)_{4}$ 中含有 $m o l σ$ 键。
（4）一定条件下， $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 都能与 $H_{2} O$ 形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。 $C H_{4}$ 与 $H_{2} O$ 形成的水合物俗称"可燃冰"。

①"可燃冰"中分子间存在的2种作用力是。
②为开采深海海底的"可燃冰"，有科学家提出用 $C O_{2}$ 置换 $C H_{4}$ 的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 $n m$ ，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是。

$C, N, O, A l, S i, C u$ 是常见的六种元素。
（1） $S i$ 位于元素周期表第周期第族。
（2） $N$ 的基态原子核外电子排布式为； $C u$ 的基态原子最外层有个电子。
（3）用">"或"<"填空：

原子半径	电负性	熔点	沸点
$A l$ $S i$	$N$ $O$	金刚石晶体硅	_{$C H_{4}$ $S i H_{4}$}

（4）常温下，将除去表面氧化膜的 $A l$ 、 $C u$ 片插入浓 $H N O_{3}$ 中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（ $I$ ）随时间（ $t$ ）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

0- $t_{1}$ 时，原电池的负极是 $A l$ 片，此时，正极的电极反应式是,溶液中的 $H^{+}$ 向极移动， $t_{1}$ 时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是。

元素编号元素性质	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧	⑨	⑩
原子半径（10^－10m）	1.52	2.27	0.74	1.43	0.77	1.10	0.99	1.86	0.75	0.71
最高价态	+1	＋1	/	＋3	＋4	＋5	＋7	＋1	＋5	/
最低价态	/	/	－2	/	－4	－3	－1	/	－3	－1