【化学——选修化学与技术】
明矾石经处理后得到明矾[ KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示：
焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO4)2·12H2O+3S＝2K2SO4 +2Al2O3+9SO2+48H2O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是 ；
（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 ；
（3）A12O3在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如图所示，该晶体中Al的配位数是 ；
（4）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新
型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程
式是 ；
（5）焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时：
2SO2(g) +O2(g)
2SO3(g) △H1= 一197 kJ/mol；
2H2O (g)＝2H2O(1) △H2＝一44 kJ/mol；
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)＝2H2SO4(l) △H3＝一545 kJ/mol。
则SO3 (g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 ；
（6）焙烧948吨明矾(M＝474 g/mol )，若SO2的利用率为96%，可生产质量分数为98％的硫
酸 吨。
X、Y、Z、M、W是原子序数依次增大的前四周期元素，X元素原子核外有三个能级，各能级电子数相等，Y的单质在空气中燃烧生成一种淡黄色的固体；Z元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2，M原子外围电子排布式为3dn4sn；W的内层电子已全充满，最外层只有2个电子。请回答：
（1）X元素在周期表中的位置是；
W2＋离子的外围电子排布式为。
（2）X 能与氢、氮、氧三种元素构成化合物 XO(NH2)2，其中X原子和N原子的杂化方式为分别为、，该化合物分子中的
键与
键的个数之比是；该物质易溶于水的主要原因是。
（3）已知Be和Al元素处于周期表中对角线位置，化学性质相似，请写出Y元素与Be的最高价氧化物的水化物相互反应的化学方程式
（4）M晶体的原子堆积方式为六方堆积（如图所示），则晶体中M原子配位数是。某M配合物化学式是[M(H2O)5Cl]Cl2·H2O，1 mol该配合物中含配位键的数目是。
（5）X 的某种晶体为层状结构，可与熔融金属钾作用。钾原子填充在各层之间，形成间隙化合物，其常见结构的平面投影如图①所示，则其化学式可表示为。
（6）Y离子和Z离子比较，半径较大的是＿＿＿（写离子符号），元素Y与元素Z形成的晶体的晶胞结构是如图②所示的正方体，设晶胞中最近的两个Z离子的距离为a cm ，该化合物的摩尔质量为bg/ mol ，则该晶胞密度的计算式为。(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数用NA表示)。
(14分)甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：
（i）制备合成气：CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)△H1＝＋206.0kJ/mol
（ii）合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2
请回答下列问题：
（1）制备合成气：将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应（i）；CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①已知100℃时达到平衡的时间为5min，则从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为：v(H2) ＝。
②图中p1p2（填“＜”、”“＞”或“＝”）。
③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2，发生反应如下：
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为。
（2）合成甲醇：在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下，向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g)，发生反应(ii)，反应过程中，CH3OH的物质的量（n）与时间（t）及温度的关系如图所示。
①应（ii）需在（填“高温”或“低温”）才能自发进行。
②据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量的CO2 有利于维持Cu2O的量不变，
原因是（用化学方程式表示）。
③在500℃恒压条件下，请在上图中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图。
（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g) 
，科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是。 (填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是。
（15 分）二甲醚是一种重要的化工原料，利用水煤气（CO、H2）合成二甲醚是工业上的常用方法，该方法由以下几步组成：
2H2(g) +CO(g) 
CH3OH(g) ΔH=" —90.0" kJ· mol-1 ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH="—24.5" kJ· mol-1 ②
CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) ΔH="—41.1" kJ· mol -1③
（1）反应①的 ΔS 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。在（填“较高”或“较低”）温度下该反应自发进行。
（2）在 250℃的恒容密闭容器中，下列事实可以作为反应③已达平衡的是_______（填选项字母）
| A．容器内气体密度保持不变 |
| B．CO 与 CO2的物质的量之比保持不变 |
| C．H2O 与 CO2的生成速率之比为 1∶1 |
| D．该反应的平衡常数保持不变 |
（3）已知一些共价键的键能如下：
运用反应①计算一氧化碳中碳氧共价键的键能kJ· mol-1。
（4）当合成气中 CO 与 H2的物质的量之比恒定时，温度、压强对 CO 转化率的影响如图 1 所示。图 1 中 A 点的 v(逆)B 点的 v(正)（填“＞”、“＜”或“＝”），说明理由。实际工业生产中该合成反应的条件为 500℃、4MPa 请回答采用 500℃的可能原因。
（5）一定温度下，密闭容器中发生反应③，水蒸气的转化率与 n（H2O）∕n（CO）的关系如图2所示。计算该温度下反应③的平衡常数 K=。
在图 2 中作出一氧化碳的转化率与 n（H2O）∕n（CO）的曲线。
［化学—选修2：化学与技术］化学镀是指使用合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原成金属而沉积在镀件表面上的一种镀覆工艺。化学镀广泛用作金属、塑料、玻璃、陶瓷等许多材料的装饰和防护。在ABS工程塑料表面进行化学镀镍的流程如下：
回答下列问题：
（1）化学镀与电镀比较，优点之一是_________。
（2）镀件表面用热碱液清洗的作用是_________，镀件表面粗化的目的是增强亲水性及_________。
（3）镀件浸入AgNO3溶液后，镀件表面吸附的SnCl2将AgNO3还原生成有催化活性的金属银，反应的化学方程式是_________。
（4）镀镍时，镀液中的Ni2+与H2PO2-在催化表面上反应沉积镍，同时生成中强酸H3PO3及与金属镍物质的量相等的氢气，该反应的离子方程式是_________。
（5）化学镀某种金属时，反应时间与镀层厚度的实验数据记录如下表所示：
由此推断，镀层厚度y与反应时间t的关系式为_________；欲使镀层厚度为6anm，需要的反应时间为_________。
（6）化学镀镍废液中含有Ni2+等污染物，需转化为沉淀除去。已知25℃，Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15。若加入碱后使废液的pH=10，则处理后的废液中镍元素的含量为_________mg·L-1。
硫酰氯（SO2Cl2）是重要的化学试剂，可由如下反应制取：SO2(g)+Cl2(g)
SO2Cl2(g)△H
针对该反应回答下列问题：
（1）已知：①SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g) 2SOCl2(g)△H1=-akJ/mol
②SO2Cl2(g)+SCl2(g) 2SOCl2(g)△H2=-bkJ/mol（a>b>0）
则△H=________kJ/mol（用a、b的代数式表示）
（2）为了提高该反应中Cl2的平衡转化率，下列措施合理的是________（填字母序号）。
| A．缩小容器体积 | B．使用催化剂 | C．增加SO2浓度 | D．升高温度 |
（3）若在绝热、恒容的密闭体系中，投入一定量SO2和Cl2，发生该反应，下列示意图能说明t1 时刻反应达到平衡状态的是（填字母序号）。（下图中υ正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量）
（4）若在催化剂作用下，将n molSO2与nmolCl2充入容积可变的密闭容器中，并始终保持温度为T，压强为P。起始时气体总体积为10L，t min时反应达到平衡状态，此时气体总体积为8L。
①在容积改变的条件下，反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示。则υ(SO2)= _________。
②此温度下，该反应的K=_________。
③相同条件下，若将0.5nmolSO2与0.5nmolCl2充入该容器，到达平衡状态时，混合物中SO2Cl2的物质的量是_________。
（5）该反应的产物SO2Cl2遇水发生剧烈水解生成两种强酸，写出其化学方程式_______________；已知
于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液时，最先产生的沉淀是______。