(16分)氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料，最高可稳定到2200°C，导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。工业用氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。现要通过实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。
（1）实验原理
①已知Al4C3与硫酸反应可生成CH4，则该反应的离子方程式是______________。
②AlN溶于强酸生成铵盐，溶于氢氧化钠溶液生成氨气，请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式___________。
（2）实验装置(如下图所示)
（3）实验过程
①连接实验装置，检验装置的气密性。称得D装置的质量为yg，滴定管的读数为amL。
②称取xgAlN样品置于锥形瓶中；塞好胶塞，关闭活塞K2、K3，打开活塞K1，通过分液漏斗加入过量____(填化学式)，与锥形瓶内物质充分反应。
③待反应进行完全后，关闭活塞K1，打开活塞K3，通过分液漏斗加入过量 _______(填化学式)，与锥形瓶内物质充分反应。
④打开K2，通过打气装置通入空气一段时间。
⑤记录滴定管的读数为bmL，称得D装置的质量为zg。
（4）数据处理与问答
①在上述装置中，设置活塞K2的目的是__________。
②若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积_________(填“偏大”，“偏小”或“无影响”)。
③Al4C3的质量分数为 ____，AlN的质量分数为_______。
已知A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，A的周期数等于其主族序数，B原子的价电子排布为nsnnpn，D是地壳中含量最多的元素。E是第四周期的p区元素且最外层只有2对成对电子，F元素的基态原子第四能层只有一个电子，其它能层均已充满电子。
（1）基态E原子的价电子排布图 。
（2）B、C、D三元素第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示).
（3）BD
中心原子杂化轨道的类型为 杂化；CA4+的空间构型为 (用文字描述)。
（4）1mol B一中含有
键的数目为 NA。
（5）D、E元素最简单氢化物的稳定性 > (填化学式)，理由是 .
（6）C、F两元素形成的某化合物的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式是 ，C原子的配位数是 。若相邻C原子和F原子间的距离为a cm，阿伏伽德罗常数为NA，则该晶体的密度为 g／cm3(用含a、NA的符号表示)。
水处理技术在生产、生活中应用广泛。
（1）根据水中Ca2+、：Mg2+的多少，把天然水分为硬水和软水，硬水必须经过软化才能使用。
①硬水软化的方法通常有 、 和离子交换法。离子交换树脂使用了一段时间后，逐渐由NaR型变为CaR2(或MgR2)型，而失去交换能力。把CaR2(或MgR2)型树脂置于 中浸泡一段时间，便可再生。
②当洗涤用水硬度较大时，洗衣粉与肥皂相比， 洗涤效果较好，原因是 。
（2）工业上常用绿矾做混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理的水pH调到9左右，再加入绿矾。请解释这一做法的原因： 。(用必要的离子方程式和文字描述)。
（3）最近我国某地苯胺大量泄漏于生活饮用水的河道中，当地采取的应急措施之一是向河水中撒入大量的活性炭，活性炭的作用是 。
“霾”是当今世界环境热点话题。目前宁夏境内空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气。NO和CO气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生如下反应：
2NO(g)+2CO(g) 
2CO2(g)+N2(g) △H=－a kJ·mo1－1(a>0)
（1）在一定温度下，将2．0mol NO、2．4mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：
①0～15minN2的平均速率v(N2)= ；NO的转化率为 。
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是 (选填序号)。
a．缩小容器体积 b．增加CO的量 c．降低温度 d．扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N2各0．4mol，化学平衡将 移动(选填“向左”、“向右”或“不”)，重新达到平衡后，该反应的化学平衡常数为 。
（2）己知：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=－bkJ·mol-1(b>0)
CO的燃烧热△H=－CkJ·mol-1(c>0)
则在消除汽车尾气中NO2的污染时，NO2与CO发生反应的热化学反应方程式为： 。
（3）工业废气中含有的NO2还可用电解法消除。制备方法之一是先将NO2转化为N2O4，然后采用电解法制备N2O5，装置如图所示。Pt乙为 极，电解池中生成N2O5的电极反应式是 。
【化学—选修3物质结构与性质】已知：碳、氮、氢、氧四种元素可形成多种化合物，且有非常重要的用途。
（1）C、N、H电负性的大小顺序为。
（2）甲烷与二氧化氮可发生如下反应：CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)+2H2O(g) ,若反应中有2mol C-H键断裂，则形成的π键共有mol。
（3）F2与NH3在一定条件下可形成NF3，NF3分子的空间构型为 形 。
（4）现已合成出一种硬度比金刚石还大的晶体氮化碳，其化学式为。其硬度比金刚石大的主要原因是。
（5）配合物Y的结构如图所示，Y中含有（填序号）。
A.非极性共价键
B.配位键
C.极性键
D.氢键
E.金属键
Y中碳原子的杂化方式有。
写出镍（Ni）原子的价电子排布式 。
（6）氨气与铁在一定条件下发生置换反应，一种产物的晶胞结构如下图所示，若该立方体晶胞的棱长为a pm，则该晶体的密度为 g/cm3（NA为阿佛加德罗常数的值）。
【化学—选修2化学与技术】煤是重要的能源，也是生产化工产品的重要原料。
（1）煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术。煤的液化技术又分为和。
（2）煤制油是一项新兴的、科技含量较高的煤化工技术，发展煤制油对我国而言具有重大意义。下列是煤制汽油和丙烯的主要工艺流程图。
①为了提高原料利用率，上述工艺中应控制合成气中V(CO)：V(H2)＝。
②采用MTG法生产的汽油中，均四甲苯(1,2,4,5-四甲基苯）质量分数约占4 %～7%，均四甲苯的结构简式为：。
（3）利用煤的气化技术可获得合成氨的原料氢气，在制取原料气的过程中常混有一些杂质，其中某些杂质会使催化剂，必须除去。
①写出除去H2S杂质的反应方程式。
②欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),已知850℃时该反应的平衡常数K=1,若要使CO的转化率超过90%,则起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于。
（4）煤做能源在燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如下图所示：
这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为，第二步反应的离子方程式为。