钕铁硼磁铁是目前为止具有最强磁力的永久磁铁。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、纯铁、...

钕铁硼磁铁是目前为止具有最强磁力的永久磁铁。预计在未来20年里，不可能有替代钕铁硼磁铁的磁性材料岀现。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、纯铁、铝、硼以及其他稀土原料。

(1)钕(Nd)为60号元素，在周期表中第_________周期；基态铁原子的外围电子轨道表示式为__________________。

(2)实验测得AlCl3的实际存在形式为Al2Cl6，其分子的球棍模型如图所示。

①已知Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则Al2Cl6属于_________分子(填“极性”或“非极性”)，分子中A1原采取__________________杂化。

②Al2Cl6与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，[A1(OH)4]－中存在的化学键有_________(填选项字母)。

A.离子键　　 B.共价键　　 C.金属键　　 D.配位键　　 E.氢键

(3)B元素及与其同周期相邻的两种元素第一电离能由小到大的顺序为__________________(用元素符号表示)。

(4)因材料中含有大量的钕和铁，容易锈蚀是它的一大弱点。可电镀镍(Ni)、锌(Zn)等进行表面涂层处理。已知Ni可以形成[Ni(NH3)6]Cl2，该配合物中配体分子的空间构型为__________________。

(5)已知立方BN晶体硬而脆，其原因是___________________________；其晶胞结构如图所示，N原子填充在B原子构成的正四面体空隙中，则晶胞中正四面体的空隙填充率为__________________，设晶胞中最近的B、N原子之间的距离为anm，晶体的密度为bg·cm－3，则阿伏加德罗常数为_________mol－1(列式即可，用含a、b的代数式表示)

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钕铁硼磁铁是目前为止具有最强磁力的永久磁铁。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、纯铁、铝、硼以及其他稀土原料。

（1）写出三价铁离子的外围电子排布图：___，在短周期元素中，与Al的化学性质最相似的元素符号是：___。

（2）实验测得AlCl3的蒸气以二聚分子Al2Cl6的形式存在，已知Al2Cl6分子中Al与Cl交替排列，为非极性分子，Al与Cl均满足8电子稳定结构，则Al2Cl6分子中Al原子采取___杂化，Al2Cl6分子的结构式为：___。

（3）硼（B）元素及与其同周期相邻的两种元素第一电离能由小到大的顺序为：___(用元素符号表示)。

（4）已知AlCl3的熔点为194℃，易升华，AlF3的熔点为1040℃，其原因为：___。

（5）已知立方氮化硼（BN）其晶胞结构类似于金刚石（如图所示），则N的配位数是___，与N原子距离最近的B原子构成的立体构型是___。

若图中b号原子的坐标为（，，0）写出a原子的坐标___，设晶胞中B、N原子半径分别为pnm、qnm，晶胞边长为rnm，则以a原子为中心形成的最小立方体的空间利用率为___（写代数式即可，不必化简）；设晶胞中最近的B、N原子之间的距离为a nm，晶体的密度为bg·cm－3，则阿伏加德罗常数为___mol－1(用含a、b的代数式表示)。

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钕铁硼磁铁是最常使用的稀土磁铁，被广泛应用于电子产品中。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、纯铁、铝、硼以及其他物质。请回答下列问题：

(1)钕(Nd)为60号元素，在元素周期表中位于第____周期；基态Fe2＋外围电子的轨道表达式为_____________。

(2)实验测得AlCl3的实际存在形式为Al2Cl6，其分子的球棍模型如图所示。

①该分子中Al原子采取______杂化。

②Al2Cl6与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，[Al(OH)4]－中存在的化学键有____（填标号）。

A．离子键　　B．极性共价键　　C．金属键　　D．非极性共价键　　E．氢键

(3)FeO是离子晶体，其晶格能可通过如下的Born﹣Haber循环计算得到。

基态Fe原子的第一电离能为___kJ·mol-1，FeO的晶格能为___kJ·mol-1。

(4)因材料中含有大量的钕和铁，容易锈蚀是钕铁硼磁铁的一大弱点，可通过电镀镍(Ni)等进行表面涂层处理。已知Ni可以形成化合物四羰基镍［Ni(CO)4］，其为无色易挥发剧毒液体，熔点为－25 ℃，沸点为43 ℃，不溶于水，易溶于乙醇、苯、四氯化碳等有机溶剂，四羰基镍的晶体类型是_______，写出与配体互为等电子体的分子和离子的化学式为_____、_____（各写一种）。

(5)已知立方BN晶体硬度很大，其原因是________；其晶胞结构如图所示，设晶胞中最近的B、N原子之间的距离为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为_____g·cm-3（列式即可，用含a、NA的代数式表示）。

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二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，在未来可能替代汽车燃油、石油液化气、城市煤气等，市场前景极为广阔。它清洁、高效，具有优良的环保性能。

工业上制二甲醚是在一定温度(230～280 ℃)、压强(2.0～10.0 MPa)和催化剂作用下进行的，反应器中发生了下列反应。

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　 ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1　①

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　 ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1　②

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　　 ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1　③

(1)反应器中的总反应可表示为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，则该反应的ΔH＝__________，平衡常数表达式为____________________，在恒温、可变容积的密闭容器中进行上述反应，增大压强，二甲醚的产率会________(填升高、降低或不变)。

(2)二氧化碳是一种重要的温室气体，减少二氧化碳的排放是解决温室效应的有效途径。目前，由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大进展，其化学反应方程式为2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＞0。

该反应在恒温、体积恒定的密闭容器中进行，下列不能作为该反应已达到化学平衡状态的判断依据的是________。

A．容器内混合气体的密度不变

B．容器内混合气体的压强保持不变

C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变

D．单位时间内消耗2 mol CO2的同时消耗1 mol二甲醚

(3)二甲醚气体的燃烧热为1 455 kJ·mol－1，工业上用合成气(CO、H2)直接或间接合成二甲醚。下列有关叙述正确的是________。

A．二甲醚分子中含共价键

B．二甲醚作为汽车燃料不会产生污染物

C．二甲醚与乙醇互为同系物

D．表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为CH3OCH3(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 455 kJ·mol－1

(4)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：正极为________(填“A电极”或“B电极”)，写出A电极的电极反应式：________________________________________。

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开发清洁能源是当今化工研究的一个热点问题。二甲醚（CH3OCH3）在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用，工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中（压力2.0～10.0Mpa，温度230～280℃）进行下列反应：

①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　 △H1=-99kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　 △H2=-23.5kJ·mol-1

③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　　 △H3=-41.2kJ·mol-1

（1）催化反应室中的总反应3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，计算△H=___。反应原料来自煤的气化。已知该反应的平衡常数表达式为K=，每生成1molH2需要吸收131.3kJ的热量。写出该反应的热化学方程式___。

（2）在该条件下，若反应①的起始浓度分别为：c(CO)=0.6mol·L-1，c(H2)=1.4mol·L-1，8min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8min内H2的平均反应速率为___。

（3）在t℃时，反应②的平衡常数为400，此温度下，在1L的密闭容器中加入一定的甲醇，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：

此时刻v正___v逆（填“＞”“＜”或“＝”），平衡时c(CH3OCH3)的物质的量浓度是___。

（4）在（1）小题中催化反应室的总反应3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，CO的平衡转化率a(CO)与温度、压强的关系如图所示，图中X代表___（填“温度”或“压强”），且L1___L2（填“＞”“＜”或“＝”）

（5）在催化剂的作用下同时进行三个反应，发现随着起始投料比的改变，二甲醚和甲醇的产率（产物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率）呈现如图的变化趋势。试解释投料比大于1.0之后二甲醚产率和甲醇产率变化的原因：__。

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铁是目前世界上用量最大的金属材料，有关铁及其化合物的说法不正确的是

A. 磁铁矿的成分是Fe3O4 B. Fe3＋遇KSCN溶液显红色

C. Fe可被冷的浓HNO3钝化 D. Fe2＋可被还原剂还原为Fe3+

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石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，有“新材料之王”美誉的石墨烯又被称为“黑金”，科学家预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。中科院研究人员开发研制的一种石墨烯锂硫电池具有理论能量密度高 (2600 Wh/kg)，且单质硫价格低廉、环境友好等优点，其工作原理：2Li+S8＝Li2S8如图所示，下列有关该电池说法正确的是 （　　 ）　　

A. B电极发生还原反应

B. A电极上发生的一个电极反应为：2Li++S8+2e－＝Li2S8

C. 电池工作时，外电路中流过0.01mol电子，负极材料质量减重0.14g

D. 电子从B电极经过外电路流向A电极，再经过电解质流回B电极

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作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（AnD．re Geim）和克斯特亚·诺沃消洛夫（Konstantin　　　 Novoselov）从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯(如图)。

石墨　　　　　　　　　　 石墨稀

（1））石墨、金刚石、C60等互称为___________________；

（2）已知25℃,101KPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为

C(石墨) + O2(g) = CO2(g)；△H=－393.51kJ.mol-1

C(金刚石) + O2(g) = CO2(g)；△H=－395.41kJ.mol-1

C(金刚石)=C(石墨);△H =________kJ/mol

（3）石墨和金刚石相比，更稳定的是：________________；

（4）请用化学知识解释科学家为什么可以用特殊的胶带将石墨不断地粘撕得到石墨烯： _______________。

（5）12g石墨烯中含有___________NA个如图所示的六元环。

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某学习小组在研究CH4还原Fe2O3的实验中，发现生成的黑色粉末能被磁铁吸引。查阅资料得知：在温度不同、受热不均时会生成具有磁性的Fe3O4。为进一步探究黑色粉末的组成及含量，他们进行如下实验。

（1）往黑色粉末中滴加盐酸，观察到有气泡产生，则黑色粉末中一定有___________；

（2）用以下装置可以说明产物有Fe3O4存在：检查装置的气密性，往装置中添加相应的药品，接下来的一步操作为_______________________________。

（3）为进一步证明黑色粉末是否含Fe3O4，某同学设计实验方案如下：取少量黑色粉末于试管，加足量盐酸，充分振荡使黑色粉末完全溶解，滴入KSCN溶液，观察现象。请分析此方案是否可行，并解释原因。______________________________________。

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化学与生活、科技、医药、工业生产均密切相关，下列有关叙述正确的是

A.FeO是一种具有磁性的黑色晶体，可作录音磁带的原材料

B.我国预计在2020年发射首颗火星探测器，其重要部件太阳能电池帆板的材料是SiO2

C.聚丙烯酸钠可作“尿不湿”的原料

D.PE(聚乙烯）材料因其无毒且易降解，广泛用于食品包装

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