1 . 碳是一种很常见的元素，它能形成多种物质。
(1)碳与铁可以形成合金。
①基态碳原子的价电子排布图(即价电子轨道表示式)为___________；基态铁原子核外共有___________种不同空间运动状态的电子。
②从结构角度分析，较稳定的原因是___________。
(2)碳与其他元素一起能形成多种酸或酸根。
①的空间构型是___________。
②类卤素分子中σ键与π键的数目比___________。对应的酸有两种，理论上硫氰酸()的沸点低于异硫氰酸()的沸点，其原因是___________。
(3)碳也可以形成多种有机化合物。
①有机物尿素。尿素中C、N、O第一电离能大小顺序为___________。
②吡咯()结构中N原子的杂化轨道类型为___________；分子中的大π键可以用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)，则吡咯中的大π键应表示为___________。
(4)碳还能形成多种同素异形体，如石墨、金刚石等。
①石墨具有平面层状结构，同一层中的原子构成许许多多的正六边形，它与熔融的K单质相互作用，形成某种青铜色的物质(其中的元素K用“●”表示)，原子分布如图甲所示，该物质的化学式为___________。

(图中的○表示碳形成的正四面体结构)
②2017年，中外科学家团队共同合成了碳的一种新型同素异形体：T-碳。T-碳的结构是将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代，可形成碳的一种新型三维立方晶体结构——T-碳(如图乙)。已知T-碳密度为，阿伏加德罗常数为，则T-碳的晶胞参数___________pm(写出表达式即可)。

5 . 碳及钾元素形成的单质及其化合物有重要的应用。回答下列问题：
(1)放射性同位素常用于测定古生物体的年龄，它可由中子轰击A原子制得：。则基态A原子的价电子排布式为_____；第四周期副族元素基态原子中，与A含有相同未成对电子数相同的元素有_____(填元素符号)。
(2)碳元素可与氮等其他元素形成许多胺类物质，其中烟碱和多巴胺的结构如下：
   
烟碱中N原子的杂化方式为_____；多巴胺的沸点比烟碱高，其原因为_____。
(3)可用于超微量Cu(Ⅱ)的测定。中阴离子空间构型是_____，与其互为等电子体的一种分子为_____。
(4)KCl可用作氮肥的生产，其晶体的晶格能可通过下图热化学循环计算得到。则K原子的第一电离能为_____，Cl—Cl键键能为_____。
   
(5)石墨层间插入碱金属K可形成一系列夹层化合物，其导电性和磁性发生很大的变化。某种夹层化合物的结构如下图所示，每隔两层插入一层钾原子，与钾层相邻的上下两层碳原子的排列方式相同。
   
图(b)中正六边形的顶点代表碳原子，黑点代表钾原子。
①距离钾原子最近的碳原子的个数为_____；该夹层化合物的化学式为_____。
②若钾层相邻两个K之间的最近距离为dpm，则石墨层中C—C键键长为_____pm。

8 . 以物质的量之比3：1的Fe和Al共熔后结晶得Fe₃Al晶体，晶胞结构如图一所示，该晶胞为立方晶胞，晶胞参数为a pm。血红素(如图二)是血红蛋白的活性部位，其中心元素是Fe( II)。二者是常见的含铁物质，请回答下列问题。

(1)Fe²⁺的价电子排布式为：_______。
(2)血红素分子中非金属元素电负性由大到小的顺序是_______ (用元素符号表示)；这些元素形成的简单氢化物中沸点由高到低的顺序是_______ (用化学式表示)；C、N、O三种元素形成一种阴离子CNO^-，其结构中有_______个σ键，_______ 个π键。
(3)有机分子中的闭环平面结构中，成环原子的π电子数等于4n+2(n=1，2，3)时，该环具有芳香性。n环为血红素中含N最小环，且为平面结构，则N杂化类型为_______ ；该环_______(填“有”、“无”)芳香性。
(4)Fe₃Al晶胞中，r_A1=b pm， r_Fe=c pm，则该晶胞的空间利用率为_______(以含π的代数式表示)。
(5)m原子的原子分数坐标为_______. ；晶胞内任意两个A1原子之间的距离为_______pm。
(6)Fe₃Al晶体的密度为_______ g·cm^-3。

9 . 硫酸亚铁铵是一种蓝绿色的复盐，俗名为摩尔盐，化学式为(NH₄)₂Fe(SO₄)₂•6H₂O。它在空气中稳定，是重要的化工原料，用途十分广泛。该物质隔绝空气加强热会发生分解，一种分解方式可表示为：(NH₄)₂Fe(SO₄)₂•6H₂O=2NH₃↑+FeO+2SO₃↑+7H₂O↑。请回答下列问题：
(1)基态铁原子的价电子排布式为___________，s电子的电子云形状为___________。
(2)摩尔盐中的组成元素N、O的电负性大小顺序是___________。
(3)SO₂、SO₃、SO是三种常见含硫微粒。
①SO微粒的立体构型为___________，SO₂中心原子的杂化方式为___________。
②固态SO₃能以无限长链形式存在，结构如图1所示。与硫原子形成化学键更长的是___________(填“桥氧”或“端基氧”)，理由是___________。

(4)噻吩( )、吡咯( )都可与Fe³⁺形成配位化合物。在水中的溶解度噻吩___________吡咯(填“＜”、“＞”或“=”)，理由是___________。
(5)氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似，如图2所示。

①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图2中原子1的坐标为(0，，)，则原子2的坐标为___________。
②Fe²⁺处于O^2﹣围成的___________空隙中。(填“正四面体”或“正八面体”)
③该晶体的密度为ρg•cm^﹣3，用N₀表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞边长为___________pm。

10 . 化学家可以通过“自组装”这一有效的工具，利用各种各样的建筑基元米构建复杂的纳米结构。可以预见的是，小型的金属簇能够作为很好的建筑模块用于复杂结构的大体积金属簇的组装。利用高电荷的白磷等电子体[Ge₄]^4-作为基本建筑单元，过渡金属阳离子Zn²⁺或Cd²⁺作为连接节点，成功制备了两个异金属超四面体团簇[M₆Ge₁₆]^4-(M=Zn²⁺/Cd^2-)。

(1)①基态Zn²⁺的价电子排布式为____，核外有____种不同运动状态的电子。
②金属Cd与Zn同族且相邻，则Cd在元素周期表中的位置是____，属____区元素。Zn和Cd中熔点更高的是____，原因是____。
(2)①[Ge₄]^4-中Ge采取____杂化，键角为____。
②Ge是第IVA族元素，能形成锗烷(Ge_nH_2n+2)，其结构类似于烷烃。甲锗烷(GeH₄)常温下是一种无色、剧毒、可自燃的气体，GeH₄和同主族原子序数比它小的元素的简单气态氢化物相比，沸点由高到低的顺序是_____。至今没有形成n>5的长链锗烷，请结合键能说明原因_____。

化学键	C—C	C—H	Ge—Ge	Ge—H
键能(kJ/mol)	346	411	188	288

(3)Ge是原子晶体，熔点2830℃，与金刚石一样呈现空间网状结构，晶胞如图，则晶体Ge的空间利用率为____。(请用含π代数式表示)