铁、碳可形成许多结构和性质特殊的物质。回答下列问题：

1. 铁、碳可形成许多结构和性质特殊的物质。回答下列问题：

(1) 铁位于元素周期表区；基态Fe原子的价层电子排布图为。

(2) 羰基铁[ $\text{[math]}$ ]熔点－20℃，沸点103℃，其结构和部分键长如图1所示。 $\text{[math]}$ 晶体类型为晶体，其中含有 $\text{[math]}$ 键与 $\text{[math]}$ 键的数目之比为。

(3) 物质磁性大小用磁矩 $\text{[math]}$ 表示， $\text{[math]}$ 与未成对电子数间的关系为： $\text{[math]}$ （n为未成对电子数）。 $\text{[math]}$ 的磁矩 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 中氧的孤电子对填入中心离子的（填标号）杂化轨道形成配位键。 A. $\text{[math]}$ B. $\text{[math]}$ C. $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$

(4) 配合物 $\text{[math]}$ 中配离子 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ，则配离子的空间构型为（填“正四面体”或“平面四边形”）。

(5) 已知石墨晶体的一个六方晶胞如图2所示，晶胞内N点碳的原子坐标。已知石墨层间距334.8pm，C-C键长142pm，计算石墨晶体密度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （用含 $\text{[math]}$ 的表达式表示）。

【考点】

晶胞的计算;

【答案】

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综合题困难

1. 氢能是极具发展潜力的清洁能源，2021年我国制氢量位居世界第一。请回答：

(1) 298K时，1 g $\text{[math]}$ 燃烧生成 $\text{[math]}$ 放热121 kJ，1 mol $\text{[math]}$ 蒸发吸热44kJ，表示 $\text{[math]}$ 燃烧热的热化学方程式为。

(2) 工业上，常用 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 重整制备 $\text{[math]}$ 。500℃时，主要发生下列反应：

I． $\text{[math]}$

II． $\text{[math]}$

①已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。向重整反应体系中加入适量多孔CaO，其优点是。

②下列操作中，能提高 $\text{[math]}$ 平衡转化率的是(填标号)。

A．加催化剂 B．增加 $\text{[math]}$ 用量

C．移除 $\text{[math]}$ D．恒温恒压，通入惰性气体

③500℃、恒压( $\text{[math]}$ )条件下，1 mol $\text{[math]}$ 和1 mol $\text{[math]}$ 反应达平衡时， $\text{[math]}$ 的转化率为0.5， $\text{[math]}$ 的物质的量为0.25 mol，则反应II的平衡常数 $\text{[math]}$ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

(3) 实现碳达峰、碳中和是贯彻新发展理念的内在要求，因此二氧化碳的合理利用成为研究热点。可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇： $\text{[math]}$ 。

恒压下， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的起始物质的量之比为1∶3时，该反应甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。该反应的 $\text{[math]}$ 0，甲醇的产率P点高于T点的原因为。

(4) 某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为 $\text{[math]}$ 配体：四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为 $\text{[math]}$ ，则M元素为(填元素符号)：在该化合物中，M离子的价电子排布式为。

综合题普通

2. 磷及其化合物在工业生产中起着重要的作用。

(1) 基态磷原子价电子的轨道表示式是。

(2) 磷元素有白磷、黑磷等常见的单质。

①白磷(P₄)是分子晶体，易溶于CS₂ ，难溶于水，可能原因是。

②黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料，其晶体是与石墨类似的层状结构，如下图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是(填字母序号)

a．层与层之间的作用力是共价键

b．分子中磷原子杂化方式为sp²杂化

c．是混合型晶体

(3) Fe³⁺与水会形成黄色的配离子[Fe(OH)]²⁺ ，为避免颜色干扰，常在Fe³⁺溶液中加入H₃PO₄形成无色的[Fe(PO₄)₂]^3-。由此推测与Fe³⁺形成的配离子更稳定的配体是，其空间构型是。

(4) 第ⅢA族磷化物均为共价化合物，被广泛用于高温技术、新型电子产品等领域。

①实验测定磷化铝和磷化铟的熔点分别为2000、1070℃，从结构角度说明其熔点差异的原因。

②磷化硼是一种半导体材料，晶胞结构如下图所示。磷化硼的化学式是，已知晶胞边长a pm，阿伏加德罗常数为N_A ，磷化硼晶体的密度是g/cm³。(1 pm=10^-10cm)

综合题普通

3. 因优越的光电特性， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 成为稀磁半导体 $\text{[math]}$ 热门的基质材料。

(1) 锌原子的价层电子排布式为。核外电子占据的原子轨道共个。

(2) 纳米二氧化钛是一种催化剂，如：

①与氧同周期的非金属元素除稀有气体元素以外，第一电离能由小到大的顺序为。

②甲中碳原子的杂化方式为，乙中手性碳原子个数为。

③ $\text{[math]}$ 中 $\text{[math]}$ 键的数目为。

④与甲的相对分子质量相似，但是甲的沸点比它高得多，其原因是

(3) 氧化锌的一种晶胞结构如图所示。

① $\text{[math]}$ 离子位于 $\text{[math]}$ 离子围成的形空隙的中心。

②已知 $\text{[math]}$ 离子和 $\text{[math]}$ 离子的最短距离为 $\text{[math]}$ ，阿伏加德罗常数为 $\text{[math]}$ ，该晶体的密度为 $\text{[math]}$ 。(用计算式表示)

综合题普通