2024北京重點(diǎn)校高三一?；瘜W(xué)匯編：結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

2024北京重點(diǎn)校高三一模化學(xué)匯編

結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

一、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1.(2024北京順義高三一模)鈦酸鐵粉體是電子陶瓷元器件的母體材料，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。以BaCb

溶液、TiCL溶液、H2c2。4溶液為原料制備前驅(qū)體草酸氧鈦根晶體|BaTiO(C2Oj)24H2O］,再經(jīng)高溫煨燒制得

鈦酸鋼粉體。

(l)Ti位于元素周期表中的區(qū)。

(2)補(bǔ)全制備前驅(qū)體草酸氯鈦鋼晶體的化學(xué)反應(yīng)方程式。。

BaC12+TiC14+2H2C2O4+H2O=BaTiO(C2O4)24H2Ol+

⑶般燒過程中有無水草酸氧鈦銀晶體生成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。

oO

、

c-oC

I

-

COC

夕

OO

①C?。：-中的C原子采取雜化軌道成鍵。

②理論研究表明：c?。；-中四個(gè)碳氧鍵完全相同，cq：-所有原子共面的平面型結(jié)構(gòu)［圖⑶］不如非平面型結(jié)

構(gòu)(每個(gè)C原子與臨近的3個(gè)原子形成的平面相互垂直)1圖(b)］穩(wěn)定。非平面型結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的原因

是o

|x(a)lIM(b)

③H2c2。4的Kal大于CHsCOOH的Ka，從結(jié)構(gòu)角度解釋原因_________。

(4)立方鈦酸鋼晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示。

①02一周圍與它最近且距離相等的-有個(gè)。

②該晶體晶胞的邊長(zhǎng)為anm,晶體密度為gem，（列出計(jì)算式，已知阿伏伽德羅常數(shù)為NA,

lnm=10'7cm）

2.（2024北京門頭溝高三一模）桐氨溶液含有［CU（NH3）,「，具有溶解纖維素的性能，在溶解纖維素后

所得溶液中再加酸時(shí)纖維素又可以沉淀析出，利用這種性質(zhì)來制造人造絲。用硫酸銅溶液和氨水反應(yīng)可以

制得銅氨溶液。

（l）CuSO［溶液呈藍(lán)色是因?yàn)楹兴香~離子［CU（H2O）.『，結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示：基態(tài)Cu原子核外電子

排布式為。

2+

［CU（H2O）J

⑵制備銅氨溶液.

向（2。04溶液中加入少量氨水，得到淺藍(lán)色的堿式硫酸銅的沉淀：若繼續(xù)加入氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)

色的含［Cu（NHJ廣的銅氨溶液。

①比較鍵角：NH3NH：（填“大于爾小于”或“等于”）。

②該實(shí)驗(yàn)中，Cu2+與N&結(jié)合能力_____（填“大于"小于”或“等于"）CM+與H,0結(jié)合能力，解釋原

因：。

③經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：金屬銅與氨水和過氧化氫的混合溶液反應(yīng)也可得到［Cu（NHj廣。金屬銅單獨(dú)與氨水或單

獨(dú)與過氧化氫都不能反應(yīng)，但可與氨水和過氧化氫的混合溶液反應(yīng)，其原因是,反應(yīng)的離子方應(yīng)程

式為。

⑶某種銅的氯化物晶胞形狀為立方體，結(jié)構(gòu)如圖所示。

已知該晶胞的密度為「gym”,阿伏加德羅常數(shù)為N、。則該晶胞的邊長(zhǎng)為cm（列出計(jì)算式）。

3.（2024北京石景山高三?模）PdFesN比純金屬Pd具有更優(yōu)異的甲酸氧化電催化活性，其制備流程如

下。

。代表N

(DNH3的空間結(jié)構(gòu)是o

(2)基態(tài)Fe原子的價(jià)層電子軌道表示式為o

(3)原子的第一電離能N>0,從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由。

(4)PdFe?N的晶胞形狀為正方體，結(jié)構(gòu)如上圖所示。

①圖中代表。

②已知PdFe.N的摩爾質(zhì)量是Mg-mof,晶胞的密度為pg.cm,阿伏加德羅常數(shù)為NA,該晶胞的邊長(zhǎng)

-7

為nmo(1nm=10cm)

③Pd和PdFc3N電催化甲酸間接氧化的反應(yīng)歷程如下圖所示，吸附在催化劑表面的粒子用平標(biāo)注。

1.6-1l.Oq

CQ*rOH*HCOOH*

5?1,45-O.K-

混12

0.6-

1.0HCOOH*HCOOH

08

0.6-

CO*

HCOOH0.0

0.4-

0.2--0.2

CO：

-0.4

(Pd催化劑)(PdFejN催化劑)

-0.2-0.6

反應(yīng)歷程反應(yīng)歷程

分析PdFcsN優(yōu)于Pd的原因_________0

4.(2024北京四中高三一模)鋰離子電池廣泛用于電源領(lǐng)域。

(1)鋰電子電池目前采用溶有六氨磷酸鋰(LiPR)的碳酸酯作電解液。

①Li、P、F的電負(fù)性由大到小的排序是。

②PR中存在________(填序號(hào))。

a.共價(jià)健b.離子鍵c.金屬鍵

OO

③碳酸二乙酯JCI「)的沸點(diǎn)高于碳酸二甲酯JucH)，原因是,

C,HQ—C—OC,HsCH.O—C—UCH3

④采用高溫處理廢舊電解液，會(huì)誘發(fā)碳酸酯發(fā)生變化，增大回收難度。碳酸二甲酯發(fā)生如圖轉(zhuǎn)化。

H3Cx0A0/CH,—>Li2CO34-C2H6T

U%Li+

e,Li+

O

EQ。人0）發(fā)生類似轉(zhuǎn)換的產(chǎn)物是Li2cO,和

.（答?種）。

⑵廢舊鋰電子電池含LiNiO?的正極材料經(jīng)預(yù)處理后，可采用如圖原理富集Ni元素。

DMGDMG-Ni配合物沉淀

①基態(tài)Ni??的價(jià)層電子的軌道表示式是

②DMG分步發(fā)生電離，DMG中、原子均與Ni2+配位，且Ni?+的配位數(shù)是4；DMG-Ni中兩個(gè)配體之間

形成分子內(nèi)氫鍵v寫出DMG-Ni的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（用“…”標(biāo)出氫鍵）v

（3）LiFePOJ鋰離子電池的正極材料，LiFePO,晶體中，F(xiàn)eC^八面體和P。,四面體組成空間鏈狀結(jié)構(gòu)，Li+

填充在鏈之間的孔道內(nèi)，晶胞如圖a所示，充放電時(shí)，LiFePO4中的Li+會(huì)不斷脫嵌或嵌入，晶體結(jié)構(gòu)變化

示意圖如圖所示。

<a）LiFcPO4（b）FcPO4

①i表示（填“充電”或“放電”）過程。

②已知：Li+的脫嵌率=「臂啰上黑,'I°0%。某時(shí)刻，若正極材料中〃伊"）：〃（F叫=3：1,則

LiFePO4TLi的總數(shù)\\,

Li+的脫嵌率為，平均每個(gè)晶胞脫嵌個(gè)Li，。

5.（2024北京人大附中高三一模）金屬鈦（”Ti）密度小，強(qiáng)度高，抗腐蝕性能好。含鈦的礦石主要有金紅

石和鈦鐵礦。

（1）基態(tài)Ti原子中含有的未成對(duì)電子數(shù)是。

（2）金紅石主要成分是鈦的氧化物，該氧化物的晶胞形狀為長(zhǎng)方體，邊長(zhǎng)分別為acm、acm和bcm,結(jié)構(gòu)如

圖所示。

?o

oTi

①該氧化物的化學(xué)式是，Ti位于距離最近的0構(gòu)成的中心(填字母序號(hào)，下同)。

a.三角形b.四面體c.六面體d.八面體

②該氧化物的晶體熔點(diǎn)為1850C,其晶體類型最不可能是o

a.共價(jià)晶體b.離子晶體c.分子晶體

③若已知mg該氧化物晶體體積為Ven?,則阿伏加德羅常數(shù)N,\可表示為moP1。

(3)以鈦鐵礦(FeTiO,)為原料，用鎂還原法冶煉金屬鈦的生產(chǎn)流程圖如下：

①“高溫氯化”時(shí)還得到一種可燃性氣體，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

②結(jié)合流程及右表數(shù)據(jù)，“分離”時(shí)所需控制的最低溫度應(yīng)為℃o

TiMgMgCl,

熔點(diǎn)/℃1668651714

沸點(diǎn)/℃328711071412

③已知Mg和Ti的晶胞類型相同，Mg??和Ti<+的離子半徑大小相近，解釋Ti熔點(diǎn)高于Mg的原

因：0

6.(2024北京161中高三一模)氧族元索Se(硒)及其化合物有著廣泛應(yīng)用價(jià)值。

⑴NazSeSOM硒代硫酸鈉，其中SeSO；可看作是SO：中的?個(gè)O原子被Se原子取代的產(chǎn)物)在某些腫瘤

治療中能夠提高治愈率。其制備和轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：

A

SO；--^^SeSOj-^°>Ag2Se-SOj-

①按照核外電子排布，可把元素周期表劃分為5個(gè)區(qū)。Se位于元素周期表區(qū)。

②SeSO1的空間結(jié)構(gòu)是。

③過程ii中SeSO：一定斷裂的化學(xué)鍵是

(2)非鉛雙鈣鈦礦材料［(NHRSeBE有望大規(guī)模應(yīng)用于太陽能電池。?定壓力下合成的［(NHSSeBi^晶體的

晶胞結(jié)構(gòu)如下圖，其中［SeBreF位于正方體的頂點(diǎn)和面心。

NH,+

①比較Se原子和Br原子的第一電離能大小，并從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由o

②NH：中H—N—H鍵角（填“>”或"V”）NH3中H—N—H鍵角。

③一定壓力卜形成的KNHRSeB%］晶胞形狀為正方體，邊長(zhǎng)為anm。已知［（NHQzSeBrd的摩爾質(zhì)量是M

gmolL阿伏伽德羅常數(shù)為NA,該晶體密度為gcm\（Inm=10-7cm）

（3）Cu2-xSe是一種鈉離子電池的正極材料，充、放電過程中正極材料立方晶胞（示意圖）的組成變化如下圖所

示（晶胞內(nèi)未標(biāo)出因放電產(chǎn)生的0價(jià)Cu原子）。

Na2Se

Cu2.tSeNavCu2,tSeNaCuSe

。Se2-ONa\Cu\Cu2"可能占據(jù)的位置?Na，

每個(gè)Na2Se晶胞完全轉(zhuǎn)化為Cu2-xSe晶胞，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為。

參考答案

1.⑴d

(2)BaCh+TiC14+2H2C2O4+5H2O=BaTiO(C2O4)24H2Ol+6HCl

(3)sp2該結(jié)構(gòu)中，不同C原子上的0原子間相互遠(yuǎn)離，不同0原子上孤電子對(duì)間的排斥作用較

小，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定CHCOOH中的-CH3為推電子基團(tuán)，使峻基中的氧氫鍵極性減弱；H2c中的陵基

為吸電子基，使段基中的氧氫鍵極性增強(qiáng)

137+48+48

8-73

⑷NAx(axlO)

【詳解】(1)Ti為22號(hào)元素，位于元素周期表中的d區(qū)。

(2)BaCb溶液、TiCL溶液、H2c2。4溶液反應(yīng)前驅(qū)體草酸氧鈦銀晶體[BaTiO(C2O4)24H2O],根據(jù)質(zhì)量守恒

可知，還生成了HC1,BaC12+TiC14+2H2C2O4+5H2O=BaTiO(C2O4)24H2Ol+6IICl；

(3)①CQ：中的C原子形成2個(gè)單鍵、1雙鍵，采取sp?雜化軌道成鍵。

②孤電子對(duì)之間的斥力較大，非平面型結(jié)構(gòu)中，不同C原子上的。原子間相互遠(yuǎn)離，不同O原子上孤電

子對(duì)間的排斥作用較小，使得結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定；

(4)①02-周圍與它最近且距離相等的U-在上下層各有4個(gè)，共8個(gè)。

②據(jù)“均攤法”，晶胞中含8xg=1個(gè)Ba?+、6x1=3個(gè)OK1個(gè)Ti”,則晶體密度為

82

M

N7137+16x3+48

----gcm=----------------g?cm

-73-73

(axIO)NAx(axlO)

2.(l)[Ar]3dl04s'

(2)小于>電負(fù)性：O>N,因此CM+與HQ形成的配位鍵極性比cM-與NH、形成的配位

鍵要強(qiáng)，更易斷裂，即CY+與NH3的結(jié)合能力更強(qiáng)過氧化氫作氧化劑，氨與CP+形成配離子，兩者

相互促進(jìn)使反應(yīng)進(jìn)行CU+4NH3.H2O+H2O2=[CU(NHJ4『+4H2O+2OH-

J64g/molx4+35.5g/molx4

(V

【詳解】(1)基態(tài)Cu原子核外電子排布式為：[Ar]3d04s1

(2)①NH3價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,有1個(gè)孤電子對(duì)，為$p3雜化，NH；價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,沒有狐電子對(duì)，

為$p3雜化，由于孤電子對(duì)對(duì)鍵合電子對(duì)的排斥力比鍵合電子對(duì)之間的排斥力大，因此NH：的誕角更大；

②電負(fù)性：0>N,因此Cu?+與H?。形成的配位鍵極性比CM+與N&形成的配位鍵要強(qiáng)，更易斷裂，即

Cu”與NH’的結(jié)合能力更強(qiáng)；

③過氧化氫作氧化劑，氨與Cu2+形成配離子，兩者相互促進(jìn)使反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)的離子方程式為：

2-

CU+4NH3-H2O+H2O2=[CU(NH3)J'+4H2O+2OH；

(3)由均攤法可知，1個(gè)晶胞中Cu2+數(shù)目為8x：+6x4=4,。-數(shù)Fl為4,晶胞的質(zhì)量為:

o2

64g/molx4+35.5g/molx4^，，一，64g/molx4+35.5g/molx4

-------------------，晶胞的邊長(zhǎng)為:

PNA

3.(1)三角錐

(3)N的電子排布是半充滿的，比較穩(wěn)定，第一電離能較高

(4)Pd居xlO?Pd作催化劑時(shí)，吸附OH41需要克服較高的能壘，較難實(shí)現(xiàn)；PdFesN作催

化劑時(shí)，F(xiàn)e容易吸附0H”促進(jìn)CO*的除去

【詳解】(1)NH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形；

(2)Fe為26號(hào)元素，基態(tài)Fe原子的價(jià)層電子軌道表示式為

(3)N的電子排布是半充滿的，比較穩(wěn)定，第一電離能較高，原子的第一電離能N>O

(4)①灰球位于頂點(diǎn)，個(gè)數(shù)為8x：=l,黑球位于面心，個(gè)數(shù)為：6x1=3；結(jié)合化學(xué)式可知灰球O代表

o2

Pd；

②晶胞的質(zhì)量為號(hào)g,則晶胞體積V=m=N；g_M加3,則晶胞的邊長(zhǎng)為：，■券cm二

A3

ppg-cmNAp'A'

JMxlO?nm；

③由圖可知，Pd作催化劑時(shí)，吸附OW需要克服較高的能壘，較難實(shí)現(xiàn)；PdFesN作催化劑時(shí)，F(xiàn)e容易吸

附0H*促進(jìn)CO*的除去，因此PdFe3N優(yōu)于Pd。

4.(1)F>P>Lia二者在固態(tài)均為分子晶體，碳酸二乙酯與碳酸二甲酯結(jié)構(gòu)相似，前者的

相對(duì)分子質(zhì)量大，范德華力大，沸點(diǎn)高CH2=CH2

【詳解】(1)同周期從左往右元素電負(fù)性增大；同主族從上到下元素電負(fù)性減小，故Li、P、F的電負(fù)性由

o

大到小的排序是：F>P>Li；分圻可知p琮中存在P-F共價(jià)鍵；碳酸二乙酯（「口八II小廠刀）的沸點(diǎn)

C.H.O—C—OC-H..

高于碳酸二甲幅JucPC「口），原因是：二者在固態(tài)均為分子晶體，碳酸二乙酯與碳酸二甲酯結(jié)構(gòu)相

C11;（J——c—UCH5

似，前者的相對(duì)分子質(zhì)量大，范德華力大，沸點(diǎn)高；

由信息可知反應(yīng)物中2個(gè)C-0斷裂，形成碳碳鍵，則EC發(fā)生類似轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物是Li2co3和CHZ=CH2；

3d

（2）基態(tài)Ni?+的價(jià)層電子的軌道表示式是：川川山『

DMG分步發(fā)生電離，DMG中N原子均與N產(chǎn)配位，且N產(chǎn)的配位數(shù)是4；DMG-Ni中兩個(gè)配體之間形

成分子內(nèi)氫鍵。寫出DMG-Ni的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（用“

（3）結(jié)合題意LiFePO,鋰離子電池的正極材料，若發(fā)生原電池反應(yīng)，則正極得到電子后應(yīng)當(dāng)鋰禽子嵌入,

過程i觀察可知鋰離子在脫嵌，因此發(fā)生的為充電過程；某時(shí)刻，若正極材料中〃（Fe”）：〃（Fe"）=3：l,

乂由充電過程為亞鐵離子失去一個(gè)電子生成鐵離子，同時(shí)伴隨一個(gè)鋰離子脫嵌，故由計(jì)量關(guān)系分析可知原

有四個(gè)亞鐵離子，則有一個(gè)亞鐵離子失去電子，脫嵌一個(gè)鋰離子，同時(shí)由化學(xué)式LiFePO、可知，鋰離子數(shù)

目與含鐵微粒數(shù)目相等，故脫嵌率=，=25%,由均攤法計(jì)算每個(gè)晶胞一共含鋰離子

4

8X1+4X7+4X7=4?平均每個(gè)晶胞脫嵌一個(gè)鋰離子。

824

5.（1）2

⑵TGdc"

ma'b

（3）TiO2+2C+2Ch^TiC14+2CO1668Mg和Ti均為金屬晶體，熔化時(shí)破壞金屬鍵,

Mg2+和Ti，+的離子半徑接近，但是Ti4+帶四個(gè)單位正電荷，而Mg2+帶兩個(gè)單位正電荷，故金屬鈦中的金屬

鍵強(qiáng)于金屬鎂中的金屬鍵，因此鈦的熔點(diǎn)更高

【詳解】（1）基態(tài)Ti原子的價(jià)電子排布式為3d24s2,3d軌道2個(gè)電子分別單獨(dú)占有一個(gè)軌道，未成對(duì)電子

數(shù)為2。

（2）①根據(jù)均攤法，該晶胞中。的個(gè)數(shù)為gx4+2=4,Ti的個(gè)數(shù)為"x8+1=2,故該氧化物的化學(xué)式為

TiCh,從圖中可以看出，中間的Ti周圍有6個(gè)等距離的O,Ti位于距離最近的0構(gòu)成的八面體中心，答

案選d.

②該氧化物晶體熔點(diǎn)為1850C,分子晶體分子間通過范德華力結(jié)合，熔點(diǎn)通常較小，因此晶體類型最不可

能是分子晶體，答案選c。

③一個(gè)晶胞中含有2個(gè)Ti原子和4個(gè)0原子，則mg該氧化物中含有該晶胞個(gè)數(shù)為三N,、，一個(gè)晶胞體

160

23233

積為abcm,則有工-Lxabcm=Vcm,NA=--X。

160ma_b

(3)鈦鐵礦與焦炭熔煉提純，生成TiCh,TiCh與焦炭、CL高溫下反應(yīng)生成TiCL和一種可燃性氣體，則

該氣體為CO,精制TiCLi加Mg還原，生成MgCE和Ti,最后分離得到Ti。①高溫氯化過程中，TiCh與

高溫

C、Ch反應(yīng)生成TiC14和CO,化學(xué)方程式為Ti(h+2C+2ch"”和CL+2CO。

②從表中可知，Ti的熔點(diǎn)為1668C,而Mg、MgCb的沸點(diǎn)分別為1107℃和1412C,分離過程最后生成的

Ti為液態(tài)，Mg和MgCb為氣態(tài)，則最低溫度應(yīng)為1668℃。

③Mg和Ti均為金屬晶體，熔化時(shí)破壞金屬鍵，Mg2+和Ti，+的原子半徑接近，但是Ti4+帶四個(gè)單位正電

荷，而Mg2+帶兩個(gè)單位正電荷，故金屬鈦中的金屬鍵強(qiáng)于金屬鎂中的金屬鍵，因此鈦的熔點(diǎn)更高。

6.(1)p