2023-2025北京高三（上）期末化学汇编：物质的聚集状态与晶体的常识

第1页/共1页2023-2025北京高三（上）期末化学汇编物质的聚集状态与晶体的常识一、单选题1．（2024北京人大附中高三上期末）下列物质性质的差异与化学键强弱无关的是（）A．沸点：SiH4>CH4 B．热稳定性：HF>HClC．硬度：金刚石>单晶硅 D．熔点：NaCl>KCl2．（2024北京海淀高三上期末）为尖晶石型锰系锂离子电池材料，其晶胞由8个立方单元组成，这8个立方单元可分为A、B两种类型。电池充电过程的总反应可表示为：。已知：充放电前后晶体中锰的化合价只有+3、+4，分别表示为Mn(III)、Mn(IV)。下列说法不正确的是（）A．每个晶胞含8个B．立方单元B中Mn、O原子个数比为C．放电时，正极反应为D．若，则充电后材料中Mn(Ⅲ)与Mn(Ⅳ)的比值为3．（2024北京西城高三上期末）中国科研团队开发出柔性单晶硅太阳能电池。单晶硅的晶体结构与金刚石类似，下列说法不正确的是（）A．C和Si均位于元素周期表中第ⅣA族 B．单晶硅和金刚石均属于共价晶体C．单晶硅和金刚石中的键角均相同 D．单晶硅的熔点高于金刚石的熔点4．（2023北京朝阳高三上期末）下列产生固体的实验中，与物质溶解度无关的是（）A．向饱和溶液中滴加几滴浓盐酸，析出沉淀B．向饱和溶液中依次通入过量，析出沉淀C．冷却熔融态的硫黄，析出晶体D．冷却苯甲酸的热饱和溶液，析出晶体5．（2023北京朝阳高三上期末）的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是（）A．属于离子晶体B．每个晶胞中平均含有4个和4个C．每个周围有6个紧邻的和6个紧邻的D．和间存在较强的离子键，因此具有较高的熔点二、填空题6．（2025北京海淀高三上期末）Ti是一种密度小，强度大的金属。钛合金也有广泛应用。(1)将Ti的基态原子价电子轨道表示式补充完整：。。(2)Ti的三种四卤化物的熔点如下表。四卤化物熔点/℃38.3155、、的熔点依次升高的原因是。(3)可用于制备金属Ti．工业上常以和为原料制备，反应时需加入焦炭。已知：ⅰ.

ⅱ.

从平衡移动角度解释加入焦炭的作用：。(4)合金有良好的生物相容性，其晶体有和两种立方晶胞结构，如下图。①中，Au周围最近且等距的Ti的个数为。②若和两种晶胞棱长分别为anm和bnm，则两种晶体的密度之比为。(5)用滴定法测定合金中Ti含量：取ag合金，加入足量浓硫酸共热，得到紫色溶液，并在酸性条件下定容至250mL；取25mL溶液于锥形瓶中，以KSCN为指示剂，用溶液进行滴定，逐渐变为(无色)，达到滴定终点时，消耗溶液VmL。①滴定过程被氧化为的离子方程式为。②滴定终点的现象：滴入最后一滴溶液，。③合金中Ti的质量分数为。7．（2024北京人大附中高三上期末）硒()是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物等领域具有重要应用。(1)与S同族，基态硒原子价电子排布式为。(2)的沸点低于，其原因是。(3)硒的两种含氧酸的酸性强弱为(填“>”或“<”)。的空间结构为。比较键角大小：气态分子离子(填“>”“<”或“=”)。(4)关于Ⅰ~Ⅲ三种反应物，下列说法正确的有。a．Ⅰ中仅有键

b．Ⅰ中的键为非极性共价键

c．Ⅱ易溶于水

d．Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有与

e．Ⅰ~Ⅲ含有的元素中，O电负性最大(5)Ⅳ中具有孤对电子的原子有。(6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。①X的化学式为。②设X的化学式的式量为，晶胞边长为，则晶体的密度为(列出计算式)。三、解答题8．（2025北京石景山高三上期末）对机理的研究有利于从微观层面理解化学反应的本质。一种催化加氢制的路径如下。(□表示氧空位)(1)写出催化加氢制的化学方程式。(2)分子的模型名称是。(3)位于元素周期表第6周期。将基态原子的简化电子排布式补充完整：。(4)在表面异裂产生氧空位(□)和的示意图如下。分析异裂解离需要吸收能量且与催化剂表面结合的原因。(5)的晶胞如图所示。①每个原子周围与它最近且距离相等的原子有个。②晶胞的边长均为，已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为。③已知的摩尔质量是，假设每个晶胞中有1个变为氧空位，则参与反应时转移电子。9．（2024北京通州高三上期末）某科研团队以和为原料合成流程如图所示(1)①基态原子的价层电子排布式为。②气态失去一个电子比气态失去一个电子难，你的解释是。(2)的空间构型是。(3)上述参与反应的物质中电负性最大的元素是。(4)下列关于反应物的说法中不正确的是。a．中的杂化类型是b．中存在非极性共价键c．在反应过程中氮元素的化合价降低(5)科学家为改良材料热电性能，在晶胞上的位掺杂来提高其热电性能，制备出的材料晶胞形状为立方体，边长为，结构如图所示。①该物质的化学式是。②已知该物质的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为(6)可作为钠离子电池正极材料，其充放电过程正极材料晶胞的组成变化如图所示。(晶胞内未标出因放电产生的0价原子)每个晶胞完全转化为晶胞，转移电子数为。10．（2024北京西城高三上期末）锂电池的电解液是目前研究的热点。(1)锂电池的电解液可采用溶有的碳酸酯类有机溶液。①基态的电子云轮廓图的形状为。②基态P原子的价层电子轨道表示式为。(2)为提高锂电池的安全性，科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下，阴离子为。①N、F、P三种元素的电负性由大到小的顺序为。②该阳离子中，带“*”的C原子的杂化轨道类型为杂化。③根据VSEPR模型，的中心原子上的价层电子对数为，空间结构为正八面体形。(3)因其良好的锂离子传输性能可作锂电池的固体电解质，其晶胞结构示意图如图所示，晶胞的边长为。①晶胞中的“○”代表(填“”或“”)。②距离最近的有个。③已知的摩尔质量是，阿伏伽德罗常数为。该晶体的密度为。11．（2023北京通州高三上期末）离子筛是一种具有空隙结构的化合物。首先合成一种含目标离子的化合物，称作离子筛前体。然后在不破坏前体晶体结构的前提下，将目标离子从中洗脱出来，即得到相应的离子筛。下图是一种用作离子筛前体的化合物晶胞示意图。晶胞为立方体，图左将晶胞划分为八个小立方体，用灰白两色区分，每种颜色各四个小立方体。白色小立方体对应图A结构，灰色小立方体对应图B结构。(1)该化合物的化学式为。(2)设晶胞棱长为anm，NA表示阿伏加德罗常数，则该晶胞的密度是g/cm3(写出计算式即可)。(3)该化合物的制备方法为：将硫酸锰和氨水混合得到Mn(OH)2，沉淀，将其过滤留在烧杯中，加入蒸馏水，加热搅拌，加入乙醇作为分散剂，逐滴加入适量的10%H2O2溶液，控制滴加速度即得Mn3O4沉淀。将Mn3O4过滤、洗涤、干燥后，与一定量Li2CO3混合，高温反应得到最终产品。请写出利用氢氧化锰制备最终产品的各步反应化学方程式：。(4)用盐酸洗脱该化合物中的锂离子后制成粉状离子筛。将100mg粉状离子筛置入200mL含Li+、Na+、K+、Mg2+的溶液中，在30℃恒温下搅拌溶液，达到吸附平衡后取上清液，测定溶液中各离子的浓度。离子筛对溶液中某种离子的吸附容量Qt的计算式为：，式中V是溶液的体积，co和ct分别表示开始吸附和t时刻离子的浓度，W表示离子筛的质量。金属离子co(mmol/L)ct(mmol/L)Li+9.9428.790Na+9.1519.138K+9.7199.694Mg2+5.5545.225结合上表中数据，对比吸附容量Qt可知，该离子筛对(填离子符号)的吸附能力最弱。(5)为了方便使用，可用壳聚糖为黏合剂将粉状离子筛制成粒状离子筛。壳聚糖可以看作以氨基葡萄糖为单体的聚合物，其结构如下：根据壳聚糖结构写出其单体的分子式：。

参考答案1．A【详解】A．SiH4和CH4都为分子晶体，范德华力越大沸点越高与化学键无关，A项符合题意；B．HF和HCl都为分子晶体，其热稳定性与共价键键能有关，B项不符合题意；C．金刚石和单晶硅都为共价晶体，共价晶体共价键越稳定硬度越大，C项不符合题意；D．NaCl和KCl都为离子晶体，离子键键能越大熔点越高，D项不符合题意；故选A。2．B【详解】A．从A立方单元中可知，一个A单元中含2个，一个晶胞含4个A，所以每个晶胞含8个，故A正确；B．由立方单元B可知Mn原子个数分别为，O原子个数为，所以Mn、O原子个数比为，故B错误；C．放电时，正极得电子被还原，反应式为：，故C正确；D．若，根据化合物化合价之和为0的原则，可计算出Mn(Ⅲ)与Mn(Ⅳ)的比值为，故D正确；故选B。3．D【详解】A．C和Si均位于元素周期表中第IVA族，A正确；B．单晶硅和金刚石中，每个原子以四个共价单键与相邻的4个原子结合，属于共价晶体，B正确；C．单晶硅和金刚石均属于共价晶体，晶体结构相似，每个硅原子和每碳原子均采取sp3杂化，键角均相同，C正确；D．单晶硅和金刚石均属于共价晶体，C原子半径比Si小，C-C键键能比Si-Si键强，单晶硅的熔点低于金刚石的熔点，D错误；故选D。4．C【详解】A．向饱和溶液中滴加几滴浓盐酸，氯离子浓度增大，使氯化钠结晶析出，减小了氯化钠的溶解，与物质溶解度有关，A不符合；B．向饱和溶液中依次通入过量，生成铵离子、碳酸氢根离子，由于碳酸氢钠在该条件下溶解度最小，故形成过饱和溶液而结晶析出，与物质溶解度有关，B不符合；C．冷却熔融态的硫黄，析出晶体，发生物理变化，有液态转变为固态，与物质溶解度无关，C符合；D．苯甲酸的溶解度随温度下降而减小，则冷却苯甲酸的热饱和溶液可析出苯甲酸晶体，与物质溶解度有关，D不符合；答案选C。5．C【详解】A．NaCl由钠离子和氯离子构成，以离子键结合，属于离子晶体，A正确；B．每个晶胞中平均含有个Na+和个Cl−，B正确；C．每个Na+周围有6个紧邻的Cl−和12个紧邻的Na+，C错误；D．Na+和Cl−以离子键结合，因此NaCl具有较高的熔点，D正确；故选C。6．(1)(2)、、均为分子晶体，相对分子质量依次增大，范德华力随之增大(3)很大，通过反应ⅱ可显著降低，促使i中平衡正向移动；，反应ⅱ放热使温度升高，促使ⅰ中平衡正向移动(4)12(5)溶液变为红色，半分钟内不褪色【详解】（1）Ti是22号元素，位于第四周期IVB族，价电子排布式为3d24s2，故Ti的基态原子的价电子轨道表示式为；（2）这三种化合物均为分子晶体，分子晶体的熔点受范德华力的大小影响，分子量越大范德华力越大，熔点也越高；（3）反应ii的平衡常数很大，加入焦炭后，能够显著减少O2的含量，促使反应i的平衡正向移动，又因反应i的△H>0，反应ii放出大量的热也有利于反应i的平衡正向移动，从而提高TiCl4的产率；（4）由晶胞结构可知，与Au等距的Ti位于相邻面的面心，故与Au等距的Ti共有12个；晶胞密度ρ=，、的N分别为1、2（均摊法），V分别为a3、b3，带入公式可得和的密度之比为；（5）Ti2(SO4)3、Fe2(SO4)3与水反应生成FeSO4、TiOSO4和硫酸，反应的离子方程式为；当溶液中的全部反应，继续滴加的Fe2(SO4)3溶液会与KSCN反应使溶液变红色，故当滴入最后一滴Fe2(SO4)3溶液，溶液变为红色，且半分钟内不褪色说明达到滴定终点；结合Ti2(SO4)3与Fe2(SO4)3反应的离子方程式可知有如下计量关系：Ti~~，则合金中Ti的质量分数为。7．(1)(2)两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高(3)>正四面体形>(4)bde(5)O、(6)【详解】（1）Se与S同族，位于第4周期，VIA族，故基态硒原子价电子排布式为：。（2）两者都是分子晶体，但是水中含有氢键，分子间作用力较大，沸点较高。（3）在含氧酸中，非羟基氧越多，其酸性越强，和非羟基氧的个数分别为2和1，故酸性>；中心原子的价层电子对数为4，则其空间结构为：正四面体形；中Se是sp2杂化，平面三角形，键角，中Se是sp3杂化，Se原子上有孤对电子，离子空间结构为三角锥，键角小于，故键角气态分子>离子。（4）a．Ⅰ中含有苯环，除了键之外还有其它化学键，a错误；

b．Ⅰ中的键是相同原子形成的共价键，为非极性共价键，b正确；c．Ⅱ为相对分子质量较大的有机物，没有亲水基，一般不易溶于水，c错误；

d．Ⅱ的主要结构是苯环、碳碳双键和碳碳三键，其中原子的杂化轨道类型只有与，d正确；e．Ⅰ~Ⅲ含有的元素包括：H、C、N、O、S、Se，O电负性最大，e正确；故选bde。（5）根据题中信息IV中O、Se都有孤对电子，碳、氢、硫都没有孤对电子。（6）根据晶胞结构得到K有8个，有，则X的化学式为：；。8．(1)(2)四面体(3)(4)断开键需要吸收能量，和电性相反(或有空轨道，有孤电子对，可以形成配位键)(5)8【分析】H2与催化剂CeO2多步反应得到H2O和氧空位的催化剂，氧空位的催化剂再与CO2作用，多步反应后得到CH3OH，反应是化学方程式为：。【详解】（1）由分析可知，化学方程式为：；（2）H2O的中心原子为O，O原子的价层电子对为2+，VSEPR模型的名称为四面体形；（3）58Ce位于元素周期表第6周期，原子核外有6层电子，因此电子排布式为：；（4）由图可知，异裂解离过程有H-H键的断开，需要吸收能量，断开后，带正电荷的Hδ+与催化剂表面O电性相反，可以结合成键(或者O有孤电子对，Hδ+有空轨道，二者之间形成配位键)；（5）①根据晶胞图分析，白球全在晶胞内部，有8个，黑球在面心和顶角，有6×，则黑球为Ce原子，白球为O原子，一个O原子周围有4个Ce，根据Ce与O个数比为1:2，则一个Ce原子周围有8个O原子；②晶胞中有4个Ce原子，8个O原子，质量为，体积为(a×10-7cm)3，则晶胞的密度为：g/cm3=g/cm3；③的物质的量为，含有晶胞的物质的量为，氧空位的物质的量为，参与反应时转移电子的物质的量为=。9．(1)气态失去一个电子变为，其价层电子排布是轨道为全充满，比较稳定，所以气态失去一个电子比气态失去一个电子难(2)形(3)(4)ac(5)(6)8【详解】（1）①Cu是29号元素，位于周期表中第四周期第ⅠB族，价层电子排布式为；②气态的价电子排布式为，失去一个电子变为，其价层电子排布是轨道为全充满，比较稳定，所以气态失去一个电子比气态失去一个电子难；（2）中Se原子的价层电子对数为，有1个孤电子对，空间构型为V形；（3）上述参与反应的物质所含的元素中非金属性最强的是O，则电负性最大的是O；（4）a．中原子形成3个σ键，还有一个孤电子对，为sp3杂化，a错误；b．中存在非极性键，b正确；c．生成Cu2Se时，Cu、Se化合价都降低，则在反应过程中提供电子，氮元素的化合价升高，c错误；答案选ac；（5）①Cu位于顶角和面心，个数为，8个Se位于体内，Al位于棱心