北京市2021-2022学年高三各区上学期期末化学考试分类汇编 ：物质结构与性质（word版含答案）

北京市2021-2022学年高三各区第一学期期末化学考试分类汇编
物质结构与性质
（海淀区）1. 碳酸二甲酯（）是一种绿色化工原料，用于汽车、医疗器械等领域。以甲醇为原料制备碳酸二甲酯的反应过程如下。
i．
ii．
（1）碳酸二甲酯分子中羰基碳原子的杂化类型是 。
（2）CuCl中，基态的价电子排布式为 ，CuCl在生产碳酸二甲酯的反应过程中所起的作用是 。
（3）上述方法中，甲醇单位时间内的转化率较低。为分析原因，查阅如下资料。
i甲醇单位时间内的转化率主要受Cu（I）（价铜元素）浓度的影响。
ii．CuCl在甲醇中溶解度小，且其中的易被氧化为难溶的CuO。
iii．加入4-甲基咪唑（）可与Cu形成配合物，可提高甲醇的转化率。4-甲基咪唑中，1号N原子的孤电子对因参与形成大键，电子云密度降低。
请结合信息回答以下问题：
①4-甲基咪唑中，1～4号原子 （填“在”或“不在”）同一平面上， （填“1”或“3”）号N原子更容易与形成配位键。
②加入4-甲基基咪唑后，甲醇转化率提高，可能的原因是 （填序号）。
a．Cu（I）配合物中的-NH结构可增大其在甲醇中的溶解度
b．通过形成配合物，避免被氧化为难溶的CuO
c．形成的Cu（I）配合物能增大反应的限度
（4）原子提供孤电子对的能力是影响配体与之间配位键强度的重要因素。若用某结构相似的含O配体与配位，所得配合物的稳定性比含N配体低，可能的原因是 。
（东城区）2. 过渡元素铂的单质是一种重要的催化剂，其化合物可用于医药领域。
（1）基态的价层电子排布式是，该元素在元素周期表中位于第___________周期。
（2）的晶胞示意图如下。
①该晶胞中含有的铂原子数目为___________。
②该晶体中，每个铂原子周围与它最近且等距离的铂原子有___________个。
（3）是铂的重要配位化合物。它有甲、乙两种同分异构体，其中甲为极性分子，乙为非极性分子。甲、乙的水解产物化学式均为，但只有甲的水解产物能与草酸反应生成。
①根据相似相溶的规律，可推断___________(填“甲”或“乙”)在水中的溶解度较大。
②依据上述信息：___________，可推断不是四面体结构。
③发生水解反应的化学方程式是___________。
④和中铂的配体数不同，但配位数均为4，是由于每个中有___________个原子与铂配位。
⑤查阅资料可知，甲、乙均为平面结构。画出乙的水解产物的空间结构并推测其不能与草酸反应生成的原因：___________。
（西城区）3．硅烷SiH4可用于制造高纯硅。采用硅化镁法制备SiH4的化学方程式如下：Mg2Si+4NH4Cl+8NH3=SiH4+2MgCl2·6NH3
（1）硅在元素周期表中的位置是___________，基态硅原子占据的最高能级的符号是___________。
（2）①SiH4的电子式是___________。
②SiH4的沸点比CH4的___________。(填“高”或“低”)，原因是___________。
（3）Mg2Si可由Mg和SiO2反应制得。晶体SiO2属于___________晶体(填晶体类型)，一种SiO2晶体的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链(如图)。其中Si原子的杂化轨道类型是___________。
（4）Mg2Si晶体的晶胞示意图如下。每个Mg原子位于Si原子组成的四面体的中心。则1个Si原子周围有___________个紧邻的Mg原子。已知Mg2Si的晶胞边长为acm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Mg2Si晶体的密度为___________g·cm-3。
（丰台区）4．卤族元素相关物质在生产、生活中应用广泛。回答下列问题：
元素 H N F Cl Br I
电负性 2.1 3.0 4.0 3.0 2.8 2.5
（1）卤族元素在周期表中处于 区。
（2）卤族元素化合物的性质有相似性和递变性，下列说法不正确的是 。
A．HF、HCl、HBr的沸点依次升高
B．Cl2、ICl、IBr沸点依次升高
C．NaF、NaCl、NaBr熔点依次降低
D．H-O-X（X代表Cl、Br、I）的酸性随着X的原子序数递增逐渐增强
（3）NF3的结构与NH3类似，但是性质差异较大。
①NF3的空间结构名称为 。N原子的轨道杂化类型为 。
②NH3具有碱性（可与H+结合）而NF3没有碱性，原因是 。
（4）某晶体含有K、I、O三种元素，是一种性能良好的非线性光学材料，其晶胞结构如下图所示。晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，边长为a nm。
①该晶体的化学式为 。
②与钾原子紧邻的氧原子个数为 。
③已知阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为
g·cm-3（列式表示）。
（石景山区）5．d区金属元素钛有“太空金属”“未来金属”等美誉，在航空航天、海洋产业等行业有重要作用。回答下列问题：
（1）基态钛原子的核外电子排布式为_______。
（2）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的则用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态钛原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为_______。
（3）右图所示的晶体结构是一种基础无机介电材料的最小结构单元（晶胞），这种晶体材料的化学式为_______。
（4）我国科学家用Mg3N2和TiCl4制备超导材料TiN，理论分析可能的反应为：
Mg3N2 + 2TiCl4 = 2TiN + 3MgCl2 + Cl2↑ Ⅰ
4Mg3N2 + 6TiCl4 = 6TiN +12MgCl2 + N2↑ Ⅱ
已知：ⅰ.部分物质的熔沸点
Mg3N2 TiCl4 MgCl2 TiN
熔点/℃ 800(分解) 25 714 2950
沸点/℃ 700(升华) 136.4 1412 (略)
ⅱ. TiCl4能和NaOH溶液反应。
制备TiN的关键步骤如下：600 ℃时，将TiCl4按0.2 L/min的速率通入盛有Mg3N2的刚玉坩埚内，当TiCl4适当过量后停止通入，在N2中冷却至室温。
科学家通过测定不同时间段尾气处理装置中钛和氯的质量百分含量，进而确定生成TiN反应
的化学方程式。
(
NaOH溶液
刚玉坩埚
Mg
3
N
2
Ar
TiCl
4
/
N
2
)
① TiCl4属于______晶体。
② 结合上图，判断制备TiN的反应是“Ⅰ”还是“Ⅱ”，并说明判断依据______。
（门头沟区）6．铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁（FexNy）是其中一种，某FexNy的制备需铁、
氮气、丙酮和乙醇参与。
(
H
3
C
_
C
_
CH
3
O
H
3
C
_
C
_
CH
3
O
)（1）Fe在元素周期表中的位置 。
（2）丙酮（ ）分子中碳原子轨道的杂化类型是 ，
1 mol 丙酮分子中含有 σ 键的数目为 mol。
（3）乙醇的晶体类型为 ，乙醇分子中C、O、H三种元素中电负性最大的元素是 。
（4）乙醇的沸点（78.3℃）高于丙酮的沸点（56.5 ℃），原因是 。
（5）某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x n) CunNy。由FexNy 转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为 。
基态Cu原子的价电子轨道表示式为 。
（房山区）7．砷元素可以形成多种化合物，有着广泛的用途．回答下列问题：
（1）的基态原子的价电子排布式为___________________．
（2）雌黄和雄黄早期都曾用作绘画颜料，又都因有抗病毒疗效而用来入药．元素有、 两种常见价态，在一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图所示：
①Ⅰ→Ⅳ中属于氧化还原反应的是____________．
②反应Ⅰ中，和恰好完全反应时，其物质的量之比是___________．
③反应Ⅱ化学方程式是___________________．
（3）砷化镓是一种重要的半导体材料．
①与都是由原子之间以共价键的成键方式结合而成的晶体．熔点为，熔点为，熔点低于的原因为_______．
②砷化镓晶胞结构如下图所示．平均每个晶胞所含的原子个数为_______．
③晶体密度可以用晶胞的质量除以体积来求算．已知晶胞棱长为，阿伏加德罗常数为，则该晶体的密度______（列出计算式即可，的摩尔质量为）．
（顺义区）8. 北京时间2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射成功。飞船材料由金
属材料(镁合金、钛合金、铝合金等)和非金属材料加工而成。
钛具有较强抗腐蚀性及强度。
①钛在元素周期表中的位置是 ，基态钛原子的价层电子排布为 ，从结构角度解释TiCl3中Ti还原性较强的原因 。
②钛与卤素形成的化合物的熔沸点如下表所示：
熔点/℃ 沸点/℃
TiCl4 -25 136.5
TiBr4 39 230
TiI4 150 377
TiCl4、 TiBr4、TiI4的熔点和沸点逐渐增大的原因是 。
（2）氧化锆基陶瓷热障涂层是航天发动机的关键技术。下图为立方氧化锆晶胞结构示意图
①氧化锆的化学式是 。
②每个Zr周围等距且紧邻的Zr有 个。
③若晶胞中距离最近的两个Zr原子间的距离为a nm，
则立方氧化锆的密度ρ= g cm-3（列出计算式）（1nm=10-9m，阿伏伽德罗常数用NA代表）。
（昌平区）9. 钛酸钡具有优良的介电、压电特性，主要用于电容器、自动温控等领域。
（1）钛元素在周期表中的位置______；基态钛原子的电子排布式为______。
（2）钡元素在自然界中主要以重晶石形式存在，其成分为BaSO4，其中所含三种元素的电负性从大到小的顺序为______(用元素符号表示)；SO的空间构型为______，其中S原子的杂化方式为______。
（3）卤化钠(NaX)和四卤化钛(TiX4)的熔点如图所示，已知TiF4的晶体类型与TiCl4、TiBr4、TiI4不同，下列判断不正确的是______(选填字母序号)。
a.NaX均为离子晶体
b.随X半径的增大，NaX的离子键减弱，熔点逐渐降低
c.TiF4的熔点反常升高是由于氢键的作用
d.TiCl4、TiBr4、TiI4的相对分子质量依次增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高
（4）钛酸钡的晶胞结构如图所示，在该晶胞结构中，钛离子、钡离子、氧离子的个数比为______；该物质的化学式为______；晶体中每个钡离子周围与其距离最近且相等的氧离子的数量是______；其晶胞参数约为apm，钛酸钡晶体的密度ρ=______g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、NA的代数式表示)。
北京市2021-2022学年高三各区第一学期期末化学考试分类汇编
物质结构与性质 参考答案
（海淀区）1.
（东城区） 2.
（1）六
（2）①. 4 ②. 12
（3）①. 甲
②. 存在同分异构体
③.
④. 2
⑤. 乙分子水解产物的结构为，键角为180°(两个配位氧原子的距离较远)，草酸的两个羧基无法与铂同时形成配位键
（西城区）3．
（1）①. 第四周期ⅣA族 ②. 3p
（2）①. ②. 高 ③. SiH4和CH4是结构相似的分子晶体，SiH4的相对分子质量大于CH4，分子间作用力高于CH4
（3）①. 原子 ②. sp3
（4）①. 4 ②.
（丰台区）4.
（1）P
（2）A D
（3）① 三角锥形 sp3
② NF3中F元素电负性强，使得N原子呈正电性（δ+），难与H+结合
（4）① KIO3 ② 12 ③ 214/(NA×a3×10-21)
（石景山区）5.
（1）1s22s22p63s23p63d24s2
（2）+1或 1
（3）CaTiO3
（4）①分子晶体
②制备TiN的反应是Ⅱ，经计算n(Cl) : n(Ti) ≈ 4 : 1，且不同时间段内n(Cl) : n(Ti)不变，NaOH溶液吸收的物质只有TiCl4
（门头沟区）6.
（1）第四周期 VIII族（2分）
（2）sp2和sp3（2分） 9 mol（1分）
（3）分子晶体（1分）O（1分）
（4）乙醇分子间存在氢键（1分）
(
3d 4s 4s
)（5）Fe3CuN（2分）（1分
（房山区）7．
（1）
（2）①Ⅰ、Ⅱ ②
③
（3）①二者均为共价晶体，半径，键长，键能
②4
③
（顺义区）8.
（1）①第四周期Ⅳ族
价层电子为，失去一个电子后，能级处于全空稳定状态，所以易失电子，还原性较强
②、、都是分子晶体，组成和结构相似，其相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增大，因而三者的熔点和沸点依次升高
（2）① ZrO2 ②12
③
（昌平区）9.
（1）①. 第四周期第IVB族 ②. 1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2
（2）①. O>S>Ba ②. 正四面体形 ③. sp3
（3）c
（4）①. 1：1：3 ②. BaTiO3 ③. 12 ④.