2026届高三化学三轮复习 高考化学命题动向探究6 电化学＋晶胞结构的融合

命题探究新动向 新题预测得高分 2026高考化学命题动向探究6 电化学＋晶胞结构的融合 一．高考命题动向探究 电池充、放电过程中常常存在电极材料晶胞的变化，近几年的高考试题中出现了以晶胞结构为素材的电化学试题。在新教材、新高考改革趋势下，这种晶胞结构知识与其他知识模块的融合考查将成为命题热点。另外，物质结构与反应机理相结合的试题也出现在近几年的高考中，考查的反应机理多为有机反应，一是因为有机反应机理研究的比较成熟，二是因为可以加强有机化学知识和综合能力的考查，此类试题信息量大，考查考生快速提取信息、灵活解决问题的能力。 二．新题预测押题练 命题点1 新题仿真练 1．（2026·江西南昌·模拟预测）某电池正极材料的部分晶体结构如图(Mg2+未画出)，电池放电时，电解液中的Mg2+持续嵌入立方体中心，放电结束时，Fe元素和Cu元素的价态均为+2价。下列说法错误的是 A．该部分晶体结构为晶胞的 B．晶胞中Cu2+与Mg2+之间的最近距离为a pm C．放电结束时，晶体的化学式为：MgCuFe(CN)6 D．放电结束时，晶胞中距离Mg2+最近的Mg2+个数为6 2．（2026高三·全国·专题练习）全固态锂电池是指使用固态电解质的锂电池，其稳定性、安全性高。常用的固态电解质种类主要包括氧化物、硫化物等，其中硫化物固体电解质是由氧化物固体电解质衍生出来的，即O2-被S2-替代得到的。钙钛矿(LixLayTiO3)是全固态锂电池常用的一种氧化物固体电解质，其立方晶胞如下图所示(晶胞参数为apm)。下列有关说法正确的是 A．晶胞中Ti的配位数为8 B．晶胞距离O最近的O有12个 C．晶胞的密度为： D．一段时间后电解质的导电性减弱的原因可能是Li与Ti4+发生反应 3．（25-26高三下·湖北孝感·月考）Li、In、Cl三种元素组成的固体电解质其晶体结构如图1，Zr4+替代部分In3+会产生锂空位可提高晶体导电性(替代过程中各元素化合价不变)，导电时锂离子迁移如图2所示，下列说法错误的是 A．图1中，该物质的化学式为Li3InCl6 B．图1中，In的配位数为6 C．Zr4+替代部分In3+，化学式表示为LiyIn1-xZrxCl6，x=0.6时，锂空位与锂离子个数比为4:1 D．导电时，锂空位移动方向与电子移动方向相同 （2026·湖北孝感·二模）阅读以下材料。 北京大学某研究团队合成了系列新型玻璃相硫化物LBPSI(Li2S-B2S3-P2S5-LiI)电解质材料，应用到全固态锂硫电池中，实现了前所未有的快速固硫电化学反应和快充能力。LBPSI电解质本身含有氧化还原活性的I元素，具有高离子电导率，在给电池快速充电时，固态电解质表面的I-可在电解质和石墨边界处被高效电化学氧化为I2和(I2/)，原理简图如图： 4．下列关于新型玻璃相硫化物电解质全固态锂硫电池的叙述错误的是 A．放电时正极区存在反应：+2e-=3I- B．充电时，石墨电极接外电源负极 C．充电时每转移1mol电子，阴极增重7g D．新型玻璃相硫化物LBPSI电解质的作用是增强Li+的传导性能 5．Li2S的晶胞结构如图，晶胞参数为a pm。下列说法错误的是 A．已知p点原子坐标为(0，0，0)，则n点原子坐标为 B．晶胞沿x轴投影为 C．晶胞密度为 D．晶胞中m离子和n离子之间的距离为a pm 6．（2026·内蒙古呼和浩特·一模）电池正极材料MnO晶体充放电过程中正极材料立方晶胞的组成变化如图所示。I为MnO活化过程，活化后得□的缺陷型晶体，□表示阳离子空位，晶胞参数为a nm，表示阿伏伽德罗常数的值。空位率。下列说法正确的是 A．原始MnO中的配位数为12 B．若□中Mn的平均化合价为，则阳离子空位率为 C．当时，MnO晶体的密度为 D．Ⅱ为充电过程 7．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）晶体甲(立方晶胞，边长为)中掺入少量后，会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域。 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．晶体甲化学式为与最近且等距的有6个 B．晶体甲的密度为 C．硫化氢不能与乙醇形成分子间氢键 D．区域丙“”中的离子为且区域丙为“负电”区域 8．（2026·安徽·模拟预测）晶体中作体心立方堆积(如图所示)，主要分布在由构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下不需要克服太大的阻力即可在不同的空隙位置发生迁移。 已知阿伏加德罗常数为，下列有关说法不正确的是 A．八面体空隙中心分布在晶胞的面心和棱心位置 B．晶体可在电池中用作固体离子导电材料 C．在不同空隙中迁移时晶胞中空隙总数会减少 D．晶体的摩尔体积 命题点2 新题提升练 9．（2026·吉林·模拟预测）宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列结构对应的说法正确的是 A．18-冠醚-6通过离子键与作用，体现了超分子“分子识别”的特征 B．超高硬度生物材料合金是理想的人工髋关节材料，若晶胞边长为d nm且Ti原子均分布在晶胞表面，则晶体的密度为 C．每个晶胞中所包含的Cu原子的数目为4；每个氧原子与8个铜原子配位 D．如图所示为以为正极的电池的充、放电过程，其中a→b为充电过程 10．（2026·山西太原·模拟预测）电化学介导胺再生是一种新兴的捕集技术。首先通过乙二胺吸收法捕集，捕集了的乙二胺富液进入电化学反应器阳极室，电化学反应器的电极采用，通过电能特异性氧化/溶解铜来产生与进入阳极室的乙二胺富液发生竞争反应驱动的释放，最后通过还原铜离子为铜单质实现乙二胺的再生。其机理和装置如图。    下列说法错误的是 A．的捕获富集是熵增的过程，故而会消耗电能 B．乙二胺与的结合能力高于其与的结合能力 C．乙二胺吸收的反应为加成反应 D．阴极的电极反应为   11．（2026·陕西西安·模拟预测）可用于制备光学材料，当中掺入少量后，会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域，光照下发出特定波长的光。下列说法错误的是 A．可用X射线衍射法测定晶体的结构 B．区域A带正电，区域B中“”中的离子为 C．晶胞中和的配位数均为4 D．掺入后，晶胞内电荷区域的能级差引发电子跃迁，从而产生特征发光现象 12．（2026·陕西商洛·模拟预测）图1是基锂离子电池，在放电时会从中脱嵌并嵌入内层晶格（图2是某种的晶胞结构）形成，。下列说法正确的是 A．充电时，阳极的电极方程式： B．放电时，从B移动向A C．晶胞密度为 D．该中O的配位数为4 13．（2026·浙江·二模）某离子型铁氧化物晶胞如图所示（体内分别由A、B交错排列），在晶胞的棱心和体心通过嵌入Li+，获得锂电池的正极材料LiFe6O8. 已知：化合物甲和乙均可作为锂电池的离子液体，结构如下： 下列说法不正确的是 A．该铁氧化物嵌入Li+时，部分Fe3+被还原为Fe2+ B．放电时，该锂电池的正极材料发生Li+脱嵌 C．1 mol该铁氧化物最多能嵌入4 mol Li+ D．化合物甲的熔点比化合物乙高 14．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）我国科研团队，利用人工智能筛选出的充电补锂试剂，能使失活的电池再生、延长寿命，且保持电池原结构。某镍钴锰酸锂正极材料在补充(打针)前后晶胞变化如图所示，转化为气体离去。打针前晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm(如图所示，)，R的相对原子质量用代替，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．打针前，晶胞密度为 B．注入过程中，过渡金属R(R代表Co、Ni和Mn)化合价降低 C．打针后，晶胞的化学式为 D．打针后，在阴极失去电子 15．（2026·陕西西安·模拟预测）钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时随着脱出，其结构由I经II最终转变为III；I、II、III的晶胞俯视图及II的晶胞结构如下图所示。下列说法错误的是 A．Ⅲ转化为I是自发过程 B．充电过程中Fe或Mn的价态降低 C．晶体II的化学式为 D．晶胞III中键数目为48 16．（2026·云南曲靖·模拟预测）磷酸铁锂电池放电时的反应为。图1为某磷酸铁锂电池的切面。图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图，其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．放电时，负极反应为 B．过程a代表充电，Li+从LiFePO4晶胞中脱嵌经电解质嵌入石墨 C．过程b中1 mol晶胞转移电子的数目为 D．石墨层间以范德华力结合，Li+嵌入和脱出时不会破坏其层状结构 参考答案与解析 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D C B D B A C D A 题号 11 12 13 14 15 16 答案 B C B D B C 1．D 【分析】题目给出的是边长为a pm的小立方体结构，完整晶胞为边长2a pm的大立方体，该小立方体是完整晶胞的，放电结束后每个小立方体中心嵌入1个，对该小立方体做均摊：顶点共4个、4个，均摊得，，12条棱的中点各有1个，均摊得，中心1个属于该结构，，据此分析： 【详解】A．图中结构是边长为 a pm的小立方体，完整晶胞边长为2a pm，体积是小立方体的8 倍，因此该部分结构为晶胞的，A正确； B．嵌入题图小立方体的中心，位于小立方体顶点，二者最近距离为小立方体体对角线的一半为，B正确； C．放电结束时，Fe、Cu均为+2价，为-1价，镁离子为+2价，根据电荷守恒，所以晶体的化学式为，C正确； D．位于晶胞体心，距离最近的位于相邻晶胞的体心，沿 x、y、z 轴平面方向各有4个（如xOy平面内有4个），共12个，D错误； 答案选D。 2．D 【详解】A． 钙钛矿结构中Ti位于顶点，周围有6个O形成八面体配位，配位数为6，A错误； B． O位于棱心，在立方晶胞中最近距离的O有8个，B错误； C．晶胞的密度为：，C错误； D．锂是强还原剂，会与电解质中的发生氧化还原反应（Li + → Li+ + ），导致电解质结构和组成发生变化，阻碍Li+的迁移，从而使导电性减弱，D正确； 故选D。 3．C 【详解】A．利用均摊法计算晶胞中原子个数比：In位于晶胞4个顶点，，Li位于4个顶点+1个体心，，Cl位于12条棱棱心，， 因此，化学式为，A正确； B．In原子周围结合6个最近的Cl原子，因此In的配位数为6，B正确； C．由正负化合价代数和为0得，整理得。当时，，原来Li总位数为3，因此锂空位个数，锂空位与锂离子个数比为，C错误； D．Li+带正电，移动方向与电子移动方向相反；锂空位移动方向与Li+移动方向相反，因此锂空位移动方向与电子移动方向相同，D正确； 故答案选C。 4．B 5．D 【分析】充电时，固态电解质表面的I-可在电解质和石墨边界处被高效电化学氧化为I2，和(I2/)，石墨电极为阳极，In电极为阴极，放电时，In电极为负极，电极反应式为：Li2S-2e- = S+2Li+。 4．A．根据分析，放电时石墨电极为正极，电极反应式为：+2e- = 3I-，A正确； B．充电时，石墨电极为阳极，与电源的正极连接，B错误； C．充电时，阳离子Li+移向阴极In电极，且电路每转移1mol电子，阴极析出1mol Li，阴极增重7g，C正确； D．LBPSI电解质本身含有氧化还原活性的I元素，具有高离子电导率，可以增强Li+的传导性能，D正确； 故答案选B。 5．A．结合晶胞结构可得，n点原子坐标为，A正确； B．结合晶胞的结构可以知道，晶胞沿x轴投影为，B正确； C．晶胞中有8个Li+，S2-的数量为，晶胞的质量为， 晶胞的体积为(a×10-10)cm3=a3×10-30cm3，晶体的密度为，C正确； D．由图可知，，设mn之间距离为x，则有，则x=a pm，D错误； 故答案选D。 6．B 【详解】A．原始为型晶胞结构，的配位数为6（与6个紧邻），不是12，A错误； B．设化合物为，化合物电荷为0，的化合价为−2价，平均化合价为，则，得。 阳离子空位率，代入得：空位率，B正确； C．该晶胞中位于顶点和面心，数目为，原子位于体心和棱心，数目为，即1个晶胞含4个，晶胞质量，晶胞体积，密度，选项中分子少乘4，C错误； D．过程Ⅱ是转化为，嵌入正极，正极得到电子发生还原反应，是放电过程；充电时正极脱出，对应过程Ⅲ，D错误； 故答案选B。 7．A 【详解】A．晶体甲中，位于顶点和面心，数目为；全部位于晶胞内部，数目为4，因此化学式确实为，结构中，的最近且等距的共有个，A错误； B．晶胞质量，晶胞边长，体积，密度，B正确； C．形成分子间氢键需要原子满足电负性大、半径小的条件，S的电负性较小，因此硫化氢不能和乙醇形成分子间氢键，C正确； D．原位置是（电荷），空缺后掺入，电荷变化为，区域丙带负电，D正确； 故选A。 8．C 【详解】A．以4个顶点和2个体心可形成一类八面体空隙，其中心位于面心，以2个顶点和4个体心可形成另一类八面体空隙，其中心位于棱心位置，A正确； B．在电场中可以发生定向迁移，从而起到固体电解质作用，B正确； C．在不同空隙中发生迁移时，空隙总数不会发生变化，C错误； D．晶胞中含有2个AgI，其体积，故摩尔体积为，D正确。 故答案选C。 9．D 【详解】A．18-冠醚-6中不含有阴离子，与间不能形成离子键，A错误； B．每个晶胞中含有2个Au原子（）和6个Ti原子（），晶胞边长为d nm，则晶体的密度为，B错误； C．每个晶胞中所包含的Cu原子的数目为4时，氧原子为2（2：1）每个氧原子与4个铜原子配位，C错误； D．a为，b为，a→b过程Li+脱出，为充电时阳极反应，D正确； 故选D。 10．A 【分析】由图可知，阳极电极反应：2+Cu-2e-=，阴极电极反应，据此分析； 【详解】A．熵描述体系混乱度，捕获富集过程中，游离气态的转变为结合态的含碳物种，体系混乱度降低，属于熵减过程，A错误； B．题干说明与结合了的乙二胺发生竞争反应，能置换出，说明乙二胺与的结合能力强于和的结合能力，B正确； C．乙二胺的与反应时，的碳氧双键断裂一个键，键断裂，加成得到，无其他小分子生成，属于加成反应，C正确； D．阴极发生得电子的还原反应，根据反应机理，阴极是与乙二胺形成的配离子得电子，还原为单质，同时释放出乙二胺实现再生，电极反应，D正确； 故选A。 11．B 【分析】 由晶胞结构可知，硫化锌晶胞中位于顶点和面心的硫离子个数为：8×+6×=4，位于体内的锌离子个数为4；硫化锌晶体中掺入少量氯化亚铜后，区域A中，氯离子替代中硫离子，氯离子比硫离子负电荷少，使得区域A带正电；区域B中，亚铜离子替代中锌离子，亚铜离子比锌离子正电荷少，使得区域B带负电；掺入少量氯化亚铜后，光照下晶胞内电荷区域的能级差引发电子跃迁，从而产生特征发光现象。 【详解】A．X射线衍射是测定晶体结构最科学的方法，所以可用X射线衍射法测定硫化锌晶体结构，A正确； B．由分析可知，硫化锌晶体中掺入少量氯化亚铜后，区域A中，氯离子替代中硫离子，氯离子比硫离子负电荷少，使得区域A带正电；区域B中，亚铜离子替代中锌离子，亚铜离子比锌离子正电荷少，使得区域B带负电，B错误； C．由晶胞结构可知，与位于晶胞中体内的锌离子距离最近的硫离子个数为4，则锌离子的配位数为4；由化学式可知，硫离子的配位数也为4，C正确； D．由分析可知，掺入少量氯化亚铜后，光照下晶胞内电荷区域的能级差引发电子跃迁，从而产生特征发光现象，D正确； 故选B。 12．C 【详解】A．充电时，阳极发生氧化反应（失电子），原放电时的正极A变为充电时的阳极，反应为，A错误； B．放电（原电池）中，阴离子移向负极，因此应该从正极A移向负极B，B错误； C．均摊法计算晶胞中原子数：：8个顶点（每个占）+体心1个，总个数；：6个在面心（每个占），总个数，符合的原子比。晶胞质量：； 晶胞体积： ； 密度，C正确； D．由晶胞结构可知，中心周围紧邻的共6个，即的配位数为6；根据化学式，Ti配位数O配位数，得O配位数，不是4，D错误； 故选C。 13．B 【详解】A．铁氧化物嵌入Li+时，正电荷增多，要满足正、负电荷守恒，该铁氧化物中部分Fe3+被还原为Fe2+，A正确； B．放电时，锂电池的正极材料发生还原反应，部分Fe3+被还原为Fe2+，正电荷减少，则需嵌入Li+，B错误； C．该铁氧化物晶胞的棱心和体心全部嵌入Li+时，得到正极材料LiFe6O8，Li和O个数比为1:8，由于1个铁氧晶胞占有32个O，则1 mol铁氧化物含32 mol氧，最多能嵌入4 mol Li+，C正确； D．化合物甲的阳离子体积比化合物乙小（阴离子相同），化合物甲的晶格能比化合物乙大，所以甲的熔点高，D正确； 答案选B。 14．D 【分析】打针前晶胞中有Li的个数为4×，R的个数为2+2×=3，O的个数为4+4×=6，化学式为LiR3O6；打针后晶胞中有Li的个数为，R的个数为2+2×=3，O的个数为4+4×=6，打针后为（即）。 【详解】A．晶胞的体积为，打针前，晶胞质量为，则密度，A正确； B．注入过程中，化学式由LiR3O6转化为LiRO2(R代表Co、Ni、和Mn)，过渡金属化合价降低，B正确； C．根据分析可知，打针后，晶胞的化学式为，C正确； D．打针后，[SO2CF3]-在阳极失去电子，反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3，生成气体氟代烃CF3-CF3离去，D错误； 故选D。 15．B 【分析】由晶胞的结构可知，晶体II中位于体内的钾离子个数为4，位于棱上和体内的FeC6的个数为：12×+1=4，位于顶点和面心的MnC6的个数为：8×+6×=4，则晶体II的化学式为；由题意可知，锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时随着钾离子脱出，其结构由I经II最终转变为III ，则晶体I的化学式为、晶体Ⅲ的化学式为；由晶胞俯视图可知，晶体I和晶体Ⅲ中FeC6、MnC6的个数与晶体II相等，都为4。 【详解】A．由图可知，Ⅲ转化为Ⅰ的过程是原电池的放电过程，原电池的放电过程发生的反应为自发的氧化还原反应，A正确； B．由分析可知，充电时阳极发生氧化反应，脱出钾离子，铁元素或锰元素的化合价升高，B错误； C．由分析可知，晶体II的化学式为，C正确； D．由分析可知，晶体Ⅲ中FeC6、MnC6的个数都为4，所以晶胞III中含有氰根离子个数为：4×6=24；氰根离子中含有碳氮三键，一个三键含有2个π键，所以晶胞Ⅲ中π键数目为48，D正确； 故选B。 16．C 【分析】从总反应分析，放电时 变为和Li+为氧化反应，该极为原电池的负极，而变为发生还原反应，它为原电池的正极，据此分析作答。 【详解】A．由以上分析，放电时 变为和Li+为氧化反应，该极为原电池的负极，反应为，A项正确； B．过程a中Li+从晶胞中脱出，发生氧化反应，对应充电过程中的正极反应，该过程脱出的Li+经电解质嵌入作为负极的石墨中，B项正确； C．从图看，b过程导致晶胞中增加了棱上1个和面心的一个Li+，总共增加，所以1 mol晶胞转移电子的数目为，C项错误； D．石墨是层状结构，层与层之间以范德华力结合，范德华力较弱，Li+嵌入和脱出时，只是在石墨层间进行移动，不会破坏石墨的层状结构，D项正确； 答案选C。 先人一步 成就梦想 学科网（北京）股份有限公司 $