专题04 物质结构与性质综合（大题专练，分类集训）（上海专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

专题04 物质结构与性质综合 内容概览 题一 新型超分子材料 题二 金属陶瓷材料氮化铬 题三 丰富多彩的晶体生态系统 题四 新能源的开发与利用 题五 坚铝 题六 细胞的能量“货币”——ATP 题七 化学与人工智能 题八 形形色色的储氢材料 题九 金属的有机框架 题十 此题最相“锶”——锶元素 ◆题一 新型超分子材料 (2026·复旦大学附属中学高三四月阶段检测)研究超分子的科学家发明了很多新型分子，这些分子可以充当快递员(主体)，携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域，称为“主客体化学”。 (1)在电镀中常用到含铅电解液，如Na2[PbCl4]，该配合物的外界是___________。 (2)二苯并-18-冠-6-醚可作为主体分子，结合水中的Pb2+，结合后的结构如图1。关于图结构，下列关于二苯并-18-冠-6-醚说法正确的是___________。(不定项) A. 是非极性分子 B. 一氯代物有2种 C. 分子式为C20H20O6 D. 是超分子，具有分子识别的特性 (3)在二苯并-18-冠-6-醚中引入氟原子(如图2)，新的分子对Pb2+的结合能力减弱，试从结构角度解释原因：___________。 (4) KMnO4氧化甲苯时，引入冠醚加快反应速率，原理如图3。分析图3，反应过程中的催化剂是___________。 A. K+ B. C. D. 富勒烯(C₆₀)是一种笼状分子，科学家开发了一些具有富勒烯识别功能的环状分子。 (5) 图4分子可用来制备一种能识别C60的材料。该分子的合成原理类似于酚醛树脂，其合成原料有___________和___________。(填结构简式) (6) 富勒烯(C60)分子的球棍模型如图5所示，分子中每一个碳原子均与周围的3个C原子相连，则1mol C60分子中σ键数目为___________。 (7)金刚石与C60的晶胞结构如图6，比较二者熔点大小：金刚石___________C60(填“>”、“<”或“=”)，并从结构角度分析原因：___________。 (8)充满想象力的科学家尝试用富勒烯作为“车轮”，成功合成了“纳米小车”分子，该分子在一定条件下可以通过σ键的旋转来“行驶”，以运载药物，分子结构如下图7所示。下列说法正确的是___________。 A. 纳米小车属于烃类物质 B. 纳米小车中碳原子只有sp和sp2两种杂化形式 C. 纳米小车主要沿着X方向“行驶” D. 纳米小车属于高分子化合物 一种金属富勒烯配合物合成过程如图8所示。 已知：烯烃、C60等因能提供 π 电子与中心原子形成配位键，被称为“π配体”。 (9)(PPh3)内中心P原子的价层电子对空间构型是___________。 (10)比较两种π配体与Pt的配位能力大小：C2H4___________C60(填“>”、“<”或“=”)。 C60的碱金属(M = K、Rb、Cs)衍生物的晶胞结构如图9。 (11)某种C60的碱金属衍生物的化学式为M3C60，每个晶胞中含有的M原子的数目是___________。 (12)若该物质的摩尔质量为A g·mol⁻¹，晶胞边长为a nm，阿伏加德罗常数为NA。该晶体密度为___________ g·cm-3。 ◆题二 金属陶瓷材料氮化铬 (2026·格致中学高三第二次测验)氮化铬(CrN)是一种良好的金属陶瓷材料。实验室可用如下装置进行模拟制备(省略夹持装置)，固体X可选择不同含铬物质。 (1)铬元素位于元素周期表的___________区。 (2)基态Cr原子的电子发生跃迁时会吸收或发出不同的光，可用光谱分析仪获得___________光谱，鉴定Cr元素的存在。 A．连续 B．线状 (3)实验室常用消石灰和NH4Cl固体混合加热制取氨气。 ①写出该反应的化学方程式：___________。 ②要得到纯净干燥的氨气，可选用的干燥剂是___________。(不定项) A．无水氯化钙 B．浓硫酸 C．碱石灰 固体可用无水氯化铬(CrCl3)固体，反应为NH3+CrCl3CrN+3HCl。 (4)已知无水氯化铬具有很强的吸水性，通常形成晶体CrCl3·6H2O。直接加热脱水往往得到Cr2O3。以CrCl3·6H2O制备无水CrCl3的方法是___________。 (5)实际进行实验时，发现上述装置存在一个缺陷，会导致危险，请简要说明产生危险的原因___________。 固体X也可用固体。通入时先将氧化物还原为金属单质，然后金属单质与另一产物化合得到CrN，这些过程几乎同时进行。 (6)写出NH3与Cr2O3发生第一步氧化还原反应的化学方程式：___________。 (7)不同温度下反应相同时间所得的固体的X射线衍射图谱如图所示(与标准谱图对照后可确定每个衍射峰对应的晶体)。据此可确定用该法合成CrN最适宜的反应温度为___________。 A. 600°C B. 700°C C. 800°C D. 900°C 氮化铬晶胞为立方体，棱长为a nm，结构如图所示。 (8)与氮化铬晶胞结构相似的是___________。 A．氯化铯晶体 B．氯化钠晶体 (9)氮化铬晶胞中氮原子位于由___________个铬原子形成的___________空隙中。 (10)已知CrN晶胞的密度为ρg· cm-3，则阿伏加德罗常数NA=___________。(用含a、ρ的代数式表示，1cm =107nm) ◆题三 丰富多彩的晶体生态系统 (2026·上海交大附中高三模拟)化学是在原子、分子水平上研究物质的组成与结构、性质与转化及应用的科学，随着不断发现新物质，如第四态等离子体、超分子、离子液体等，化学研究进入更深层的领域。回答下列问题： (1)在高能量的作用下，如太阳辐射及等离子体放电装置等，气体中部分气态分子会被电离成电子和正离子，从而形成等离子体。下列说法错误的是______。 A. 等离子体的外观为气态 B. 大气形成的等离子体中含有O+、O2+ C. 通常状况下，等离子体很稳定 D. 等离子体具有较强的导电性 (2) KMnO4水溶液氧化液态烯烃的效果较差，加入冠醚后与正离子作用，将正离子和对应的负离子都带入有机溶剂，增大了MnO4-在液态烯烃中溶解性，快速反应，原理如下： ①该冠醚不能加快高锰酸钠与液态烯烃的反应速率的原因是______。 ②若该冠醚有部分氢原子被氟原子取代，其与K+形成的超分子稳定性将______。 A.增强 B.减弱 C.无影响 D.无法确定 (3) 已知一种常用的有机转化方法，如下图： 该反应得到的两种有机产物几乎一样多，为了得到较单一的有机产物，可先加入环六糊精形成超分子，再加入HClO，如下图所示。 ①上述有机反应的反应类型为______。 A.加成 B.取代 C.还原 D.聚合 ②加入环六糊精后，最终得到的有机产物的结构简式为______。 (4)如图所示的离子液体；熔点为6.5℃，沸点为340℃，其正离子的五元环为平面结构。 ①其中N、F、P三种元素的电负性由大列小的顺序为______。 ②标*号的N原子采取的杂化方式为______。 A.sp B.sp3 C.sp2 D.sp4 ③离子液体的熔点远低于离子晶体的原因是______。 (5) FeCl2与FeCl3的熔沸点如下表所示： 熔点(℃) 沸点(℃) FeCl2 670 700 FeCl3 308(非常压时测定) >310升华 从结构角度，请解释两者熔点差异的原因______。 ◆题四 新能源的开发与利用 (2026·曹杨二中高三第5次模拟)我国科学家研发的“液态阳光”计划是通过太阳能发电电解水制氢，也有研究利用“太阳能直接热分解水制氢”。 (1)在相同条件下同时存在如下两个过程：i．；ii．。比较下列量的相对大小：①放出热量_________；②反应速率_________。(均从选项中选择) A. B. C. (2)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅，属于_________晶体，基态Si原子电子排布式为：_________。砷化镓的熔点为1238℃，具有空间网状结构，作为半导体，性能比硅更优良，有“半导体贵族”之称。As、Ga原子最外电子层均达到8电子稳定结构，则该晶体中的化学键的类型有_________(不定项)。 A.离子键 B.极性键 C.配位键 D.π键 (3)已知氮化硼(BN)与砷化镓(GaAs)也属于同类型晶体，比较两种晶体熔点高低并说明理由。_________。上述两种晶体的四种元素电负性最小的是_________(填元素符号)。 科学家预测21世纪中叶将进入“氢能经济时代”，氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。 (4)LiNH2也是一种较为常见的储氢材料，它能与水反应生成两种碱性物质，写出反应的化学方程式：_________。 (5)液氨是富氢物质，是氢能理想载体，利用实现储氢和输氢。下列说法正确的是________。(不定项) A. NH3分子中N原子的价层电子对数为4 B. 相同压强下，NH3的沸点比低 C. [Cu(NH3)4]2+离子中，中心原子或离子为Cu D. CN-的电子式为 (6)一种氨的衍生物N2F2分子中所有原子均达到八电子稳定状态，则氮原子的杂化轨道类型为_________，N2F2可能的两种结构(立体异构)为_________、_________。 (7)Ca与C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。C60晶体易溶于苯、CS2等溶剂，C60是_________分子(填“极性”或“非极性)，微粒间的作用力为_________。(不定项) A.非极性键 B.分子键 C.范德华力 D.键 ◆题五 坚铝 (2026·复旦附中高三第二次阶段检测)在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。 (1)基态Cu2+的价电子排布式为___________，Cu2+与OH⁻反应能生成[Cu(OH)4]2−，向其中加入浓氨水生成更稳定的深蓝色铜氨配合物，请写出离子方程式：___________。 (2)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。 A. [Ne]3s1 B. [Ne]3s2 C. [Ne]3s23p1 D. [Ne]3p1 (3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，能与 Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，形成环状离子后，乙二胺中的H-N-H的键角___________(填写“增大”、“减小”或“不变”)，原因是___________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是___________(填“Mg2+”或“Cu2+”)。 (4)一些氯化物的熔点如下表所示： 氯化物 TiCl4 MgCl2 NaCl 熔点/℃ -25 714 801 运用仪器对以上物质进行分析发现，四氯化钛属于过渡型晶体，其晶体内所含作用力为___________，氯化镁晶体中含有层状结构，该仪器分析方法为___________。 A．质谱法 B．晶体X射线衍射 C．红外光谱法 D．紫外分光光度法 (5)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu，图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，原子之间最短距离___________。设阿伏加德罗常数的值为NA，已知MgCu2的密度是ρ g·cm−3，则NA是___________(列出含a、ρ的表达式)。 ◆题六 细胞的能量“货币”——ATP (2026·上海市行知中学高三模拟) 磷是重要的元素，能形成多种含氧酸和含氧酸盐。 (1)植物光合作用和动物体内食物氧化分解提供的能量，可使ADP与磷酸重新反应合成ATP，生物体内ATP-ADP循环示意图如图。下列说法错误的是___________。 A. ATP和ADP既有酸性又有碱性 B. ADP由戊糖、含氮碱基、磷酸脱水缩合而成 C. ATP和ADP分子中C原子有 sp2、 sp3两种杂化方式 D. 、pH约为7时，ATP水解为ADP需要酶的辅助，因此该过程是非自发的 (2) ATP中的碱基与尿嘧啶(如图所示)作用时，形成的氢键的种类可能有___________。(氢键可用“”表示) (3)磷的基态原子价电子轨道表示式为___________，其基态原子核外能量最高的电子所在能层的符号为___________。 磷的含氧酸除了H3PO4以外，还有亚磷酸(结构如图所示)等。 (4)H3PO3是二元酸，在水中O-H键能断裂解离出H+而P-H键不能，从元素性质的角度解释其原因___________。 时，向一定体积的亚磷酸溶液中滴加等物质的量浓度的NaOH溶液，混合液中含磷粒子的物质的量分数()与溶液pH的关系如图所示。 (5)结合以上信息，从物质类别来看，NaH2PO3属于___________。 A. 酸式盐 B. 碱式盐 C. 正盐 D. 复盐 (6)图中代表含磷粒子为___________。 A．H3PO3 B．H2PO3- C．HPO32- (7)根据图中数据，通过计算判断常温下NaH2PO3溶液的酸碱性___________。 (8)常温下，向H3PO3溶液中加入溶液，当溶液中时，溶液中___________。 ◆题七 化学与人工智能 (2026·上海华东师大二附中高三模拟)近年来人工智能(AI)飞速发展，而AI中的数学模型大多数是通过图形处理器(GPU)来实现的，GPU芯片的主要成分是Si，其中有掺杂了P元素等的n型半导体和掺杂了B元素等的p型半导体。 (1)Si位于元素周期表中的___________区。 A. s B. p C. d D. f (2)下列关于基态B原子核外电子的说法中，正确的是___________。(不定项) A. 有5种不同能量的电子 B. 5种不同形状的电子云 C. 有5种运动状态不同的电子 D. 有5种空间运动状态不同的电子 (3) B的一种化合物为H4P2O7，该分子中不含有___________。(不定项) A. 键 B. 键 C. 配位键 D. 离子键 (4)下列性质中，Si大于P的是___________。(不定项) A. 电负性 B. 第一电离能 C. 原子半径 D. 最高价氧化物对应水化物的酸性 (5)磷的三卤化物有PF3、PCl3、PBr3和PI3，画出其中键长最长的分子的电子式___________。 某化学小组的同学通过向AI提问，学习到了磷的含氧酸有磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)、偏磷酸(HPO3)、焦磷酸(H4P2O7)、过二磷酸(H4P2O8)等等，其结构式如下图所示。 (6)上述磷的含氧酸中，最有可能具有强氧化性的是___________。 A．过二磷酸 B．亚磷酸 C．次磷酸 D．偏磷酸 (7)根据磷酸、焦磷酸和亚磷酸的结构式，画出焦亚磷酸的结构式___________。 (8) 已知H3PO4和HI的相对分子质量和熔、沸点如下表所示， H3PO4 HI 相对分子质量 98 128 熔点/℃ 42 沸点/℃ 261 请简要解释H3PO4的熔、沸点高于HI的原因___________。 (9)已知磷酸是三元酸、亚磷酸是二元酸、次磷酸是一元酸，总结磷的含氧酸中能体现酸性的氢原子的特征___________，并从化学键的极性角度解释原因___________。 AI不仅能帮助我们检索已有的化学知识，而且还能促进化学自身的发展。2019年复旦大学刘智雄团队在《nature catalysis》上发表了论文，运用AI技术发现了具有重要意义的高效催化剂。其中某种晶体的结构如图1所示，该晶胞能分成8个正方体(图2)，其中4块A结构(图3)之间不共用面，4块B结构(图4)之间也不共用面。 (10)可以用于鉴定该晶体结构的方法是___________。 A. 原子光谱 B. 红外光谱 C. 质谱 D. X射线衍射 (11)请在图中画出晶体中的Zn在底面的投影________。 (12)已知上述一个晶胞的体积为Vcm3，计算晶体的密度ρ=___________g· cm-3。(用含有 NA的式子表示) ◆题八 形形色色的储氢材料 (2026·上海浦东新区高三模拟)氢能是一种极具潜力的清洁能源，下列物质都是有广阔应用前景的储氢材料。氨硼烷(NH3BH3)是固体储氢材料，电负性：N-3.0；B-2.0；H-2.1，氨硼烷的球棍模型如图所示： (1)基态B原子价电子层上的电子先激发再杂化，激发过程中形成的原子光谱为______光谱(填“吸收”或“发射”)。 (2)氨硼烷与乙烷是等电子体，氨硼烷在水中溶解能力大于乙烷的原因是____。 (3)比较键角H-N-H：NH3____NH3BH3(选填编号)。 A.大于 B.小于 C.等于 (4)氨硼烷(NH3BH3)电池可在常温下进行，总反应： NH4BO2是强电解质)负极的电极反应式为______。 (5)氨基配合物Cu3[Co(CN)6]2·xH2O也是一种常见的储氢材料。 ①基态N原子的最高能级的电子云形状是_____。 ②Cu3[Co(CN)6]2中不含的化学键有_____。 A.共价键 B.金属键 C.配位键 D.离子键 ③Co(Ⅱ)化合物转化为Co(Ⅲ)化合物：在空气中久置后，CoCl2溶液无明显变化；配制成[Co(NH3)6]2+后，放置在空气中即可被氧化为[Co(NH3)6]3+，[Co(NH3)6]3+中提供空轨道的微粒是_____，该配离子的配位数是____，据此推测还原性更强的是____(填“Co3+”或“[Co(NH3)6]2+”)。 (6)氢气安全贮存和运输是氢能应用的关键，铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。 ①距离Fe原子最近的Mg原子个数是________。 A.4 B.6 C.8 D.12 ②若该晶胞的边长为dcm，阿伏加德罗常数为NA，则该合金的密度为________g· cm-3。 ③若该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg48g的该储氢合金可储存标准状况下H2的体积约为________L。 A.5.6 B.11.2 C.22.4 D.44.8 ◆题九 金属的有机框架 (2026·上海市西中学高三模拟)“金属有机框架”(MOF)是三维材料，MOF-5晶体的低温储氢性能非常优异，其结构如下图所示。对苯二甲酸(BDC)作为有机配体，与无机基团[Zn4O]6+连接。 (1) [Zn4O]6+中O原子的杂化轨道类型为______。 (2)下列也可以作为有机配体与[Zn4O]6+连接形成三维多孔骨架的是______。(不定项) A. B. C. D. MOF-5晶体属于立方晶系，如图所示，其晶胞由8个结构相似的重复单元构成。 (3)每个重复单元中BDC2−的个数为______。 (4)已知[Zn4O]6+与BDC2−的摩尔质量分别为M1 g·molˉ1和M2g·molˉ1，阿伏加德罗常数为NA，MOF-5晶体的密度为______g· cm-3。(1cm =107nm) (5)将MOF材料与ZnO复合可制备荧光材料ZnO-MOF，ZnO溶于氨水生成 [Zn(NH3)4]2+，1mol [Zn(NH3)4]2+中共有______mol的σ键，Zn(OH)2也可溶于氨水生成[Zn(NH3)4]2+，写出该反应的离子方程式：______。氢氧化铜也可溶于氨水形成[Cu(NH3)4](OH)2，[Cu(NH3)4]2+结构中，若用两个H2O分子代替两个NH3分子，可以得到两种不同结构的化合物，推测[Cu(NH3)4]2+的空间结构为______。 ◆题十 此题最相“锶”——锶元素 (2026·上海市延安中学高三质量调研)锶(Sr)位于元素周期表第五周期第ⅡA族，是典型的活泼碱土金属。 (1)基态锶原子的价电子轨道表示式为___________。 (2)Sr存在两种稳定同位素86Sr、87Sr，可用___________区分。 A. 质谱法 B. 原子吸收光谱 C. 李比希燃烧法 D. 焰色反应 含锶化合物用途广泛，其中氯化锶六水合物(SrCl2·6H2O)主要用于制备锶盐、可作磁性材料添加剂及有机合成催化剂。 现有两种提取SrCl2·6H2O的方案： 【方案1】从含锶废渣(主要成分含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3等)中提取的流程如下图所示： 已知：25℃时，， (3)盐酸浸取后的溶液中主要的正离子有Sr2+、Ca2+、___________(填离子符号)。 (4)“盐浸”的目的是让SrSO4转化反应的离子方程式为___________，现往含0.01 mol SrSO4固体的“浸出渣”中加入100mL0.1mol·L-1BaCl2溶液，充分反应后，理论上溶液中c(Sr2+):c(SO42-－)=___________(忽略溶液体积的变化，反应在25℃下进行)。 (5)将窝穴体()与K+形成的超分子加入“浸出液”中，也能提取其中的Sr2+，整个过程体现了超分子___________。 A．自组装形成分子机器的能力 B．分子识别形成主客体体系的能力 (6)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2的最优方法是___________。 A. 加热脱水 B. 在HCl气流中加热 C. 常温加压 D. 加热加压 【方案2】从天青石(主要成分有 SrSO4、BaSO4)中提取的流程如下图所示： (7)高温焙烧时，若0.5 mol SrSO4完全反应转移4 mol电子，则该反应的化学方程式为___________。 (8)从“绿色化学”角度评价方案2：___________(列举1点)。 锆酸锶(SrZrO3)可用于制造高频热稳定陶瓷电容器和高温陶瓷电容器，其一种立方晶胞结构如图所示，其中a、b、c原子的坐标分别为、、。 (9)锆原子填充在氧原子形成的___________空隙中。 A．四面体 B．八面体 C．立方体 (10)与O原子距离最近且等距的O原子的数目为___________。 A. 4 B. 6 C. 8 D. 12 (11)该晶胞沿体对角线方向的投影图为(投影图中黑球表示Sr或Zr，灰球表示O) ___________。 A. B. C. D. 1 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 物质结构与性质综合 内容概览 题一 新型超分子材料 题二 金属陶瓷材料氮化铬 题三 丰富多彩的晶体生态系统 题四 新能源的开发与利用 题五 坚铝 题六 细胞的能量“货币”——ATP 题七 化学与人工智能 题八 形形色色的储氢材料 题九 金属的有机框架 题十 此题最相“锶”——锶元素 ◆题一 新型超分子材料 (2026·复旦大学附属中学高三四月阶段检测)研究超分子的科学家发明了很多新型分子，这些分子可以充当快递员(主体)，携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域，称为“主客体化学”。 (1)在电镀中常用到含铅电解液，如Na2[PbCl4]，该配合物的外界是___________。 (2)二苯并-18-冠-6-醚可作为主体分子，结合水中的Pb2+，结合后的结构如图1。关于图结构，下列关于二苯并-18-冠-6-醚说法正确的是___________。(不定项) A. 是非极性分子 B. 一氯代物有2种 C. 分子式为C20H20O6 D. 是超分子，具有分子识别的特性 (3)在二苯并-18-冠-6-醚中引入氟原子(如图2)，新的分子对Pb2+的结合能力减弱，试从结构角度解释原因：___________。 (4) KMnO4氧化甲苯时，引入冠醚加快反应速率，原理如图3。分析图3，反应过程中的催化剂是___________。 A. K+ B. C. D. 富勒烯(C₆₀)是一种笼状分子，科学家开发了一些具有富勒烯识别功能的环状分子。 (5) 图4分子可用来制备一种能识别C60的材料。该分子的合成原理类似于酚醛树脂，其合成原料有___________和___________。(填结构简式) (6) 富勒烯(C60)分子的球棍模型如图5所示，分子中每一个碳原子均与周围的3个C原子相连，则1mol C60分子中σ键数目为___________。 (7)金刚石与C60的晶胞结构如图6，比较二者熔点大小：金刚石___________C60(填“>”、“<”或“=”)，并从结构角度分析原因：___________。 (8)充满想象力的科学家尝试用富勒烯作为“车轮”，成功合成了“纳米小车”分子，该分子在一定条件下可以通过σ键的旋转来“行驶”，以运载药物，分子结构如下图7所示。下列说法正确的是___________。 A. 纳米小车属于烃类物质 B. 纳米小车中碳原子只有sp和sp2两种杂化形式 C. 纳米小车主要沿着X方向“行驶” D. 纳米小车属于高分子化合物 一种金属富勒烯配合物合成过程如图8所示。 已知：烯烃、C60等因能提供 π 电子与中心原子形成配位键，被称为“π配体”。 (9)(PPh3)内中心P原子的价层电子对空间构型是___________。 (10)比较两种π配体与Pt的配位能力大小：C2H4___________C60(填“>”、“<”或“=”)。 C60的碱金属(M = K、Rb、Cs)衍生物的晶胞结构如图9。 (11)某种C60的碱金属衍生物的化学式为M3C60，每个晶胞中含有的M原子的数目是___________。 (12)若该物质的摩尔质量为A g·mol⁻¹，晶胞边长为a nm，阿伏加德罗常数为NA。该晶体密度为___________ g·cm-3。 【答案】(1)Na+ (2)A (3) F的电负性大，由于吸电子效应，使得冠醚分子中O原子给出电子对的能力减弱 (4) C (5) CH3CHO (6)90NA (7)> 金刚石是共价晶体，C60是分子晶体，熔融时分别破坏共价键和分子间作用力，共价键强度大于分子间作用力，故金刚石熔点高于C60 (8)C (9)四面体形 (10) < (11)12 (12) 【解析】(1)Na2[PbCl4]中Pb2+与Cl-形成配位键，故Na+为外界。 (2)A．二苯并-18-冠-6-醚呈立体对称性，正负电荷中心重合，属于非极性分子，A正确；B．二苯并-18-冠-6-醚分子中，苯环上有2种不同化学环境的氢原子，亚甲基上也有2种不同化学环境的氢原子，故共有4种不同化学环境的氢原子，其一氯代物有4种，B错误；C．二苯并-18-冠-6-醚的分子式为C20H24O6，C错误；D．二苯并-18-冠-6-醚是有机物不属于超分子，结合Pb2+后的物质(图1)是超分子，具有分子识别的特性，D错误；故选A。 (3)氟原子是吸电子基，使得冠醚分子中O原子给出电子对的能力减弱，导致在二苯并-18-冠-6-醚中引入氟原子，新的分子对Pb2+的结合能力减弱。 (4)冠醚在水相中结合K+转移到有机相中，通过静电吸附作用促进MnO4 -向有机相转移，MnO4 -把甲苯氧化为苯甲酸根离子后进入水相，通过静电吸引促进结合K+的冠醚进入水相，脱附得到冠醚。引入冠醚可促进MnO4 -向有机相转移，加快反应速率，故该反应过程中的催化剂为冠醚，故选C。 (5)酚醛树脂是由苯酚和甲醛通过缩聚反应获得，图4分子的合成原理类似酚醛树脂，故合成原料有和CH3CHO。 (6)富勒烯分子中每一个碳原子均与周围的3个C原子相连，根据均摊法，每个碳原子的σ键个数个，故富勒烯分子中的σ键个数个，1mol C60分子中σ键数目为90NA。 (7)金刚石是共价晶体，C60是分子晶体，熔融时分别破坏共价键和分子间作用力，共价键强度大于分子间作用力，故金刚石熔点高于C60。 (8)A．纳米小车中含有C、H、O原子，属于烃的衍生物，不属于烃，A错误；B．纳米小车中含有的-OC10H21中的碳原子为饱和碳原子，杂化方式为sp3杂化，苯环上的碳原子为sp2杂化。碳碳三键上的碳原子为sp杂化，B错误；C．纳米小车的“车轮”C60围绕Y轴方向的“车轴”旋转，从而驱动小车沿X方向“行驶”，C正确；D．纳米小车不属于高分子化合物，分子量小于1万，且没有重复结构单元，D错误；故选C。 (9)该有机物中心P原子含有3条σ键和1对孤对电子，价电子数为4，价层电子对空间构型是四面体形。 (10)C2H4与C60均是π配体，能通过π电子与中心金属原子形成配位键，C60由60个碳原子构成球形结构，碳原子为sp2杂化，sp2杂化的碳原子与3个碳形成σ键，，未参与杂化的p轨道上的电子形成离域π键，具有更大的π电子云，因此配位能力更强。配体与Pt的配位能力大小：C2H4<C60。 (11)晶胞中的小黑球代表M，分别位于棱心(12个)、体内(8个)和体心(1个)，根据均摊法个数为。 (12)该物质的化学式为M3C60，根据晶胞中有12个M可得密度。 ◆题二 金属陶瓷材料氮化铬 (2026·格致中学高三第二次测验)氮化铬(CrN)是一种良好的金属陶瓷材料。实验室可用如下装置进行模拟制备(省略夹持装置)，固体X可选择不同含铬物质。 (1)铬元素位于元素周期表的___________区。 (2)基态Cr原子的电子发生跃迁时会吸收或发出不同的光，可用光谱分析仪获得___________光谱，鉴定Cr元素的存在。 A．连续 B．线状 (3)实验室常用消石灰和NH4Cl固体混合加热制取氨气。 ①写出该反应的化学方程式：___________。 ②要得到纯净干燥的氨气，可选用的干燥剂是___________。(不定项) A．无水氯化钙 B．浓硫酸 C．碱石灰 固体可用无水氯化铬(CrCl3)固体，反应为NH3+CrCl3CrN+3HCl。 (4)已知无水氯化铬具有很强的吸水性，通常形成晶体CrCl3·6H2O。直接加热脱水往往得到Cr2O3。以CrCl3·6H2O制备无水CrCl3的方法是___________。 (5)实际进行实验时，发现上述装置存在一个缺陷，会导致危险，请简要说明产生危险的原因___________。 固体X也可用固体。通入时先将氧化物还原为金属单质，然后金属单质与另一产物化合得到CrN，这些过程几乎同时进行。 (6)写出NH3与Cr2O3发生第一步氧化还原反应的化学方程式：___________。 (7)不同温度下反应相同时间所得的固体的X射线衍射图谱如图所示(与标准谱图对照后可确定每个衍射峰对应的晶体)。据此可确定用该法合成CrN最适宜的反应温度为___________。 A. 600°C B. 700°C C. 800°C D. 900°C 氮化铬晶胞为立方体，棱长为a nm，结构如图所示。 (8)与氮化铬晶胞结构相似的是___________。 A．氯化铯晶体 B．氯化钠晶体 (9)氮化铬晶胞中氮原子位于由___________个铬原子形成的___________空隙中。 (10)已知CrN晶胞的密度为ρg· cm-3，则阿伏加德罗常数NA=___________。(用含a、ρ的代数式表示，1cm =107nm) 【答案】(1)d (2)B (3)①2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O ② C (4)在HCl氛围加热 (5)反应生成的HCl与未反应的NH3会化合生成2NH4Cl固体，易堵塞导管，造成装置内压强过大引发危险 (6) (7)C (8)B (9)6 八面体 (10) 【解析】(1)Cr原子序数为24，价电子排布为3d54s1，最后一个电子填充在d轨道，属于d区。 (2)不同元素的原子电子跃迁时，会产生特征的线状光谱，可用于鉴定元素存在，选B。 (3)实验室制备氨气的方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；无水氯化钙会与NH3发生化合反应，浓硫酸会吸收NH3，应使用碱石灰干燥，故选C。 (4)直接加热会促进CrCl3水解生成Cr2O3，在HCl氛围中可以抑制Cr3+水解，得到无水氯化铬。 (5)反应生成的HCl与未反应的NH3会化合生成NH4Cl固体，易堵塞导管，造成装置内压强过大引发危险。 (6)第一步Cr2O3被还原为Cr单质，Cr从+3价降为0价，NH3中N从-3价升为0价生成N2：。 (7)由XRD图可知，600℃ 只有Cr2O3，700℃ 仍有Cr2O3杂质，800℃ 已经完全生成纯净CrN，900℃ 温度过高浪费能源，故最适宜温度为800℃ 。 (8)CrN晶胞中Cr位于顶点和面心，N位于棱心和体心，阴、阳离子个数比为1:1，晶体结构与氯化钠相似，氯化铯为体心立方结构，选B。 (9)CrN为NaCl型结构，每个N原子周围有6个最近的Cr原子，N位于6个Cr原子形成的八面体空隙中。 (10)晶胞中含4个CrN，晶胞质量，晶胞体积，由，整理得。 ◆题三 丰富多彩的晶体生态系统 (2026·上海交大附中高三模拟)化学是在原子、分子水平上研究物质的组成与结构、性质与转化及应用的科学，随着不断发现新物质，如第四态等离子体、超分子、离子液体等，化学研究进入更深层的领域。回答下列问题： (1)在高能量的作用下，如太阳辐射及等离子体放电装置等，气体中部分气态分子会被电离成电子和正离子，从而形成等离子体。下列说法错误的是______。 A. 等离子体的外观为气态 B. 大气形成的等离子体中含有O+、O2+ C. 通常状况下，等离子体很稳定 D. 等离子体具有较强的导电性 (2) KMnO4水溶液氧化液态烯烃的效果较差，加入冠醚后与正离子作用，将正离子和对应的负离子都带入有机溶剂，增大了MnO4-在液态烯烃中溶解性，快速反应，原理如下： ①该冠醚不能加快高锰酸钠与液态烯烃的反应速率的原因是______。 ②若该冠醚有部分氢原子被氟原子取代，其与K+形成的超分子稳定性将______。 A.增强 B.减弱 C.无影响 D.无法确定 (3) 已知一种常用的有机转化方法，如下图： 该反应得到的两种有机产物几乎一样多，为了得到较单一的有机产物，可先加入环六糊精形成超分子，再加入HClO，如下图所示。 ①上述有机反应的反应类型为______。 A.加成 B.取代 C.还原 D.聚合 ②加入环六糊精后，最终得到的有机产物的结构简式为______。 (4)如图所示的离子液体；熔点为6.5℃，沸点为340℃，其正离子的五元环为平面结构。 ①其中N、F、P三种元素的电负性由大列小的顺序为______。 ②标*号的N原子采取的杂化方式为______。 A.sp B.sp3 C.sp2 D.sp4 ③离子液体的熔点远低于离子晶体的原因是______。 (5) FeCl2与FeCl3的熔沸点如下表所示： 熔点(℃) 沸点(℃) FeCl2 670 700 FeCl3 308(非常压时测定) >310升华 从结构角度，请解释两者熔点差异的原因______。 【答案】(1) C (2) ① 冠醚通过空腔与阳离子尺寸匹配结合阳离子，该冠醚适合结合K+，Na+半径更小，无法匹配形成超分子，因此不能将MnO4-带入有机相，无法加快反应 ② B (3) ① B ② (4) ①F＞N＞P ② C ③ 该离子液体的阴阳离子体积大，阴阳离子间的静电作用(离子键)强度远小于常规离子晶体，晶格能小，因此熔点远低于普通离子晶体 (5) FeCl2​属于离子晶体，微粒间作用力为离子键； FeCl3属于分子晶体，微粒间作用力为分子间作用力；离子键强度远大于分子间作用力，因此 FeCl2熔点远高于 FeCl3 【解析】(1)等离子体需要高能量条件维持，通常状况下不稳定，会重新结合为中性分子，等离子体由电离产生，含自由带电粒子，导电性强，外观为气态，大气电离可产生O+、O2+，C错误。 (2)①冠醚通过空腔与阳离子尺寸匹配结合阳离子，该冠醚适合结合K+，Na+半径更小，无法匹配形成超分子，因此不能将MnO4-带入有机相，无法加快反应；②F电负性远大于H，H被F取代后，吸电子作用使冠醚内腔O原子的电子云密度降低，对K+的静电吸引作用减弱，超分子稳定性减弱。 (3)①该反应是苯环上的氢原子被氯原子取代，属于取代反应；②环六糊精包合苯甲醚时，体积较大的-OCH3​留在空腔外，苯环的邻位被包在空腔内被遮挡，HClO只能进攻对位，最终得到对氯苯甲醚：。 (4)①电负性同周期从左到右增大，同主族从上到下减小，因此电负性F＞N＞P；②五元环为平面结构，标号N在五元环中，因此为sp2杂化；③该离子液体的阴阳离子体积大，阴阳离子间的静电作用(离子键)强度远小于常规离子晶体，晶格能小，因此熔点远低于普通离子晶体。 (5)FeCl2​属于离子晶体，微粒间作用力为离子键；FeCl3属于分子晶体，微粒间作用力为分子间作用力；离子键强度远大于分子间作用力，因此 FeCl2熔点远高于 FeCl3。 ◆题四 新能源的开发与利用 (2026·曹杨二中高三第5次模拟)我国科学家研发的“液态阳光”计划是通过太阳能发电电解水制氢，也有研究利用“太阳能直接热分解水制氢”。 (1)在相同条件下同时存在如下两个过程：i．；ii．。比较下列量的相对大小：①放出热量_________；②反应速率_________。(均从选项中选择) A. B. C. (2)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅，属于_________晶体，基态Si原子电子排布式为：_________。砷化镓的熔点为1238℃，具有空间网状结构，作为半导体，性能比硅更优良，有“半导体贵族”之称。As、Ga原子最外电子层均达到8电子稳定结构，则该晶体中的化学键的类型有_________(不定项)。 A.离子键 B.极性键 C.配位键 D.π键 (3)已知氮化硼(BN)与砷化镓(GaAs)也属于同类型晶体，比较两种晶体熔点高低并说明理由。_________。上述两种晶体的四种元素电负性最小的是_________(填元素符号)。 科学家预测21世纪中叶将进入“氢能经济时代”，氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。 (4)LiNH2也是一种较为常见的储氢材料，它能与水反应生成两种碱性物质，写出反应的化学方程式：_________。 (5)液氨是富氢物质，是氢能理想载体，利用实现储氢和输氢。下列说法正确的是________。(不定项) A. NH3分子中N原子的价层电子对数为4 B. 相同压强下，NH3的沸点比低 C. [Cu(NH3)4]2+离子中，中心原子或离子为Cu D. CN-的电子式为 (6)一种氨的衍生物N2F2分子中所有原子均达到八电子稳定状态，则氮原子的杂化轨道类型为_________，N2F2可能的两种结构(立体异构)为_________、_________。 (7)Ca与C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。C60晶体易溶于苯、CS2等溶剂，C60是_________分子(填“极性”或“非极性)，微粒间的作用力为_________。(不定项) A.非极性键 B.分子键 C.范德华力 D.键 【答案】(2)A A (2)共价 1s22s22p63s23p2 BC (3)熔点高低：BN>GaAs，氮化硼(BN)与砷化镓(GaAs)同属于共价晶体，由于键长B-N<Ga-As,键能：B-N>Ga-As，故两种晶体的熔点高低：BN>GaAs Ga (4) (5)AD (6)sp2 (7)非极性 AC 【解析】(1)①反应i中是H原子、O原子直接反应，反应ii是H2、O2反应，反应ii中需断共价键吸热转化为原子，故放出热量：反应i>反应ii，选A。②原子直接发生反应的速度比共价键断裂的速度快，故反应速率：反应i>反应ii，选A。 (2)单晶硅或多晶硅均属于共价晶体。基态Si原子核外有14个电子，按照核外电子排布规则其电子排布式为1s22s22p63s23p2。砷化镓熔点为1238℃，具有空间网状结构，故从晶体类型角度分析为共价晶体，含有共价键(As-Ga之间的共价键为极性键)；As、Ga原子最外电子层均达到8电子稳定结构，故应含有配位键。故选BC。 (3)氮化硼(BN)与砷化镓(GaAs)同属于共价晶体，由于键长B-N<Ga-As,键能：B-N>,Ga-As，故两种晶体的熔点高低：BN>GaAs。上述两种晶体的四种元素有B、N、Ga、As，电负性：非金属元素>金属元素，所以电负性最小的是Ga。 (4)与水反应生成两种碱性物质，分别是LiOH和NH3，反应的化学方程式为。 (5)A．NH3分子中N原子由3条σ键和1对孤对电子构成，价层电子对数为4，A正确；B．NH3能形成氢键，导致沸点升高，故NH3的沸点比PH3高，B错误；C． [Cu(NH3)4]2+离子中，中心原子或离子为Cu2+，C错误；D．CN-的电子式为，D正确；故选AD。 (6)N2F2分子中所有原子均达到八电子稳定状态，则结构式为F-N=N-F，N原子的σ键有2条，含有1对孤对电子，价电子对数为3，杂化类型为sp2。N2F2含有顺式、反式两种不同的结构，有、。 (7)苯、CS2是非极性分子，C60晶体易溶于苯、CS2等溶剂，故C60是非极性分子。C60分子内含有碳碳共价键，这些键是非极性键。C60晶体中，分子与分子之间存在范德华力。故选AC。 ◆题五 坚铝 (2026·复旦附中高三第二次阶段检测)在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。 (1)基态Cu2+的价电子排布式为___________，Cu2+与OH⁻反应能生成[Cu(OH)4]2−，向其中加入浓氨水生成更稳定的深蓝色铜氨配合物，请写出离子方程式：___________。 (2)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。 A. [Ne]3s1 B. [Ne]3s2 C. [Ne]3s23p1 D. [Ne]3p1 (3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，能与 Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，形成环状离子后，乙二胺中的H-N-H的键角___________(填写“增大”、“减小”或“不变”)，原因是___________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是___________(填“Mg2+”或“Cu2+”)。 (4)一些氯化物的熔点如下表所示： 氯化物 TiCl4 MgCl2 NaCl 熔点/℃ -25 714 801 运用仪器对以上物质进行分析发现，四氯化钛属于过渡型晶体，其晶体内所含作用力为___________，氯化镁晶体中含有层状结构，该仪器分析方法为___________。 A．质谱法 B．晶体X射线衍射 C．红外光谱法 D．紫外分光光度法 (5)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu，图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，原子之间最短距离___________。设阿伏加德罗常数的值为NA，已知MgCu2的密度是ρ g·cm−3，则NA是___________(列出含a、ρ的表达式)。 【答案】(1)3d9 [Cu(OH)4]2− + 4NH3= [Cu(NH3)4]2+ + 4OH⁻ (2)A (3)增大 乙二胺中的氮原子在形成配合物前后都为sp3杂化，形成乙二胺中氮含有孤电子对，形成配合物后转化为配位键，配位键对N-H键的排斥作用力<孤电子对对N-H键的排斥作用力，所以键角增大 Cu2+ (4)分子间作用力(范德华力)、共价键 B (5) 【解析】(1)Cu原子序数为29，价电子为3d104s1，失去两个电子生成Cu2+，故价电子排布式为3d9；与浓氨水反应生成深蓝色的[Cu(NH3)4]2+，离子方程式：[Cu(OH)4]2-+4NH3=[Cu(NH3)4]2++4OH-； (2)电子层数越少、轨道全满或半满，电离能越大，C和D为激发态，能量高，电离能小，B为镁原子，第一电离能较小，A为Mg+，在四个选项中电离能最大，故选A。 (3)乙二胺中的N原子与金属离子形成配位键后,N原子的孤电子对变为成键电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力减小，成键电子对之间的排斥力增大，因此键角增大。Cu2+与乙二胺形成的配合物更稳定，是因为Cu2+是过渡金属离子，半径较大且含有的空轨道多于镁离子，比主族金属离子Mg2+更易形成配合物，故稳定性较高的是：Cu2+； (4)四氯化钛为过渡型晶体，过渡型晶体介于分子晶体与共价晶体之间，分子间为范德华力，分子内为共价键，故晶体内所含作用力为：分子间作用力(范德华力)和共价键；分析晶体结构的仪器方法：X射线衍射可用于测定晶体的微观结构、层状结构等，故选B。 (5)如图所示，，CD距离为y，该长度为体对角线BC长度的=；晶胞中Mg原子数：金刚石堆积的晶胞中Mg原子数为；Cu原子数为，晶胞质量，晶胞体积，由密度公式，得：，整理得：。 ◆题六 细胞的能量“货币”——ATP (2026·上海市行知中学高三模拟) 磷是重要的元素，能形成多种含氧酸和含氧酸盐。 (1)植物光合作用和动物体内食物氧化分解提供的能量，可使ADP与磷酸重新反应合成ATP，生物体内ATP-ADP循环示意图如图。下列说法错误的是___________。 A. ATP和ADP既有酸性又有碱性 B. ADP由戊糖、含氮碱基、磷酸脱水缩合而成 C. ATP和ADP分子中C原子有 sp2、 sp3两种杂化方式 D. 、pH约为7时，ATP水解为ADP需要酶的辅助，因此该过程是非自发的 (2) ATP中的碱基与尿嘧啶(如图所示)作用时，形成的氢键的种类可能有___________。(氢键可用“”表示) (3)磷的基态原子价电子轨道表示式为___________，其基态原子核外能量最高的电子所在能层的符号为___________。 磷的含氧酸除了H3PO4以外，还有亚磷酸(结构如图所示)等。 (4)H3PO3是二元酸，在水中O-H键能断裂解离出H+而P-H键不能，从元素性质的角度解释其原因___________。 时，向一定体积的亚磷酸溶液中滴加等物质的量浓度的NaOH溶液，混合液中含磷粒子的物质的量分数()与溶液pH的关系如图所示。 (5)结合以上信息，从物质类别来看，NaH2PO3属于___________。 A. 酸式盐 B. 碱式盐 C. 正盐 D. 复盐 (6)图中代表含磷粒子为___________。 A．H3PO3 B．H2PO3- C．HPO32- (7)根据图中数据，通过计算判断常温下NaH2PO3溶液的酸碱性___________。 (8)常温下，向H3PO3溶液中加入溶液，当溶液中时，溶液中___________。 【答案】(1)D (2)、 (3) M (4)O的电负性远大于P，O−H键极性远强于P−H键，因此O−H更易断裂电离出H+，P−H键难以电离 (5)C (6)B (7)酸 (8)102.46 【解析】(1)A．ATP、ADP含可电离出H+的磷酸羟基显酸性，含可结合H+的含氮碱基氨基显碱性，因此既有酸性又有碱性，A正确；B．ADP(二磷酸腺苷)由戊糖(核糖)、含氮碱基(腺嘌呤)、磷酸脱水缩合而成，B正确；C．分子中双键碳原子为 sp2杂化，饱和单键碳原子为 sp3杂化，存在两种杂化方式，C正确；D．酶只改变反应速率，不改变反应自发性：该反应ΔS＞0，ΔH＜0，ΔG=ΔH-TΔS＜0，属于自发过程，D错误；答案选D。 (2)TP中的碱基是腺嘌呤，腺嘌呤与尿嘧啶配对时，可形成两种氢键：腺嘌呤氨基的N-H与尿嘧啶羰基的O形成，尿嘧啶的N-H与腺嘌呤的N形成。 (3)P为15号元素，基态价电子排布为3s23p3，轨道表示式为；基态原子核外能量最高的电子位于第三能层，能层符号为M。 (4)O的电负性远大于P，O−H键极性远强于P−H键，因此O−H更易断裂电离出H+，P−H键难以电离。 (5)H3PO3是二元酸，只有2个O-H可电离出H+，NaH2PO3中可电离的H已经完全被中和，因此属于正盐。 (6)亚磷酸是二元弱酸，pH由低到高(酸性减弱)，含磷粒子依次为、、，因此对应H2PO3-。 (7)a点，得第一步电离常数；b点，得第二步电离常数。 H2PO3-的水解常数，由于​，即H2PO3-电离程度大于水解程度，溶液显酸性。 (8)，则，由，得： 。 ◆题七 化学与人工智能 (2026·上海华东师大二附中高三模拟)近年来人工智能(AI)飞速发展，而AI中的数学模型大多数是通过图形处理器(GPU)来实现的，GPU芯片的主要成分是Si，其中有掺杂了P元素等的n型半导体和掺杂了B元素等的p型半导体。 (1)Si位于元素周期表中的___________区。 A. s B. p C. d D. f (2)下列关于基态B原子核外电子的说法中，正确的是___________。(不定项) A. 有5种不同能量的电子 B. 5种不同形状的电子云 C. 有5种运动状态不同的电子 D. 有5种空间运动状态不同的电子 (3) B的一种化合物为H4P2O7，该分子中不含有___________。(不定项) A. 键 B. 键 C. 配位键 D. 离子键 (4)下列性质中，Si大于P的是___________。(不定项) A. 电负性 B. 第一电离能 C. 原子半径 D. 最高价氧化物对应水化物的酸性 (5)磷的三卤化物有PF3、PCl3、PBr3和PI3，画出其中键长最长的分子的电子式___________。 某化学小组的同学通过向AI提问，学习到了磷的含氧酸有磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)、偏磷酸(HPO3)、焦磷酸(H4P2O7)、过二磷酸(H4P2O8)等等，其结构式如下图所示。 (6)上述磷的含氧酸中，最有可能具有强氧化性的是___________。 A．过二磷酸 B．亚磷酸 C．次磷酸 D．偏磷酸 (7)根据磷酸、焦磷酸和亚磷酸的结构式，画出焦亚磷酸的结构式___________。 (8) 已知H3PO4和HI的相对分子质量和熔、沸点如下表所示， H3PO4 HI 相对分子质量 98 128 熔点/℃ 42 沸点/℃ 261 请简要解释H3PO4的熔、沸点高于HI的原因___________。 (9)已知磷酸是三元酸、亚磷酸是二元酸、次磷酸是一元酸，总结磷的含氧酸中能体现酸性的氢原子的特征___________，并从化学键的极性角度解释原因___________。 AI不仅能帮助我们检索已有的化学知识，而且还能促进化学自身的发展。2019年复旦大学刘智雄团队在《nature catalysis》上发表了论文，运用AI技术发现了具有重要意义的高效催化剂。其中某种晶体的结构如图1所示，该晶胞能分成8个正方体(图2)，其中4块A结构(图3)之间不共用面，4块B结构(图4)之间也不共用面。 (10)可以用于鉴定该晶体结构的方法是___________。 A. 原子光谱 B. 红外光谱 C. 质谱 D. X射线衍射 (11)请在图中画出晶体中的Zn在底面的投影________。 (12)已知上述一个晶胞的体积为Vcm3，计算晶体的密度ρ=___________g· cm-3。(用含有 NA的式子表示) 【答案】(3) B (2)C (3)BD (4)C (5) (6)A (7) (8)两者均为分子晶体，磷酸可以形成分子间氢键，熔化或气化时要克服更大作用力，所以熔、沸点更高。 (9) ①羟基上的氢原子可以体现酸性(或和氧相连的氢原子可以体现酸性) ②氧和氢之间的电负性差值大于磷和氢之间，O-H的极性更强，更易断裂形成氢离子体现酸性 (10)D (11) (12) 【解析】(1)Si位于元素周期表的p区。 (2)基态B的电子排布式为：1s22s22p1。A．每个能级上的电子能量一样，所以只有３种不同能量的电子，A错误；B．基态B原子分别有ｓ能级与ｐ能级，其电子云形状分别为球形与哑铃形，只有２种不同形状的电子云，B错误；C．每个电子在原子中的运动状态都不同，B有５个电子，所以有５种运动状态不同的电子，C正确；D．空间运动状态即原子的电子轨道数，B的电子轨道数有３个分别是1s中的一个轨道，2s中的一个轨道，与2p中的一个轨道，所以只有3种不同空间运动状态的电子，D错误；故选C。 (3)A．BF3·NH3中，B-F，N-H均为σ键，A错误；B．BF3·NH3中，不存在键，B正确；C．BF3·NH3中，B-N键为配位键，C错误；D．BF3·NH3中，没有离子键，D正确；故选BD。 (4)A．根据元素周期律，同一周期，电负性从左到右依次递增，Si为IVA族，P为VA族所以Si小于P，A错误。B．同一周期，第一电离能随着原子序号的增大而增大，除了VA族大于相邻的两种元素以外，其余都符合这一规律。Si为IVA族，P为VA族，P的第一电离能大于Si，B错误；C．同一周期，原子半径从左到右依次减小(主族)，Si为IVA族，P为VA族，Si的原子半径大于P，C正确；D．Si的最高价氧化物对应的水化物为H2SiO3，P的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4，因为同周期元素从左到右，原子半径依次减小，得电子能力变强，最高价氧化物对应的水化物中的中心原子的得电子能力也变强，更容易电离出H+，酸性更强，因为Si的半径大于P，所以最高价氧化物对应水化物的酸性：P大于Si。故选C (5)当两个原子形成共价键时，原子半径越大键长越长，题中原子半径最大的是I，所以键长最大的分子是PI3，它的电子式是： (6)上述P的含氧酸中，我们发现过二磷酸有过氧键，根据我们学过的H2O2具有强氧化性，其原因在于过氧键的强氧化性，同理可以推导过二磷酸比其他的含氧酸最有可能具备强氧化性，故选A。 (7)根据磷酸与焦磷酸的结构式，可以发现焦磷酸就是两个磷酸脱去一分子水结合在一起的反应，反应的位点是P所连的一个-OH，所以可以推导出焦亚磷酸的结构式为:。 (8)H3PO4与HI两者均为分子晶体，但磷酸有-O-H，可以形成分子间氢键，熔化或气化时要克服更大的作用力，所以熔、沸点更高。 (9)通过题干中的信息可以知道，几元酸的定义在于所连的-OH的数目，所以能体现酸性的H原子应该是羟基上的H原子；从化学键的角度来说，O与H的电负性差值大于P与H之间，O-H的极性更强，更容易断裂形成H+体现酸性。 (10)A．原子光谱主要用来测定原子的种类，而非晶体结构，A错误；B．红外光谱可以确定分子中的官能团，但不能确定晶体结构，B错误；C．质谱可以用来确定相对分子质量，但不能确定晶体结构，C错误；D．X射线衍射可以鉴定晶体结构，X射线经过晶体结构时会发生衍射，从而确定晶体结构，D正确；故选D。 (11)根据题干：该晶胞能分成8个正方体(图2)，其中4块A结构(图3)之间不共用面，4块B结构(图4)之间也不共用面，通过观察，Zn原子在底面的投影，分别位于大正方形的四个顶点与4条边的中点还有大正方形的中心，同时也在4个小正方形的中心，所以投影的示意图为：。 (12)图三中的Cr与O均在正方体内，图4中的O均在正方体内，所以Zn的个数，Cr的个数，O的个数为，化学式为ZnCr2O4，其摩尔质量通过计算得到为233g/mol，所以根据密度公式，带入得到，即。 ◆题八 形形色色的储氢材料 (2026·上海浦东新区高三模拟)氢能是一种极具潜力的清洁能源，下列物质都是有广阔应用前景的储氢材料。氨硼烷(NH3BH3)是固体储氢材料，电负性：N-3.0；B-2.0；H-2.1，氨硼烷的球棍模型如图所示： (1)基态B原子价电子层上的电子先激发再杂化，激发过程中形成的原子光谱为______光谱(填“吸收”或“发射”)。 (2)氨硼烷与乙烷是等电子体，氨硼烷在水中溶解能力大于乙烷的原因是____。 (3)比较键角H-N-H：NH3____NH3BH3(选填编号)。 A.大于 B.小于 C.等于 (4)氨硼烷(NH3BH3)电池可在常温下进行，总反应： NH4BO2是强电解质)负极的电极反应式为______。 (5)氨基配合物Cu3[Co(CN)6]2·xH2O也是一种常见的储氢材料。 ①基态N原子的最高能级的电子云形状是_____。 ②Cu3[Co(CN)6]2中不含的化学键有_____。 A.共价键 B.金属键 C.配位键 D.离子键 ③Co(Ⅱ)化合物转化为Co(Ⅲ)化合物：在空气中久置后，CoCl2溶液无明显变化；配制成[Co(NH3)6]2+后，放置在空气中即可被氧化为[Co(NH3)6]3+，[Co(NH3)6]3+中提供空轨道的微粒是_____，该配离子的配位数是____，据此推测还原性更强的是____(填“Co3+”或“[Co(NH3)6]2+”)。 (6)氢气安全贮存和运输是氢能应用的关键，铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。 ①距离Fe原子最近的Mg原子个数是________。 A.4 B.6 C.8 D.12 ②若该晶胞的边长为dcm，阿伏加德罗常数为NA，则该合金的密度为________g· cm-3。 ③若该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg48g的该储氢合金可储存标准状况下H2的体积约为________L。 A.5.6 B.11.2 C.22.4 D.44.8 【答案】(1)吸收 (2)氨硼烷可与水分子间形成氢键，乙烷是非极性分子且不能与水分子形成氢键 (3)B (4) (5) ① 哑铃形 ② B ③ Co3+ 6 [Co(NH3)6]2+ (6) ① C ② ③ C 【解析】(1)电子从低能级跃迁到高能级需要吸收能量，激发过程中形成的原子光谱为吸收光谱； (2)氨硼烷可与水分子间形成氢键，增大溶解度，乙烷为非极性分子且不能与水分子形成氢键，溶解度小； (3)NH3中N原子含有1对孤电子对，孤电子对的排斥力大于成键电子对；NH3BH3中N的孤电子对用于和B形成配位键，孤电子对变成成键电子对，排斥力减小，因此1s22s22p6中H-N-H键角小于NH3BH3中的键角，选B； (4)负极发生氧化反应，NH3BH3失电子生成NH4+和BO2-，结合电荷、原子守恒配平得到负极的电极反应式 ；​ (5)①基态N原子的电子排布式为1s22s22p3，最高能级为2p，p轨道的电子云形状是哑铃形；②Cu3[Co(CN)6]2中Cu2+与[Co(CN)6]3-之间存在离子键，Co3+与CN-之间是配位键，CN-内C与N之间是共价键；金属键只存在于金属晶体中，该化合物不含金属键，故选B；③配位化合物中中心离子提供空轨道，配体提供孤电子对，所以[Co(NH3)6]3+中Co3+提供空轨道，配体NH3共6个，每个NH3分子可形成1个配位键，配位数为6；题目信息说明，Co2+不易被氧化，形成[Co(NH3)6]2+后易被空气氧化，说明还原性更强的是[Co(NH3)6]2+； (6)①该晶胞中Mg位于晶胞内的四面体空隙，每个Fe周围有8个距离最近的Mg，故选C；②晶胞中Fe的个数为，Mg个数为8，晶胞质量，体积为d3cm3，密度为；③H2分子位于体心和棱心，则1个晶胞可储存个分子，1 mol 晶胞内含有8 mol Mg原子，含有Mg的质量为，所以含有48 g Mg的合金对应0.25 mol 该晶胞，可以储氢 H2分子，对应标准状况下的体积为，故选C。 ◆题九 金属的有机框架 (2026·上海市西中学高三模拟)“金属有机框架”(MOF)是三维材料，MOF-5晶体的低温储氢性能非常优异，其结构如下图所示。对苯二甲酸(BDC)作为有机配体，与无机基团[Zn4O]6+连接。 (1) [Zn4O]6+中O原子的杂化轨道类型为______。 (2)下列也可以作为有机配体与[Zn4O]6+连接形成三维多孔骨架的是______。(不定项) A. B. C. D. MOF-5晶体属于立方晶系，如图所示，其晶胞由8个结构相似的重复单元构成。 (3)每个重复单元中BDC2−的个数为______。 (4)已知[Zn4O]6+与BDC2−的摩尔质量分别为M1 g·molˉ1和M2g·molˉ1，阿伏加德罗常数为NA，MOF-5晶体的密度为______g· cm-3。(1cm =107nm) (5)将MOF材料与ZnO复合可制备荧光材料ZnO-MOF，ZnO溶于氨水生成 [Zn(NH3)4]2+，1mol [Zn(NH3)4]2+中共有______mol的σ键，Zn(OH)2也可溶于氨水生成[Zn(NH3)4]2+，写出该反应的离子方程式：______。氢氧化铜也可溶于氨水形成[Cu(NH3)4](OH)2，[Cu(NH3)4]2+结构中，若用两个H2O分子代替两个NH3分子，可以得到两种不同结构的化合物，推测[Cu(NH3)4]2+的空间结构为______。 【答案】(1)sp3 (2)AB (3)3 (4) (5)16 平面正方形 【解析】根据有机配体BDC为对苯二甲酸，由此可知含有两个-COOH或两个-COO-以上的有机物可以作为有机配体用于构成金属有机框架。[Zn(NH3)4]2+中的配位键和N-H键都为σ键。 (1)从图中可知[Zn4O]6+中O原子与4个Zn形成四面体结构，所以O原子采取sp3杂化，O原子杂化轨道类型为sp3； (2)A．据分析 中含有3个-COO-，可以作为有机配体用于构成金属有机框架，A正确；B．含有2个-COOH，可以作为有机配体用于构成金属有机框架，B正确；C．含有1个-COOH，不可以作为有机配体用于构成金属有机框架，C错误；D．不含-COOH或-COO-，不可以作为有机配体用于构成金属有机框架，D错误；故选 AB； (3)从晶胞结构图知每个重复单元中有12个BDC2-−位于棱上，依据均摊法计算个数为； (4)每个重复单元中有12个BDC2-−位于棱上，个数为，每个重复单元中有8个[Zn4O]6+位于顶点，个数为，则MOF-5晶体的密度为：； (5)1mol[Zn(NH3)4]2+中含4mol配位键，12molN-H键，结合分析1mol[Zn(NH3)4]2+中含有的σ键的物质的量为16mol；Zn(OH)2溶解生成的Zn2+与氨水中NH3形成配位键，生成[Zn(NH3)4]2+，促进Zn(OH)2的溶解，离子方程式是；由[Cu(NH3)4]2+组成推测其结构要么正四面体形，要么平面正方形，结合信息若用两个H2O分子代替两个NH3分子，可以得到两种不同结构的化合物，推测[Cu(NH3)4]2+的空间结构为平面正方形；故答案为16，，平面正方形。 ◆题十 此题最相“锶”——锶元素 (2026·上海市延安中学高三质量调研)锶(Sr)位于元素周期表第五周期第ⅡA族，是典型的活泼碱土金属。 (1)基态锶原子的价电子轨道表示式为___________。 (2)Sr存在两种稳定同位素86Sr、87Sr，可用___________区分。 A. 质谱法 B. 原子吸收光谱 C. 李比希燃烧法 D. 焰色反应 含锶化合物用途广泛，其中氯化锶六水合物(SrCl2·6H2O)主要用于制备锶盐、可作磁性材料添加剂及有机合成催化剂。 现有两种提取SrCl2·6H2O的方案： 【方案1】从含锶废渣(主要成分含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3等)中提取的流程如下图所示： 已知：25℃时，， (3)盐酸浸取后的溶液中主要的正离子有Sr2+、Ca2+、___________(填离子符号)。 (4)“盐浸”的目的是让SrSO4转化反应的离子方程式为___________，现往含0.01 mol SrSO4固体的“浸出渣”中加入100mL0.1mol·L-1BaCl2溶液，充分反应后，理论上溶液中c(Sr2+):c(SO42-－)=___________(忽略溶液体积的变化，反应在25℃下进行)。 (5)将窝穴体()与K+形成的超分子加入“浸出液”中，也能提取其中的Sr2+，整个过程体现了超分子___________。 A．自组装形成分子机器的能力 B．分子识别形成主客体体系的能力 (6)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2的最优方法是___________。 A. 加热脱水 B. 在HCl气流中加热 C. 常温加压 D. 加热加压 【方案2】从天青石(主要成分有 SrSO4、BaSO4)中提取的流程如下图所示： (7)高温焙烧时，若0.5 mol SrSO4完全反应转移4 mol电子，则该反应的化学方程式为___________。 (8)从“绿色化学”角度评价方案2：___________(列举1点)。 锆酸锶(SrZrO3)可用于制造高频热稳定陶瓷电容器和高温陶瓷电容器，其一种立方晶胞结构如图所示，其中a、b、c原子的坐标分别为、、。 (9)锆原子填充在氧原子形成的___________空隙中。 A．四面体 B．八面体 C．立方体 (10)与O原子距离最近且等距的O原子的数目为___________。 A. 4 B. 6 C. 8 D. 12 (11)该晶胞沿体对角线方向的投影图为(投影图中黑球表示Sr或Zr，灰球表示O) ___________。 A. B. C. D. 【答案】(1) (2)A (3)Mg2+、H+ (4)SrSO4(s)+Ba2+aq)BaSO4(s)+Sr2+(aq) 10-8.79 (5)B (6)A (7)SrSO4＋4CSrS＋4CO↑ (8)焙烧产生有毒CO气体，污染环境，需处理尾气 (9)B (10)C (11)A 【解析】方案1：含锶(Sr)废渣主要含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3等，加入稀盐酸酸浸，碳酸盐溶解进入滤液，浸出渣1中含有SrSO4、SiO2，加入BaCl2溶液，发生沉淀转化：CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq) ，得到SrCl2溶液，SrCl2溶液经过系列操作得到SrCl2·6H2O晶体；方案2：以天青石(SrSO4、BaSO4)为原料，先与碳高温隔绝空气焙烧，将硫酸盐还原为可溶硫化物；再用盐酸浸取得到SrCl2、BaCl2混合溶液；随后加入硫酸沉淀除去Ba2+，过滤得到纯SrCl2溶液；最后经蒸发浓缩、冷却结晶，得到六水氯化锶晶体；据此作答。 (1)Sr是38号元素，位于第五周期第ⅡA族，价电子排布为5s2，则基态锶原子的价电子轨道表示式为：； (2)质谱法可通过测定粒子的质荷比，区分不同质量数的同位素；原子吸收光谱、焰色反应用于元素种类检测，李比希燃烧法用于有机物元素定量分析，均无法区分同位素；故选A； (3)含锶废渣中CaCO3、SrCO3、MgCO3与稀盐酸反应生成可溶性氯化物，SrSO4、SiO2不与盐酸反应，溶液中还存在过量盐酸电离出的H+，则盐酸浸取后溶液中主要正离子有Sr2+、Ca2+、Mg2+、H+； (4)盐浸的离子方程式：CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq) ；n(BaCl2)=0.1 L×0.11 mol・L-1=0.011 mol，n(SrSO4)=0.01 mol，Ba2+过量；反应后剩余，由Ksp(BaSO4)=10-9.97，得；又，；溶液中SrSO4存在沉淀溶解平衡，故； (5)窝穴体作为主体分子，通过分子识别选择性结合Sr2+(客体)形成主客体超分子体系，体现超分子的分子识别特性；故选B； (6)锶(Sr)是典型的活泼碱土金属，Sr(OH)2是强碱，Sr2+不水解，排除B；由平衡移动原理可知SrCl2・6H2O制备SrCl2，加压不利于得到无水SrCl2，排除C、D，故选A； (7)0.5 mol SrSO4转移4 mol电子，则1 mol SrSO4转移8 mol电子；S元素从+6价被还原至-2价(SrS)，C被氧化为CO，方程式为：SrSO4＋4CSrS＋4CO↑； (8)焙烧产生有毒CO气体，污染环境，需处理尾气； (9)Zr原子周围有6个O原子，形成八面体配位，故锆原子填充在O原子形成的八面体空隙中；故选B； (10)O原子位于晶胞面心位置，以顶面面心O原子为参照物，距离其最近的O原子位于四个侧面面心上，这样的氧原子有8个；故选C； (11)该晶胞沿体对角线方向的投影时黑球(Sr/Zr)分布在六边形顶点和中心，灰球(O)分布在中心周围的棱心上；故选A。 1 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $