2021-2025北京高考化学试题汇编：结构与性质

2021-2025北京高考真题化学汇编

结构与性质

一、解答题

1.(2025北京高考真题)通过MgC1和[Mg(NH3)61C12的相互转化"J实现NH3的高效存储和利用。

(1)瘠Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整：。

3s3p

(2)N&分子中H—N—H键角小于109。28、从结构角度解释原因：

(3)[Mg(NHj6]Cl2的晶胞是立方体结构，边长为以〃?，结构示意图如下。

OlMg(NH3)6r

Ocr

①|Mg(NH3)/CL的配体中，配位原子是。

②已知[Mg(NH3)6]Ck的摩尔质量为Mg.mol」，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为gcm\

(lnm=10'7cm)

(4)MgCl?和NH,反应过程中能量变化示意图如下。

①室温下，MgJ和N&反应生成[Mg(NH3)6]CU而不生成[Mg(NHj]C12。分析原因：

②从平衡的角度推断利于[Mg(NHj6]Q2脱除NH3生成MgCI2的条件并说明理由：。

2.(2024北京高考真题)锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。

(l)Sn位于元素周期表的第5周期第IVA族。写出Sn的基态原子最外层轨道表示式：。

(2)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCI2可被氧化得到SnCI4,

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Sn

°约120。C,

@SnCl2分子的VSEPR模型名称是o

②SnCL的Sn-Cl键是由锡的轨道与氯的3P轨道重叠形成。键。

(3)白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金刚石

结构。

灰锡

①灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有个。

②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为和v,no?,则白锡和灰雪晶体的密度之比是_______。

(4)单质Sn的制备：将SnO?与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800。(？，由于固体之间反应慢，未明显

发生反应。若通入空气在80(TC下，SnO?能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是。

3.：2023北京高考真题)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根(SQ：)可看作是SO：中

的一个O原子被S原子取代的产物。

(1)基态S原子价层电子排布式是O

(2)比较S原子和。原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：o

(3)10；的空间结构是o

(4)同位素示踪实验可证实S?。：中两个S原子的化学环境不同，实验过程为

2s+SO；-。过程ii中，s?。：断裂的只有硫硫键,若过程i所用试剂是和30

过程ii含硫产物是o

(5)MgSq「6Hq的晶胞形状为K方体，边长分别为anm、bnm、cnm,结构如图所示。

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9[Mg（Hq）6f

9s2o；'

晶胞中的［MgWO)7个数为o已知MgS/VGHq的摩尔质量是Mg-mo广，阿伏加德罗常数

为N,、，该晶体的密度为g-cm\(lnm=10-7cm)

(6)浸金时，Sq：作为配体可提供孤电子对与Au+形成［AU(S2OJ广。分别判断中的中心S原子和端

基S原子能否做配位原子并说明理由：O

4.(2022北京高考真题)工业中可利用生产钛白的副产物FeSO［・7HQ和硫铁矿(FeS?)联合制备铁精粉

(Fe,Oj和硫酸，实现能源及资源的有效利用。

①Fc?*的价层电子排布式为o

②HJ)中o和SO：中S均为sp'杂化，比较HJ)中H—O—H键角和SO：中O—S—O键角的大小并解释原

因____________

2

③FeSOqlHQ中H2O与Fe\H;O与SO：的作用力类型分别是。

(2)FeS?晶体的晶胞形状为立方体，边长为anm,结构如图2。

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图2

①距离Fc"最近的阴离子有个。

②FeS2的摩尔质量为120gmo「,阿伏加德罗常数为NA。

该晶体的密度为gcm-3o(lnm=10-9m)

⑶FeSO4-7H2O加热脱水后生成FcSO4.H2O,再与FcS,在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸，FcSO4.H2O

分解和FeS］在氧气中燃烧的能量示意图如图3o利用FeS?作为FeSO』，小。分解的燃料，从能源及资源利用

的角度说明该工艺的优点o

4FeS2(s)+1102(g)

Fe2O3(s)+SO2(g)

+sb,(g)+2H2O(g)

2Fe2O3(s)+8SO2(g；

2FeSO,H,O(s)

5.(2022北京高考真题)FeSO4-7H2O失水后可转为beSU4!i;o,与FeS?可联合制备铁粉精(Fe、Oy)和H2SO4。

I.FeSO「Hq结构如图所示。

(DFe*价层电子排布式为.

(2)比较SO：和HQ分子中的键角大小并给出相应解释:

2

(3)H2O与Fe\SO；'和H2O的作用分别为.

II.FeS2晶胞为立方体,边长为anm,如图所示。

(4)①与Fe?+紧邻的阴离子个数为

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②晶胞的密度为P=g-cm3o(lnm=10-9m)

(5)以FeS,为燃料.，配合FeS(\可以制备铁粉精(Fe、Oy)和H2s结合图示解释可充分实现能源和资

源有效利用的原因为.

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参考答案

3s3p

(2)CH4中碳原子的价层电子对数为4,孤电子对数为0：NFh中氮原子的价层电子对数为4,孤电子对数为

1；孤电子对对成键电子对的排斥能力大于成键电子对对成键电子对的排斥能力，CH4分子中H-C-H的键角

为109°28%故NH3分子中为N・H的键角小于109。28'

4M1a21

⑶Nkb

(4)生成［Mg(NH)、］Q2的活叱能更低根据MgCL和NH3反应过程中的能量变化示意图可得到反

应的热化学方程式为MgQ2(s)+6NH3(g)=[Mg(NHJ6]Q2(s)AH<0,该反应的正反应为气体系数减小的放热

反应，故低压高温有利于脱除NH3生成MgCb。

【详解】(1)

Mg是第12号元素，其基态最外层电子的电子排布式为3sL故其基态原子最外层轨道表示式为：

回匚匚口

3s3p

(2)CH,中碳原子的价层电子对数为4,孤电子对数为0；NH3中氮原子的价层电子对数为4,孤电子对数

为I；孤电子对对成键电子对的排斥能力大于成键电子对对成键电子对的排斥能力，CH』分子中H-C-H的键

角为109°28\故N%分子中H-N-H的键角小于109。28'。

(3)①[Mg(NH)]C12的内界为[Mg(NH)，r,故其配体为NH3,由于N原子有孤电子对，所以配位原子

为N；

②根据均摊法，该晶胞中[Mg(NH3),，r的个数为8x：+6x：+l=4,C「的个数为8,故每个晶胞中含有4

o2

4M

-----g

个[Mg(NH)]CU,则晶体的密度为尸3=_4____=fLxlO2bcm-3。

V品旭(ax10")cm'aN八

(4)①由MgCL和NH3反应过程中的能量变化示意图可知，反应生成[Mg(NH)]C12的活化能更低，故室

温下易于生成[Mg(NH3)6]5；

②根据MgCb和N%反应过程中的能量变化示意图可得到反应为放热反应，即

MgC12(s)+6NH；(g尸[Mg(NH3)6]C12(s)AHV0,该反应的正反应为气体系数减小的放热反应，脱除N%生成

MgQ?是指逆反应方向，故低压高温有利于脱除NH3生成MgCb。

5s5p

At

(2)平面三角形sF杂化

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4

⑶4%

(4)与焦炭在高温下反应生成CO,CO将SnO2还原为单质Sn

【详解】(1)

Sn位于元素周期表的第5周期IVA族，基态Sn原子的最外层电子排布式为5s25p2,Sn的基态原子最外层

5s5p

轨道表示式为:「一不；；；

(2)①SnCk中Sn的价层电子对数为2+9乂"2乂1)=3,故SnCL分子的VSEPR模型名称是平面三角形；

②SnCL中Sn的价层电子对数为4+gx(4~4x]尸4,有4个o键、无孤电子对，故Sn采取sp3杂化，则SnCL

的Sn-Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成。键；

(3)①灰锡具有立方金刚石结构，金刚石中每个碳原子以单键与其他4个碳原子相连，此5碳原子在空间

构成正四面体，且该碳原子在正门面体的体心，所以灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原

子有4个；

②根据均摊法，白锡晶胞中含Sn原了数为8x：+l=2,灰锡晶胞中含Sn原了•数为8>4+6>4+4-8,所以白

88

2M8Mv,

锡与灰锡的密度之比为L：7^=广；

NAVINAV24M

(4)将SnCh与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800。。由于固体之间反应慢，未发生明显反应；若

通入空气在800(下，SnCh能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是：与焦炭在高温下反应生成CO,

CO将SnCh还原为单质Sn,有关反应的化学方程式为2C+Ch值翘2c0、2CO4-SnO2-Sn+2CO2o

3.⑴3s23P4

(2)I1(O)>I.(S),氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子

(3)四面体形

3235

(4)Na2SO^nAg2S

(5)44MxlO21

।>A^abc

(6)S9；中的中心原子s的价层电子对数为4,无孤电子对，不能做配位原子；端基S原子含有孤电子对，

能做配位原子

【详解】(1)S是第三周期VIA族元素，基态S原子价层电子排布式为3s23Pl答案为3s23p4；

(2)S和O为同主族元素，O原子核外有2个电子层，S原子核外有3个电子层，O原子半径小，原子核

对最外层电子的吸引力大，不易失去1个电子，即O的第一电离能大于S的第一电离能。答案为Ii(O)>l](S),

氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子；

(3)SOj的中心原子S的价层电子对数为4,无孤电子对，空间构型为四面体形，工0：可看作是SO；中

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1个0原子被S原子取代，贝Ijsg；的空间构型为四面体形。答案为四面体形；

(4)过程II中邑0；断裂的只有硫硫键，根据反应机理可知，整个过程中SO：最终转化为SO：,S最终转

化为Ag2s。若过程i所用的试剂为Na232so3和"S，过程H的含硫产物是Na232so,和Ag235S.答案为NaJ2s04

和Ag/5S；

(5)由晶胞结构可知，1个晶胞中含有8X：+4X：+2X；+1=4个［MgHO'J,含有4个SQ：；该晶体

的密度P=£J=:8飞山上。答案为4：-^-xlO2'.

MAVA^A.abcxlOMaAbe

(6)具有孤电子对的原子就可以给个中心原子提供电子配位。立0：中的中心原子S的价层电子对数为4,

无孤电子对，不能做配位原子；端基S原子含有孤电子对，能做配位原子。

4.(1)3d6孤电子对有较大斥力，使H-O-H键角小于0-S-0键角配位键、氢键

480

67

⑵NAx(flxlO_y

(3)FeS2燃烧放热为FeSO^Hft分解提供能量；反应产物是制备铁精粉和硫酸的原料

【详解】(1)①Fc的价层电了排布为3d64«,形成Fcf寸失去抬上的2个屯了，丁•是Fc"的价层电了排俏

为3d6°

②H2O中0和SO：中S都是sp3杂化，生0中0杂化形成的4个杂化轨道中2个被孤电子对占据，2个被

键合电子对占据，而SO：中S杂化形成的4个杂化轨道均被键合电子对占据。孤电子对与键合电子对间的

斥力大于键合电子对与键合电子对间的斥力，使得H-O-H键角与O-S-O键角相比被压缩减小。

③H?0中0有孤电子对，Fe?+有空轨道，二者可以形成配位键。SO：中有电负性较大的0元素可以与比0

中H元素形成氢键。

答案为：3d6；孤电子对有较大斥力，使H-O-H键角小于0-S-0键角；配位键、氢键。

(2)①以位于面心FC?+为例，与其距离最近的阴离子所处位置如图所示(圆中)：

4个阴离子位于楞上，2个位于体心位置上，共6个。

②依据分摊法可知晶胞中Fe2一离子个数为8>4+6X!=4,S］个数为lxl+12x：=4。一个晶胞中相当于含

824

,120480

有4个FeS2，因此一个晶胞的质量m=4x£-g=N-g。所以晶体密度

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480

---g

p=-=------—=—————-g/(1〃，〃=10，]])。

93-7

V(axl0-xl00)cniNAx(axlOJ

480

73

答案为：6；NAX(«X10-)

(3)FcS?燃烧为放热反应，厂与。厂也0分解为吸热反应，反反燃烧放出的热量恰好为FeSO^Hq分解提

供能量。另外，尸数?燃烧和民SO「Hq分解的产物如FC2O3、SO?、SO3可以作为制备铁精粉或硫酸的原料。

答案为：Fe，燃烧放热为及50「电0分解提供能量：反应产物是制备铁精粉和硫酸的原料。

5.(l)3d6

(2)SO：•的键角大于H?O,SO：中S原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四

面体形，出O分子中O原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2,分子的空间构型为V形

(3)配位键、氢键

(5)由图可知，FeSz与02生成Fex(X的反应为放热反应，FeSO4H2。分解生成FexOv的反应为吸热反应，放

热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的SCh与11:0反应生成H2s04

【详解】(1)铁元素的原子序数为26,基态亚铁离子的价电子排布式为3d3故答案为：3d(,；

(2)硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四面体形，水分

子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2,分子的空间构型为V形，所以硫酸根离子的键角大于

水分子，故答案为：SO：的键角大于H2O,SO；中S原子的价层电子对数为4、孤对电子对数