2022-2025北京高考化学试题汇编：晶体结构与性质章节综合

2022-2025北京高考真题化学汇编

晶体结构与性质章节综合

一、单选题

1.（2025北京高考真题）为研究三价铁配合物性质进行如下实验（忽略溶液体积变化）。

滴加数滴滴加1滴十口2p同林滴加KI溶液、

浓盐酸KSCN溶液加Na卜回怦淀粉溶液

0.1mol/L___

FeCb溶液1i

<7㈠®

①②③④

溶液黄色加深溶液变为红色溶液红色褪去无色溶液未见

变为无色明显变化

已知：［FeClJ为黄色、［Fe（SCN）产为红色、但喝广为无色。

下列说法不正确的是

A.①中浓盐酸促进Fe3++4CT=［FeClJ平衡正向移动

B.由①到②，生成［Fe（SCN）产并消耗［FeClJ

C.②、③对比，说明c（Fe3+）：②〉③

D.由①一④推断，若向①深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液，溶液也无明显变化

2.（2022北京高考真题）2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太

空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正琥的是

A.醋酸钠是强电解质

B.醋酸钠晶体与冰都是离子晶体

C.常温下，醋酸钠溶液的pH>7

D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出

二、解答题

3.（2025北京高考真题）通过MgCl?和［Mg（NH3）6］CU的相互转化可实现NHj的高效存储和利用。

（1）将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整：。

3s3p

（2）NH3分子中H—N—H键角小于109。2&,从结构角度解释原因：

（3）［Mg（NH3）6］CL的晶胞是立方体结构，边长为文机，结构示意图如下。

②已知［Mg(NH3)61C12的摩尔质量为Mg.mol」，阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为g-cm。

(lnm=107cm)

(4)MgCl2和NH3反应过程中能量变化示意图如下。

①室温下，MgCl2和NN反应生成［MglNHjlS而不生成［Mg(NH3)］CU。分析原因：

②从平衡的角度推断利于［Mg(NH3)6］CU脱除NN生成MgC"的条件并说明理由：。

4.(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)SnCb和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl?可被氧化得到SnC1。

①SnCl2分子的VSEPR模型名称是。

②SnCl4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。

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Viim?和v2nm3,则白锡和灰锡晶体的密度之比是。

（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。（2,由于固体之间反应慢，未明

显发生反应。若通入空气在800。（2下，Sn。?能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是。

5.（2023北京高考真题）资料显示，匕可以将Cu氧化为C/+。某小组同学设计实验探究Cu被匕氧化的产

物及铜元素的价态。

已知：L易溶于KI溶液，发生反应红棕色）；％和V氧化性几乎相同。

I.将等体积的KI溶液加入到mmol铜粉和nmoll2（n>m）的固体混合物中，振荡。

实验记录如下：

c(KI)实验现象

实验极少量12溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶

O.Olmol-U1

I液仍为淡红色

实验部分12溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液

0.Imol-I71

11仍为红棕色

实验12完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深

4mol-U1

III红棕色

（1）初始阶段，Cu被氧4匕的反应速率：实验I________（填“〈”或“="）实验II。

（2）实验III所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有［Cu（凡。）,「（蓝色）或［CuiJ（无色），进行以下

实验探究：

步骤a.取实验III的深红棕色溶液，加入CC1”，多次萃取、分液。

步骤b.取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。

i.步骤a的目的是o

2+

ii.查阅资料，2Cu+4r=2CuU+I2,［Cu（NH3）j+（无色）容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b

的溶液中发生的变化：O

（3）结合实验m,推测实验I和n中的白色沉淀可能是cui,实验I中铜被氧化的化学方程式

是。分别取实验I和II充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓KI溶液，—

(填实验现象)，观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是。

⑷上述实验结果，12仅将Cu氧化为+1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了12能将Cu氧化

(5)运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中Cu被L氧化的产物中价态不同的原因：=

6.(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(邑。；一)可看作是SO：

中的一个O原子被S原子取代的产物。

(1)基态5原子价层电子排布式是o

(2)比较S原子和O原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：o

(3)S2O;-的空间结构是o

(4)同位素示踪实验可证实S2O^中两个S原子的化学环境不同，实验过程为

SOj-^S2O|-Ag2S+sot=过程ii中，Sqj断裂的只有硫硫键，若过程i所用试剂是M?232so3

和35s,过程ii含硫产物是=

(5)MgS?。?《Hz。的晶胞形状为长方体，边长分别为anm、bnm、cnm,结构如图所示。

晶胞中的［Mg(HQ)6「个数为。已知MgSzCVGHq的摩尔质量是Mg-moL,阿伏加德罗常数

37

为NA，该晶体的密度为g-cm-o(lnm=10-cm)

(6)浸金时，SQ，作为配体可提供孤电子对与Au+形成［Au(SQ3)2广。分别判断S2。；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

7.(2022北京高考真题)工业中可利用生产钛白的副产物FeSO4/HQ和硫铁矿(FeS?)联合制备铁精粉

(Fe^Oy)和硫酸，实现能源及资源的有效利用。

①Fe2+的价层电子排布式为o

②H。中O和SO：中S均为sp'杂化，比较H。中H—O—H键角和S0：中O—S—0键角的大小并解释原

因_________.

2

③FeSO/Hz。中H2O与Fe\H20与SO：的作用力类型分别是。

(2)FeS2晶体的晶胞形状为立方体，边长为anm,结构如图2。

图2

①距离Fe为最近的阴离子有个。

②FeS?的摩尔质量为120g-mo广，阿伏加德罗常数为NA。

该晶体的密度为g-cm\(lnm=10-9m)

(3)FeSOj7HQ加热脱水后生成FeSOjHz。，再与Fe"在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。

FeSO’.HzO分解和FeS?在氧气中燃烧的能量示意图如图3。利用FeS?作为FeSO,.H?。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

图3

8.（2022北京高考真题）FeSOCH2。失水后可转为FeSO「H?O,与FeS?可联合制备铁粉精传。）和

H2SO4。

（2）比较SO：和HQ分子中的键角大小并给出相应解释：

⑶H'O与Fe?+、SO：和HQ的作用分别为

II.FeS2晶胞为立方体，边长为anm,如图所示。

⑷①与Fe2+紧邻的阴离子个数为。

②晶胞的密度为P=gem-3o（lnm=10-9m）

⑸以FeS2为燃料，配合FeSO4.H2O可以制备铁粉精（FexOy）和H2SO4。结合图示解释可充分实现能源和资

源有效利用的原因为

进程进程

参考答案

1.D

【分析】O.lmo/lJ的FeCb溶液滴加数滴浓盐酸，生成更多的［"C/J,溶液黄色加深；继续滴加1滴

KSCN溶液，［FeC仃转化为［Fe(SCN)］。溶液变为红色；再加入NaF固体，［Fe(SCN)「转化为

［FeF^~,溶液红色褪去，变为无色；再滴加KI溶液、淀粉溶液，无色溶液未见明显变化，说明I未被氧

化。

【详解】A.①中滴加数滴浓盐酸，试管溶液黄色加深，生成更多的［/ea/「，说明浓盐酸促进

Fe3++4Cr=［FeClJ-平衡正向移动，A正确；

B.由①到②，溶液变为红色，说明［FeC7汀转化为［"(SCN)r,即生成［"(SCN)］为并消耗，

B正确；

C.②、③溶液中，均存在平衡AN+SCATUI及^SCN)］",由于温度不变，故该反应的平衡常数不变,

由于②、③溶液中含有的初始SCAT浓度相同，且②溶液为红色，③溶液为无色，故能说明c(Fe3+)：

②〉③，C正确；

D.类似C选项分析，由①一④推断，溶液中的c(Fe3+)是越来越小的，若向①深黄色溶液中加入KI、淀

粉溶液，无法确定①中溶液中的Fe3+的含量是否能够氧化I、D错误；

故选D。

2.B

【详解】A.醋酸钠在水溶液中能完全电离，醋酸钠是强电解质，故A正确；

B.醋酸钠晶体是离子晶体，冰是分子晶体，故B错误；

C.醋酸钠是强碱弱酸盐，常温下，醋酸钠溶液的pH>7,故C正确；

D.过饱和醋酸钠溶液处于亚稳态，加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出，形成饱和溶液，故D

正确；

选B。

3s3p

(2)CH4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

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H-N-H的键角小于109。28，

⑷生成［Mg(NH3)61C12的活化能更低根据MgCl2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MgC12(s)+6NH3(g)=［Mg(NH3)6］CL(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MgCho

【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3s2,故其基态原子最外层轨道表示式为:

(2)CH4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H-N-H的键角小于109。282

(3)①[Mg(NH3)6]CL的内界为[Mg(NH3)6/，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)6『的个数为8x：+6x：=4,CL的个数为8,故每个晶胞中含有4个

82

4M

----g

213

[Mg(NH3)6]C12,则晶体的密度为p=巴通=_*_____=网_xiog.cm。

-733a3

Yais(axlO)cm^A

(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(NH3)6]CU的活化能更低，故

室温下易于生成[Mg(NH3)6】C12；

②根据MgCL和NH3反应过程中的能量变化示意图可得到反应为放热反应，即

MgCl2(S)+6NH3(g)=[Mg(NH3)6]Cl2(s)AH<0,该反应的正反应为气体系数减小的放热反应，脱除NH3生

成MgCl?是指逆反应方向，故低压高温有利于脱除NH3生成MgCho

5s5p

4.1AIAI―

(2)平面三角形sp3杂化

◎)4,

(4)与焦炭在高温下反应生成CO,CO将Si!。?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

(2)①SnCb中Sn的价层电子对数为2+1x(4-2xl)=3,故SnCb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+；x(4-4xl)=4,有4个◎键、无孤电子对，故Sn采取sp3杂化，则

3

SnCl4的Sn—C1键是由锡的sp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，且该碳原子在正四面体的体心，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原子数为8x：+l=2,灰锡晶胞中含Sn原子数为8x：+6x；+4=8,所以

OX/

2M8Mv,

白锡与灰锡的密度之比为:建一=广；

NA%NAV24Vl

(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SnC)2还原为单质Sn,有关反应的化学方程式为2c+O2型2c0、2CO+SnO2-Sn+2CO2»

5.(D<

(2)除去耳，防止干扰后续实验[Cul21+2NH3・H2O=[Cu(NH3),1+2H2O+2「、

+

4[CU(NH3)J+O2+8NH3-H2O=4^CU(NH3)4+4OH+6H2O

(3)2Cu+U=2CuI或2Cu+KL=2CuI+KI白色沉淀逐渐溶解，溶液变为无色铜与碘的反应为可逆

反应(或白浓度小未能氧化全部的Cu)

(4)铜、含nmoll2的4mol•厂的KI溶液

(5)铜与碘反应的体系在原电池装置中，12将Cu氧化为C5+；而在实验I、实验H、实验III中Cu以Cu+形

式存在，这是由于在实验I、实验II、实验皿中Cu+可以进一步与「结合生成Cui沉淀或[Cu%[，Cu+浓

2+2+

度减小使得Cu?+氧化性增强，发生反应2Cu+4r=2CuIJ+12和2CU+6F=2[CuI2f+I2。

【分析】因b溶解度较小，Cu与卜接触不充分，将转化为写可以提高Cu与I；的接触面积，提高反应速

率。加入CC1,,L平衡逆向移动，12浓度减小，「浓度增加，[CuiJ浓度增加，加入氨水后转

化为[CU(NH3)/+,被氧化为[CU(NH3)4「，故而产生无色溶液变为蓝色溶液的现象。

【详解】(1)提高KI浓度，便于提高亏的浓度，与Cu接触更加充分，Cu与门的反应速率加快，故实验

I〈实验n；

(2)加入cel”，L浓度减小，平衡逆向移动，「浓度增加，其目的为：除去耳，防止干扰

后续实验。加入浓氨水后[Cu12]转化为[CU(NH3)2『，无色的[CU(NH3)J被氧化为蓝色的

2++

[CU(NH3)4],方程式为[CUL[+2NH3-H2O=[CU(NH3)2]+2H2O+2I>

+2+-

4[Cu(NH3)2]+O2+8NH3-H2O=4[Cu(NH3)J+4OH+6H2O；

(3)结合实验III,推测实验I和II中的白色沉淀可能是Cui,实验I中铜被氧化的化学方程式是

2Cu+12=2CuI2Cu+KI,=2CuI+KI;白色沉淀为Cui,加入浓KI溶液，Cui与反应转化为[CuLR故产

生白色沉淀溶解，溶液变为无色，出现红色固体的过程；由于n>m,铜未完全反应的原因是铜与碘的反

应为可逆反应(或I；浓度小未能氧化全部的Cu)；

(4)要验证L能将Cu氧化为Cu3需设计原电池负极材料为Cu,b为含nmoll2的4moi1一的KI溶液；

(5)含nmoll2的4moi的KI溶液铜与碘反应的体系在原电池装置中，k将Cu氧化为Ci?+;而在实验

I、实验H和实验m中Cu以Cu+形式存在，这是由于在实验I、实验II、实验III中Cu+可以进一步与F结

+2+2+

合生成Cui沉淀或[Cul2]",Cu浓度减小使得Cu氧化性增强，发生反应2Cu+41=2CuIJ+12和

2+

2Cu+6r=2[CuI2f+I2o

6.(l)3s23p4

(2)1/0)>1/8),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

(4)Na232so4和Ag235s

4M

(5)4--------xlOin?-1

.JSabc

(6)sq；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3s23P4。答案为3s23P4；

(2)S和。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。的第一电离能大于S的第一电离能。答案为

Ii(O)>Ii(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)S。)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，SzOj可看作是SO：

中1个o原子被s原子取代，贝usqj的空间构型为四面体形。答案为四面体形；

(4)过程H中S2。；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SOj,S最终

3232

转化为Ag2s。若过程i所用的试剂为Na2SO3和35s，过程II的含硫产物是Na2so4和Ag235s。答案为

3235

Na2SO4^Ag2S；

(5)由晶胞结构可知，1个晶胞中含有8*：+4*92、：+1=4个.8(氏0)6]”,含有4个Sqj；该晶

NM4M34M11c21

cm

体的密度P=------=----------------271rg-o答案为4---------xlO.

“口―反NAV^Aabcxl0"口界，…&abc,

(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。S?。；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。

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

480

⑵6乂x(axlO-7丫

(3)FeS2燃烧放热为尸eSO,・应0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)①Fe的价层电子排布为3d64s2,形成Fe2+时失去4s上的2个电子，于是Fe?+的价层电子排布

为3d6。

②H2O中。和SO二中S都是sp3杂化，H2O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。

③H2O中O有孤电子对，Fe2+有空轨道，二者可以形成配位键。SO：中有电负性较大的。元素可以与

氏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O-S-O键角；配位键、氢键。

(2)①以位于面心Fe2+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+离子个数为8x：+6x：=4,S)个数为lxl+12x9=4。一个晶胞中相当于含

o24

120480

有4个FeS2,因此一个晶胞的质量m=44xN—g=R—g。所以晶体密度

480

---g

3lwm10-9m

p=-=------&-§—=———_wg/cm(=)。

3-7

V(ax10-9x100)cmNAx^axlO^

480

6；73

答案为：NAX(«X10-)

(3)FeS?燃烧为放热反应，"SOrHzO分解为吸热反应，"S?燃烧放出的热量恰好为"SO’-HQ分解

提供能量。另外，%S2燃烧和FeSO,用与分解的产物如FezCh、SO2、SO3可以作为制备铁精粉或硫酸的

原料。

答案为：FeS?燃烧放热为尸eSO「HQ分解提供能量；反应产物是制备铁精粉和硫酸的原料。

8.⑴3d6

(2)SO：的键角大于H2O,SO：中S原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四

面体形，H2。分子