《2025年天利38套五年真题高考试题分类化学》

1. (2025·山东卷,12分)Fe单质及其化合物应用广泛。
回答下列问题:
(1)在元素周期表中,Fe位于第四周期Ⅷ族。基态Fe原子与基态Fe³⁺未成对电子数之比为4∶5。
(2)尿素分子(H₂NCONH₂)与Fe³⁺形成配离子的硝酸盐[Fe(H₂NCONH₂)₆](NO₃)₃俗称尿素铁,既可作铁肥,又可作缓释氮肥。
①元素C、N、O中,第一电离能最大的是N,电负性最大的是O。
②尿素分子中,C原子采取的轨道杂化方式为sp²。
③八面体配离子[Fe(H₂NCONH₂)₆]³⁺中Fe³⁺的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与Fe³⁺配位的原子是O(填元素符号)。
(3)α-Fe可用作合成氨催化剂,其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为a pm)。
①α-Fe晶胞中Fe原子的半径为$\frac{\sqrt{3}a}{4}$pm。
②研究发现,α-Fe晶胞中阴影所示m、n两个截面的催化活性不同,截面单位面积含有Fe原子个数越多,催化活性越低。m、n截面中,催化活性较低的是n,该截面单位面积含有的Fe原子为$\frac{\sqrt{2}}{a^{2}}$个/pm²。

答案： 1.(12分)
(1)四 Ⅷ 4∶5
(2)①N O ②sp² ③O
(3)①$\frac{\sqrt{3}a}{4}$ ②n $\frac{\sqrt{2}}{a^{2}}$
[解析]物质的结构与性质
(1)基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d⁶4s²，故该元素位于第四周期Ⅷ族。基态Fe³⁺的核外电子排布式为[Ar]3d⁵，两者未成对电子数之比为4∶5。
(2)②尿素分子中碳原子与氧原子形成一个碳氧双键，碳原子采用sp²杂化方式。③尿素分子中O原子与N原子都存在孤电子对，配离子中有12个氮原子，6个氧原子，结合题干信息“Fe³⁺的配位数为6，碳氮键的键长均相等”推断其配位原子为O原子。
(3)①体心立方晶胞中，铁原子在体对角线上相切，$r(Fe)=\frac{\sqrt{3}a}{4}pm$。②m截面中Fe原子个数为$4 × \frac{1}{4}=1$，单位面积含有Fe原子个数为$\frac{1}{a^{2}}$个/pm²，n截面中Fe原子个数为$4 × \frac{1}{4}+1=2$，该截面单位面积含有Fe原子个数为$\frac{\sqrt{2}}{a^{2}}$个/pm²，故活性较低的是n。

2. (2025·北京卷,节选,6分)通过MgCl₂和[Mg(NH₃)₆]Cl₂的相互转化可实现NH₃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:
(2)NH₃分子中H—N—H键角小于109°28′,从结构角度解释原因:NH₃中N为sp³杂化，N上有一对孤电子对
。
(3)[Mg(NH₃)₆]Cl₂的晶胞是立方体结构,边长为a nm,结构示意图如图甲。

①[Mg(NH₃)₆]Cl₂的配体中,配位原子是N。
②已知[Mg(NH₃)₆]Cl₂的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数为Nₐ,该晶体的密度为$\frac{4M}{a^{3}N_{A}} × 10^{21}$g/cm³。(1 nm=10⁻⁷ cm)

答案：
2.(6分)
(1)

(2)NH₃中N为sp³杂化，N上有一对孤电子对
(3)①N ②$\frac{4M}{a^{3}N_{A}} × 10^{21}$
[解析]化学用语、键角大小比较、晶胞的相关计算
(1)基态镁原子的最外层电子轨道表示式是。
(2)氨分子中氮原子采用sp³杂化，且有一个孤电子对，孤电子对对成键电子对斥力较大，使H—N—H键角小于109°28′。
(3)①氨分子作配体，氮原子有孤电子对，作配位原子。②一个晶胞中含有Cl⁻个数为8，[Mg(NH₃)₆]²⁺个数为$8 × \frac{1}{8}+6 × \frac{1}{2}=4$，故每个晶胞中平均含有4个[Mg(NH₃)₆]Cl₂，晶胞质量为$\frac{4M}{N_{A}}g$，晶胞体积为$a^{3} × 10^{-21}cm^{3}$，因此晶体密度=$\frac{4M}{a^{3}N_{A}} × 10^{21}g/cm^{3}$。

3. (2024·北京卷,9分)锡(Sn)是现代“五金”之一,广泛应用于合金、半导体工业等。
(1)Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整:(2)SnCl₂和SnCl₄是锡的常见氯化物,SnCl₂可被氧化得到SnCl₄。
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σ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v₁ nm³和v₂ nm³,则白锡和灰锡晶体的密度之比是_______。
(4)单质Sn的制备:将SnO₂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800 ℃下,SnO₂能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是_______
_______。

答案：
3.(9分)
(1)

(2)①平面三角形 ②1个sp³杂化
(3)①4 ②v₂∶4v₁
(4)空气中的O₂将C氧化为CO，CO与SnO₂发生气固反应，速率快
[解析]物质结构与性质
(1)Sn位于元素周期表的第5周期ⅣA族，其基态原子的价电子排布式为。
(2)①SnCl₂中Sn的价层电子对数为$\frac{4 + 2}{2}=3$，VSEPR模型是平面三角形；②SnCl₄中Sn的价层电子对数为$\frac{4 + 4}{2}=4$，有4个σ键，所以Sn采用sp³杂化方式，则SnCl₄的Sn—Cl键是由锡的1个sp³杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。
(3)①灰锡具有立方金刚石结构，所以每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有4个。②白锡晶胞中均摊可得Sn原子数目为2，而灰锡晶胞中均摊可得Sn原子数目为8，所以其密度之比为$\frac{2M}{N_{A}v_{1}}:\frac{8M}{N_{A}v_{2}}=\frac{v_{2}}{4v_{1}}$。