山西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21晶体结构与性质

这是一份山西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21晶体结构与性质，共42页。试卷主要包含了单选题，原理综合题，实验题，工业流程题，结构与性质等内容，欢迎下载使用。
山西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21晶体结构与性质

一、单选题
1．（2023·山西·校联考模拟预测）地球上的硅大部分以二氧化硅及硅酸盐的形式存在，它们的基本结构单位是硅氧四面体[](图1)。石英晶体中的硅氧四面体相连构成螺旋链(图2)。天然硅酸盐组成复杂，硅、氧原子通过共用氧原子形成各种不同的硅酸根阴离子，一种层状硅酸根阴离子结构如图3所示。下列说法正确的是

A．基态Si原子的原子核外的电子有14种空间运动状态
B．二氧化硅中硅原子的配位数是2
C．图2中Si原子的杂化轨道类型是
D．图3层状硅酸根阴离子结构中硅和氧的原子个数比为2∶5
2．（2023·山西吕梁·统考二模）具有光催化活性的TiO2可通过氮掺杂生成TiO2-aNb后，在光照下的输出稳定性更好，其晶胞结构如图，已知原子1、原子2的分数坐标为(0，0，)和(1，0，0)，设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是
  
A．氮掺杂生成的TiO2-aNb中，a=，b=
B．原子3的分数坐标为(1，0，)
C．TiO2晶体中，Ti的配位数为8
D．TiO2的密度为g·cm-3
3．（2023·山西吕梁·统考三模）氟元素可形成多种有工业价值和科研价值的化合物，如OF2、NF3、XeF2等。其中XeF2的四方晶胞结构如图所示，图中M点原子坐标参数为(，，)，Xe和F的最短距离为bnm、下列说法错误的是
  
A． OF2分子中键角小于分子中的
B．中Xe的杂化方式为sp
C．基态N、F原子核外电子均有5种空间运动状态
D．Q点原子坐标参数为 []
4．（2023·山西·统考二模）化学与生活、生产及环境密切相关。下列说法错误的是
A．潜艇的耐压球壳使用钛合金，钛合金中存在金属键
B．以硅橡胶为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅橡胶是一种高分子材料
C．2022年北京冬奥会开幕式演出服为石墨烯智能发热材料，石墨烯属于新型无机非金属材料
D．卡塔尔世界杯球馆屋顶采用了折叠式PT℉E(聚四氟乙烯)板材，该板材耐酸碱腐蚀、不耐高温

二、原理综合题
5．（2023·山西·校联考模拟预测）丙烯是产量仅次于乙烯的基本有机原料之一，无氧脱氢制丙烯技术已经工业化。回答下列问题：
丙烷脱氢过程的主反应为C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=124.47 kJ/mol
副反应为： i． C3H8(g)CH4(g) +C2H4(g) ΔH2=81.30 kJ/mol
ii． C2H4 (g)+H2(g) C2H6(g) ΔH3=- 136.94 kJ/mol
iii． C3H8(g)+H2(g) CH4(g)+C2H6(g) ΔH4
其中，主反应脱氢的部分反应路径如图1所示(TS 代表过渡态，Pt4代表铂催化剂)。
  
(1)①计算副反应iii的ΔH4= kJ/mol。
②由图1知，主反应脱氢的限速步骤是第 (填 “一”或“二”)个C- H断键的反应。有利于主反应自发进行的条件是 (填 “高温”“低温”或“任意温度”)。在高温条件下C-C键断裂的裂解反应比C-H键断裂的脱氢反应容易，从动力学角度考虑，为有利于主反应发生应控制的关键生产条件是 。
(2)在压强分别为0.1 MPa和0.01 MPa的条件下，C3H8和C3H6的平衡摩尔分数(即物质的量分数)随温度的变化如图2所示(不考虑副反应)。
  
①在a、b、c、d四条图线中，分别表示0.01 MPa时C3H8和C3H6物质的量分数的是 、 。
②p点时C3H8的转化率为 ， 反应的分压平衡常数Kp= MPa。
(3)根据LHHW动力学模型，生成C3H6的净反应速率v=k·P(C3H8)·(H2)，其k为速率常数。在刚性容器中进行丙烷脱氢的反应，达到平衡前，相同时间间隔内，随反应进行C3H6的增加量 Δn (填 “变大”“变小”或“不变”)，其原因是 。
(4)四氢铝钠(NaAlH4) 是有机合成中重要的还原剂，其晶胞结构如图3所示(b=2a)。 已知NA为阿伏伽德罗常数的值，该晶体的密度为 g/cm3。
  

三、实验题
6．（2023·山西·校联考模拟预测）三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。某化学小组用Cr2O3和CCl4(沸点76.8℃)在高温下制备无水CrCl3实验装置如图所示。
  
已知：COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。
回答下列问题：
(1)实验装置合理的连接顺序为a→i→j→ (填仪器接口字母标号，部分仪器可重复使用)。
(2)仪器M中发生反应的化学方程式为 。在实验过程中需要持续通N2，其作用是 。
(3)从安全的角度考虑，整套装置的不足是 。
(4)Cr(Ⅲ)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布如图所示。
  
请补充完整由CrCl3溶液制备纯净的Cr(OH)3的实验方案：取适量CrCl3溶液， ；充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀， ，则证明沉淀已洗涤干净；低温烘干沉淀，得到Cr(OH)3晶体。
(5)铬、钙、氧可形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，其晶胞结构如图甲所示。
  
①该化合物的化学式为 。
②请在图乙中画出该晶胞沿z轴方向的氧离子的投影图 。
③氧离子与钙离子的最近距离为apm阿佛伽德罗常数为NA，则该复合氧化物晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式) 。

四、工业流程题
7．（2023·山西晋中·统考三模）碲是制作合金添加剂、半导体、制冷元件、光电元件的主体材料，并被广泛应用于冶金、石油、化工、航空航天与电子等领域。铜电解精炼阳极泥碲化铜渣(主要成分为Cu2Te，还含有金、铂等金属)提取碲的工艺流程如图所示，回答下列问题：
  
已知：TeO2难溶于水；亚碲酸钠易溶于水；高碲酸钠的化学式：Na2TeO4。
(1)酸浸焙烧前要将碲化铜渣粉碎，目的是 。
(2)滤液i的主要成分： (写物质名称)。
(3)焙烧过程中涉及的化学方程式： 。
(4)碱浸的目的是 。
(5)用H2SO3“酸溶还原沉碲”，写出离子方程式： 。
(6)将碲与锌一起加热，然后升华可制得碲化锌。碲化锌是一种重要的半导体材料，图甲为它的一种立方晶胞结构，图乙为该晶胞沿z轴投影图。已知a点的坐标为(0，0，0)，b点的坐标为(1，1，1)，则c点的坐标为 ，设ZnTe的摩尔质量为M，阿佛伽德罗常数的值为NA，密度为dg/cm3，则Zn与Te最近距离为 nm。
  
8．（2023·山西吕梁·统考三模）钛及其合金广泛用于航空航天，有“空中金属”之称，可溶于较浓盐酸。学习小组以高钛渣(含、和少量、和)为原料制备单质钛的工艺流程如下：

回答下列问题：
(1)“筛分”的目的为 ；浸渣的主要成分为 (填化学式)。
(2)“转化”工序加入铁粉的目的为 ；“结晶”操作不能控制温度过高的原因为 。
(3)“水解”时发生主要反应的离子方程式为 。
(4)“热还原”时，需要在氩气氛围下进行的原因为 。
(5)试剂X适合选用___________(填标号)。
A．浓盐酸 B．稀盐酸 C．NaCl溶液 D．NaOH溶液
(6)的晶体类型为 ；单质钛的两种同素异形体的晶胞结构如图所示，甲、乙两种晶体的空间利用率之比为 (用代数式表示)。
  
9．（2023·山西晋城·统考三模）高硫锰矿的主要成分是，还含有、、、、、、等，从高硫锰矿中提取金属锰的工艺流程如图所示：

已知：、、、，金属离子的浓度的负对数与溶液的关系如图所示，回答下列问题：

(1)碱性催化脱硫时，为了提高脱硫效率，可采取的措施为 。
(2)碱性脱硫时氧化矿粉产生硫单质是该工艺流程的亮点，若将虚线框中的设计改为“高温煅烧”(如图)脱硫，与原方案比，其不足之处为 。

(3)“酸浸”时的作用为 。
(4)“调”应调至4左右，“滤渣3”的成分为 。
(5)“电解”冶炼金属锰后废电解液的处理方法为 。
(6)已知晶胞如图所示，该晶胞中∠α=120°，∠β=∠γ=90°。

①该晶体中，锰原子周围的硫原子数目为 。
②该晶体的密度为 (列出计算式即可)。
10．（2023·山西太原·统考一模）以电解铝废渣(主要含AlF3、NaF、LiF、CaO)为原料，制备电池级碳酸锂的工艺流程如下：

已知： AlF3、LiF难溶于水，LiOH溶于水，Li2CO3微溶于水，Ksp(Li2CO3) 2.5×10-2、Ksp( CaCO3) = 2.8×10-9。回答下列问题：
(1)①电解氧化铝生成铝的化学方程式为 ，无碳电解铝技术是利用陶瓷材料替代碳作阳极，该技术的优点之一是 。
②已知AlCl3可形成共价分子， AlF3为离子晶体，从电负性的角度解释其原因： 。
(2)“气体1”是 ( 填化学式，下同)，“滤渣1”的主要成分是 。
(3)已知“碱解”同时生成白色沉淀，写出生成“气体2”的离子方程式 。
(4)“苛化”中存在如下反应：Li2CO3(s)+Ca2+(aq)⇌2Li+(aq)+ CaCO3(s)。通过计算解释生石灰能使Li2CO3完全转化的原因： 。
(5)Al-Li合金具有低密度、耐腐蚀等特点，已成为航天器的重要结构材料。一种Al3Li合金的晶胞如图所示，其中白球代表的是 ；若其晶胞参数为apm，则该合金的晶体密度为 g·cm-3 (列出计算式，阿伏加德罗常数用NA表示)。


五、结构与性质
11．（2022·山西晋城·统考二模）目前已经确认了16种元素是植物生长所必需的，其中硼、铁、铜、钼等7种元素为必需的微量元素。回答下列问题：
(1)钼位于第5周期与Cr同族，试写出钼的基态价电子排布式 ，钼位于周期表第 纵行。
(2)铁元素能与多种分子或离子形成配位键，如[FeCl2(H2O)4]+、Fe(CO)5。
①[FeCl2(H2O)4]+中每个H2O的O周围σ键电子对有 对，游离态的水中H-O-H的键角比该配离子中H-O-H的键角小，其原因是 。
②CO分子中C原子和O原子，上均存在孤电子对，在Fe(CO)5中 (填元素符号)更容易为Fe提供孤电子对。
(3)硼氢化钠(NaBH4)具有很强的还原性，常用于有机合成，的VSEPR模型为 与其互为等电子体的阳离子有 (写一种)。
(4)一种铜的溴化物立方晶胞如图所示。

该化合物的化学式为 ，在晶体中与Br紧邻的Br有 个，若Cu原子与最近的Br原子的核间距为apm，则该晶体的密度计算表达式为 g·cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
12．（2022·山西吕梁·统考二模）TIC、TiN、MnS、MnSe在电化学领域均有巨大的应用潜力。回答下列问题：
(1)基态Ti2+和Mn2+中未成对电子数之比为 ；N、S、Mn的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)键能：H—S H—Se(填“>”或“