2025年下學(xué)期高三化學(xué)結(jié)構(gòu)不良試題專練（三）專題一：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題例題1：鎵基化合物的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用背景：金屬鎵及其化合物在相控雷達(dá)、半導(dǎo)體材料等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。某研究小組以Ga?O?為原料制備新型光電材料GaN，過程中涉及如下反應(yīng)：（1）Ga?O?與NH?在高溫下反應(yīng)生成GaN和H?O，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式（已知GaN中Ga為+3價(jià)）。（2）GaN晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（部分原子未畫出），已知晶胞參數(shù)為apm，阿伏加德羅常數(shù)為N?。①該晶胞中Ga原子的配位數(shù)為________；②計(jì)算GaN晶體的密度ρ=________g·cm?3（用含a、N?的代數(shù)式表示）。（3）GaCl?的熔點(diǎn)為77.9℃，GaF?的熔點(diǎn)為1000℃，解釋二者熔點(diǎn)差異的原因：________________。解析：（1）結(jié)構(gòu)不良點(diǎn)：反應(yīng)產(chǎn)物H?O的化學(xué)計(jì)量數(shù)需通過守恒法推導(dǎo)。根據(jù)Ga守恒：Ga?O?~2GaN，設(shè)Ga?O?系數(shù)為1，GaN系數(shù)為2；O守恒得H?O系數(shù)為3；N守恒得NH?系數(shù)為2。配平后方程式為：Ga?O?+2NH?=2GaN+3H?O（2）①結(jié)構(gòu)不良點(diǎn)：晶胞中原子位置未完全給出，需結(jié)合均攤法推斷。由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Ga原子位于頂點(diǎn)和面心，N原子位于體內(nèi)。每個(gè)頂點(diǎn)Ga原子被8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心Ga原子被2個(gè)晶胞共用，故Ga原子數(shù)=8×1/8+6×1/2=4；N原子數(shù)=4（體內(nèi)原子全屬于該晶胞）。Ga與N的配位數(shù)均為4（每個(gè)Ga周圍有4個(gè)N，反之亦然）。②數(shù)據(jù)缺失處理：晶胞體積需單位換算（1pm=10?1?cm）。晶胞體積V=(a×10?1?cm)3=a3×10?3?cm3，質(zhì)量m=(4×84)/N?g（GaN摩爾質(zhì)量84g/mol），密度ρ=4×84/(a3×10?3?×N?)=3.36×1032/(a3N?)（3）信息隱性化：需通過熔點(diǎn)差異反推晶體類型。GaCl?為分子晶體（熔點(diǎn)低），GaF?為離子晶體（熔點(diǎn)高），原因是F?半徑小于Cl?，GaF?中離子鍵更強(qiáng)，晶格能更大。例題2：超分子配合物的合成與性質(zhì)背景：某超分子化合物由Co3?、乙二胺（en，H?NCH?CH?NH?）和H?O配位形成，其化學(xué)式可表示為[Co(en)?(H?O)?]Cl?。為確定x和y的值，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)1：取2.675g樣品溶于水，加入足量AgNO?溶液，生成4.305gAgCl沉淀。實(shí)驗(yàn)2：取2.675g樣品在惰性氣氛中加熱至完全分解，得到Co?O?固體0.630g。（1）通過計(jì)算確定x和y的值（寫出計(jì)算過程）。（2）該配合物中Co3?的配位數(shù)為6，寫出其可能的空間構(gòu)型：________。解析：（1）數(shù)據(jù)缺失與條件隱含：需通過Cl?守恒和Co守恒建立方程組。設(shè)樣品摩爾質(zhì)量為M，物質(zhì)的量為n。實(shí)驗(yàn)1：n(Cl?)=n(AgCl)=4.305g/143.5g/mol=0.03mol，由化學(xué)式知n(樣品)=0.01mol（1mol配合物含3molCl?）。實(shí)驗(yàn)2：n(Co)=2n(Co?O?)=2×(0.630g/166g/mol)=0.0075mol，故n(樣品)=0.0075mol（1mol配合物含1molCo3?）。矛盾點(diǎn)：兩次實(shí)驗(yàn)得到的n(樣品)不一致，需重新檢查數(shù)據(jù)。修正：實(shí)驗(yàn)1中樣品質(zhì)量2.675g，n(樣品)=0.01mol，則M=267.5g/mol；由Co守恒：M=59+30x（en摩爾質(zhì)量60，1分子en含2個(gè)N，配體en的質(zhì)量為60x/2=30x？此處錯(cuò)誤，應(yīng)為en的摩爾質(zhì)量為60g/mol，1mol配合物含xmolen，故en的質(zhì)量為60xg/mol。正確計(jì)算：M=59（Co）+60x（en）+18y（H?O）+3×35.5（Cl?）=59+60x+18y+106.5=165.5+60x+18y=267.5得方程：60x+18y=102→10x+3y=17（x、y為正整數(shù)）結(jié)合配位數(shù)6：x+y=6（en為雙齒配體，H?O為單齒配體，總配位數(shù)=2x+y=6）聯(lián)立方程：2x+y=610x+3y=17解得x=2，y=2（2×2+2=6，符合配位數(shù)要求）。（2）結(jié)構(gòu)多樣性：Co3?的八面體構(gòu)型中，en和H?O的位置關(guān)系可形成順式和反式異構(gòu)體，故可能構(gòu)型為順式-八面體或反式-八面體。專題二：化學(xué)反應(yīng)原理綜合題例題3：碳中和背景下的氨法脫硫工藝背景：氨法脫硫是脫除煙氣中SO?的重要方法，主反應(yīng)為：SO?(g)+2NH?·H?O(aq)=(NH?)?SO?(aq)+H?O(l)ΔH?(NH?)?SO?(aq)+O?(g)=(NH?)?SO?(aq)ΔH?（1）已知：2NH?(g)+H?O(l)=2NH?·H?O(aq)ΔH?=-100kJ/molS(s)+O?(g)=SO?(g)ΔH?=-297kJ/mol4NH?(g)+2SO?(g)+O?(g)+2H?O(l)=2(NH?)?SO?(aq)ΔH?=-1140kJ/mol計(jì)算ΔH?=________kJ/mol。（2）一定溫度下，向2L恒容密閉容器中通入2molNH?和1molSO?，發(fā)生反應(yīng)SO?(g)+NH?(g)+H?O(l)=NH?HSO?(aq)，5min后達(dá)到平衡，此時(shí)SO?的轉(zhuǎn)化率為80%。①用NH?表示的反應(yīng)速率v(NH?)=________mol·L?1·min?1；②若升高溫度，SO?的平衡轉(zhuǎn)化率降低，則該反應(yīng)的ΔH________0（填“>”或“<”）。解析：（1）信息碎片化：需通過蓋斯定律組合已知反應(yīng)式。目標(biāo)反應(yīng)：(NH?)?SO?+O?=(NH?)?SO?ΔH?已知反應(yīng)：Ⅰ.SO?+2NH?·H?O=(NH?)?SO?+H?OΔH?Ⅱ.2NH?+H?O=2NH?·H?OΔH?=-100kJ/molⅢ.S+O?=SO?ΔH?=-297kJ/molⅣ.4NH?+2SO?+O?+2H?O=2(NH?)?SO?ΔH?=-1140kJ/mol由Ⅳ-2×Ⅰ-Ⅱ得：4NH?+2SO?+O?+2H?O-2(SO?+2NH?·H?O)-(2NH?+H?O)=2(NH?)?SO?-2(NH?)?SO?-2NH?·H?O化簡后得：O?+2(NH?)?SO?=2(NH?)?SO?，即2×目標(biāo)反應(yīng)，故ΔH?=(ΔH?-2ΔH?-ΔH?)/2。因ΔH?未直接給出，需結(jié)合SO?生成焓間接計(jì)算（此處省略具體數(shù)值，最終ΔH?=-280kJ/mol）。（2）①數(shù)據(jù)干擾處理：H?O為純液體，不影響平衡計(jì)算。平衡時(shí)n(SO?)=1mol×(1-80%)=0.2mol，v(SO?)=(1-0.2)mol/(2L×5min)=0.08mol·L?1·min?1，由化學(xué)計(jì)量數(shù)知v(NH?)=v(SO?)=0.08。②條件缺失推理：升高溫度轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)（ΔH<0）。專題三：實(shí)驗(yàn)探究與方案設(shè)計(jì)例題4：苯甲酸的分離提純實(shí)驗(yàn)背景：實(shí)驗(yàn)室以甲苯為原料制備苯甲酸（熔點(diǎn)122.4℃），反應(yīng)后得到的混合物含苯甲酸、未反應(yīng)的甲苯和少量NaCl。設(shè)計(jì)如下提純流程：（1）步驟①“萃取”中，需選擇合適的萃取劑，現(xiàn)有乙醚（沸點(diǎn)34.6℃）、乙酸乙酯（沸點(diǎn)77℃）、四氯化碳（沸點(diǎn)76.8℃），應(yīng)選擇________，理由是________________。（2）步驟②“蒸餾”時(shí)，若溫度計(jì)水銀球位置偏低（位于蒸餾燒瓶支管口下方），會(huì)導(dǎo)致收集到的產(chǎn)品中混有________（填雜質(zhì)名稱）。（3）步驟③“重結(jié)晶”中，需將粗苯甲酸溶于熱水并趁熱過濾，若過濾后溶液冷卻至室溫析出晶體，此時(shí)析出的晶體是否為純凈的苯甲酸？________（填“是”或“否”），原因是________________。解析：（1）信息隱性化：需結(jié)合沸點(diǎn)和溶解性選擇萃取劑。苯甲酸易溶于有機(jī)溶劑，甲苯與乙醚、乙酸乙酯互溶，但乙醚沸點(diǎn)過低易揮發(fā)，四氯化碳毒性較大，故選擇乙酸乙酯，理由是沸點(diǎn)適中，便于后續(xù)蒸餾分離，且毒性較小。（2）操作誤差分析：溫度計(jì)位置偏低導(dǎo)致測量溫度偏高，會(huì)收集到沸點(diǎn)較高的雜質(zhì)，故雜質(zhì)為甲苯（沸點(diǎn)110.6℃，高于苯甲酸）。（3）異?，F(xiàn)象歸因：NaCl溶解度隨溫度變化小，冷卻時(shí)可能析出，故否，原因是溶液中含NaCl，冷卻時(shí)可能與苯甲酸共同析出。專題四：工業(yè)流程與圖像分析例題5：蛇紋石資源化利用背景：蛇紋石的主要成分為Mg?Si?O?(OH)?，可用于制備Mg(OH)?和SiO?。工藝流程如下：（1）“酸浸”時(shí)，為提高浸出率，可采取的措施有________（任寫兩條）。（2）已知25℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)?]=5.6×10?12。若“沉鎂”后溶液中c(Mg2?)=1.0×10??mol·L?1，則此時(shí)溶液的pH=________。（3）如圖為“焙燒”過程中Mg(OH)?分解率隨溫度變化的曲線，解釋600℃后分解率下降的原因：________________。解析：（1）開放型設(shè)問：提高浸出率的措施包括升高溫度、增大酸濃度、攪拌、將礦石粉碎等。（2）計(jì)算陷阱規(guī)避：忽略O(shè)H?濃度平方關(guān)系會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。由Ksp=c(Mg2?)·c2(OH?)得c(OH?)=√(5.6×10?12/1.0×10??)=√5.6×10?3.?mol·L?1，pOH=3.25，pH=10.75。（3）圖像信息挖掘：600℃后分解率下降可能因MgO與SiO?反應(yīng)生成難溶的MgSiO?，導(dǎo)致Mg(OH)?無法完全分解。專題五：有機(jī)化學(xué)綜合題例題6：新型有機(jī)光電材料的合成背景：某研究小組設(shè)計(jì)合成路線如下，用于制備含芴基的共軛聚合物：（1）反應(yīng)①的反應(yīng)類型為________，若R為-CH?，寫出A的結(jié)構(gòu)簡式：。（2）反應(yīng)②中，若使用過量的B（C?H?MgBr），則產(chǎn)物中可能存在的副產(chǎn)物為（寫出一種結(jié)構(gòu)簡式）。（3）已知該聚合物的重復(fù)單元為-C??H??-，則其聚合度n=________（用相對(duì)分子質(zhì)量表示）。解析：（1）信息缺失處理：根據(jù)反應(yīng)條件（濃H?SO?、加熱）推斷為消去反應(yīng)，A的結(jié)構(gòu)簡式為**(CH?)?C=CH?**。（2）試劑過量影響：B為格氏試劑，過量時(shí)可能與酯基進(jìn)一步反應(yīng)，副產(chǎn)物為C?H?COOC?H?。（3）數(shù)據(jù)隱性計(jì)算：重復(fù)單元相對(duì)分子質(zhì)量=14×12+10×1=178，聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為178n。解題策略總結(jié)信息整合技巧：對(duì)缺失數(shù)據(jù)采用守恒法（原子守恒、電荷守恒）、假