2021年全国乙卷高考化学试卷真题及答案详解.pdf

2021年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试注意事项：1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，涂写在本试卷上无效。3.作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 C135.5 Fe 56一、选择题1.我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO?的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是A.将重质油裂解为轻质油作为燃料B.大规模开采可燃冰作为新能源C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D.研发催化剂将CO2还原为甲醇2.在实验室采用如图装置制备气体，合理的是ACa（OH）2+NH4C1NH3BMnO,+HC1（浓）Cl2CMnO2+KCIO3O2DNaCl+H2sO“（浓）HC1A.A B.B C.C D.D3.下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙：CO；+CaSO4.CaCO,+SOB.过量铁粉加入稀硝酸中：Fe+4H+NO；=Fe3+NOT+2H2OC.硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液：A产+4OH=A1O；+2H2OD.氯化铜溶液中通入硫化氢：C+S2-=CuSJO4.一种活性物质的结构简式为，下列有关该物质的叙述正确的是A.能发生取代反应，不能发生加成反应B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物HOD.Imol该物质与碳酸钠反应得44gCC)25.我国嫦娥五号探测器带回1.731kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W 同族，下列结论正确的是A.原子半径大小顺序为W X Y ZB.化合物XW 中的化学键为离子键C.Y 单质的导电性能弱于Z 单质的D.Z 的氧化物的水化物的酸性强于碳酸试卷第2 页，共 9 页6.沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。下列叙述错误的是A.阳极发生将海水中的C r氧化生成Cl?的反应B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气D.阳极表面形成的Mg(OH)?等积垢需要定期清理7.HA是一元弱酸，难溶盐M A的饱和溶液中c?(M+)随 c(H+)而变化，M*不发生水解。实验发现，298K时，(M+)-c(H+)为线性关系，如下图中实线所示。下列叙述错误的是A.溶液pH=4 时，c(M+)N O C rN O C 1+N O C P 2N 0+C l2其中h v 表示一个光子能量，N O C 1*表示N O C 1 的激发态。可知，分 解 I m o l 的 N O C 1 需要吸收 m o l 光子。11.过渡金属元素格(C r)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：(1)对于基态C r 原子，下 列 叙 述 正 确 的 是(填 标 号)。A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为 A 门 3d d s B.4s 轨道上电子能量较高，总是在比3s 轨道上电子离核更远的地方运动C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大(2)三价铭离子能形成多种配位化合物。C r(N H、)3(H Q)2c 1”中提供电子对形成配位键的原子是 中心离子的配位数为 o(3)C r(N H 3)3(H q)Q 中配体分子N H 3、H2O以及分子P H,的空间结构和相应的键角如图所示。P H,中 P的 杂 化 类 型 是。N H,的沸点比P H?的,原因是,凡0 的键角小于N H?的，分析原因.(4)在金属材料中添加A l C r?颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。A l C r?具有体心四方结构，如图所示，处于顶角位置的是 原子。设 C r 和 A 1原子半径分别为哈和L ,则 金 属 原 子 空 间 占 有 率 为%(列出计算表达式)。1 2.卤沙哇仑W 是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如下:CH3Fr KMnQ4H+BC7H5FO2SO02CC7H4C1FO0XC6H6BrNl)ZnCl22)NaOH()O(ii回答下列问题:-H Br已知：(i )+?H(1)A 的化学名称是(2)写出反应的化学方程式(3)D 具有的官能团名称是(4)反应中，Y 的结构简式为(5)反应的反应类型是CH2CI2.丫 N N H HOHFEo+CH3coOHC,H5OHHC1CH3COOHC2H50H (不考虑苯环)/x。+&0(6)C 的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有种。试卷第8页，共 9页(7)写出W 的结构简式1.D【详解】A.将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故 A 不符合题意；B.大规模开采可燃冰做为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故 B不符合题意；C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故 C 不符合题意；D.研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放量，达到碳中和的目的，故 D 符合题意；故选D。2.C【分析】由实验装置图可知，制备气体的装置为固固加热装置，收集气体的装置为向上排空气法，说明该气体的密度大于空气的密度；【详解】A.氨气的密度比空气小，不能用向上排空法收集，故 A 错误：B.二氧化镒与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应，需要选用固液加热装置，不能选用固固加热装置，故 B 错误；C.二氧化镒和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应，能选用固固加热装置，氧气的密度大于空气，可选用向上排空气法收集，故 c 正确；D.氯化钠与浓硫酸共热制备为固液加热反应，需要选用固液加热装置，不能选用固固加热装置，故 D 错误；故选C。3.A【详解】A.硫酸钙微溶，用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙，离子方程式为：CO;+CaSO4.CaCO3+S O;-,故 A 正确；B,过量的铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，离子方程式应为：3Fe+8H+2N答案第1 页，共 12页O；=3Fe2+2NOT+4H2 0,故 B 错误；C.硫酸铝溶液与少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钾，离子方程式应为：A13+3OH=A1(OH)31，故 C 错误；D.硫化氢为弱电解质，书写离子方程式时不能拆，离子方程式应为:CU2+H2S=CUS；+2 H+,故 D 错误；答案选A。4.C【详解】A.该物质含有羟基、竣基、碳碳双键，能发生取代反应和加成反应，故 A 错误；B.同系物是结构相似,分子式相差1 个或n 个 CH2的有机物，该物质的分子式为CI OHI80 3,而且与乙醇、乙酸结构不相似，故 B 错误；/t coonC.该物质的分子式为C10H18O3,，/一_,/1 的分子式为C 1 0 H 1 8 O 3,所以HO二者的分子式相同，结构式不同，互为同分异构体，故 c 正确；D.该物质只含有一个竣基，Imol该物质与碳酸钠反应，最多生成0.5mol二氧化碳，最大质量为2 2 g,故 D 错误；故选C。5.B【分析】由短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大，最外层电子数之和为15,X、Y、Z 为同周期相邻元素，可知W 所在主族可能为第川A 族或第VIA族元素，又因X、Y、Z 为同周期相邻元素，且均不与W 同族，故 W 一定不是第IHA族元素，即 W 一定是第VIA族元素，进一步结合已知可推知W、X、Y、Z 依次为0、Mg、Al、S i,据此答题。【详解】A.0 原子有两层，Mg、Al、S i均有三层且原子序数依次增大，故原子半径大小顺序为Mg A l S i 0,即 X Y Z W,A 错误；B.化合物XW 即 MgO为离子化合物，其中的化学键为离子键，B 正确；C.Y 单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z 单质为硅，为半导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故 Y 单质的导电性能强于Z 单质的，C 错误；答案第2 页，共 12页D.Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸酸性弱于碳酸，D错误；故选B。6.D【分析】海水中除了水，还含有大量的Na+、C h Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的C1-会优先失电子生成C b,阴极区H2O优先得电子生成氏 和O H-,结合海水成分及电解产物分析解答。【详解】A.根据分析可知，阳极区海水中的C1一 会优先失去电子生成C12,发生氧化反应，A正确；B.设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的C L与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H 2O,其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；C.因为H2是易燃性气体，所以阴极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C正确；D.阴极的电极反应式为：2H2O+2e=H2T+2OH-,会使海水中的Mg?+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg(OH”等积垢需定期清理，D错误。故选D。7.C【分析】本题考查水溶液中离子浓度的关系，在解题过程中要注意电荷守恒和物料守恒的应用，具体见详解。【详解】A.由图可知 p H=4,即 c(H+)=10 xl(y5moi/L 时，c2(M+)=7.5xlO-8mol2/L2,c(M+)=A/7.5xlO-8mol/L=/Z5 x l(r*mol/L c(A )+c(O H )+n c(Xnj ,题给等式右边缺阴离子部分n c(X),C错误；D.K“(H A)=c(H )当/一)=c(H A)时,由物料守恒知c(A )+c(H A)=c(M+),则c(A-尸 逊 ，Ks(M A)=c(M+)x c(A-)=-(M)=5.0 x 1 0s,则c2(M+)=1 0 x l()8,对应图得此2 s p 2时溶液中 c(H+)=2.0 x l(r*m o l.L ,K,(H A)=C(H)XC(A 1=c(H+)2.0 x 1 O-4,D 正确；c(H A)故选C。,、焙烧8.A 12O,+4(N H4)2S O4-2 N H4A 1 (S 04)2+6 N H,T +3 H,O T F e 、A l 、M g l.O x K T6 硫酸 S i O2 C a S O4 T i O2 t+(x+l)H2O T i O,x H,O +2 H*(N H4)2S O4【分析】由题给流程可知，高钛炉渣与硫酸镀混合后焙烧时，二氧化钛和二氧化硅不反应，氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐，尾气为氨气；将焙烧后物质加入热水水浸,二氧化钛、二氧化硅不溶于水，微溶的硫酸钙部分溶于水，硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝镀溶于水，过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝钱和硫酸钙的滤液；向 p H 约为2.0 的滤液中加入氨水至1 1.6,溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀，过滤得到含有硫酸筱、硫酸钙的母液和氢氧化物沉淀；向水浸渣中加入浓硫酸加热到1 6 0 酸溶，二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应，二氧化钛与稀硫酸反应得到TiO SO4,过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiO SCM 溶液；将 TiO SCU溶液加入热水稀释并适当加热，使 TiO SC4 完全水解生成TiO)x H 2 O 沉淀和硫酸，过滤得到含有硫酸的母液和TiCh-x H 2 O 0【详解】(1)氧化铝转化为硫酸铝镂发生的反应为氧化铝、硫酸铉在高温条件下反应生成硫酸铝钱、氨气和水，反应的化学方程式为A 1 2 O 3+4(N H 4)2 SC4 整N H 4 A l(SO 4)2+4 N H 3 T+3 H 2 0,故答案为：A b O 3+4(N H 4)2 SO 4 焙烧N H 4 A 1 H O 4)2+4 N H#+3 H 2 O：(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的p H 可知，将 p H约为2.0 的滤液加入氨水调节溶液p H为答案第4页，共 1 2 页1 1.6 时，铁离子首先沉淀、然后是铝离子、镁离子，钙离子没有沉淀，故答案为：F e3+、A F+、M g 2+；(3)由镁离子完全沉淀时，溶液p H为 1 1.1 可知，氢氧化镁的溶度积为1 X1 0-5 x(1 X1 0-2.9)2=1 x 1 0。/当 溶 液 pH为 1 1.6 时，溶 液 中 镁 离 子 的 浓 度 为1 x若1 0.念8y=l x l 0 m o l/L,故答案为：1 x 1 0；(4)增大溶液中硫酸根离子浓度，有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀，为了使微溶的硫酸钙完全沉淀，减少TiO SCU溶液中含有硫酸钙的量，应加入浓硫酸加热到1 6 0 酸溶；由分析可知，二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应，则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙，故答案为:硫酸；SiO 2、Ca SO 4；(5)酸溶后将TiO SO4溶液加入热水稀释并适当加热，能使TiO SO4完全水解生成TiO2-x H2O沉淀和硫酸，反应的离子方程式为TiO 2+(x+1)H 2 O A TiO 2-x H 2 O+2 H+,故答案为：TiO2+(x+1 )H 2 0 A TiO 2 x H2O+2 H+；(6)由分析可知，尾气为氨气，母液为硫酸镂、母液为硫酸，将母液和母液混合后吸收氨气得到硫酸核溶液，可以循环使用，故答案为：(N H 4)2 SO 4。9.滴 液 漏 斗 三颈烧瓶 d 反应放热，防止反应过快反应温度接近水的沸点，油浴更易控温 2 M nO4+5 H2O2+6 H+=2 M n2+8 H2O +5 O2?取少量洗出液，滴加B a Cl2,没有白色沉淀生成 H*与c r 电离平衡，洗出液接近中性时，可认为c r 洗净【详解】(1)由图中仪器构造可知，a 的仪器名称为滴液漏斗，c的仪器名称为三颈烧瓶；仪器b为球形冷凝管，起冷凝回流作用，为了是冷凝效果更好，冷却水要从d 口进，e 口出，故答案为：分液漏斗；三颈烧瓶：d；(2)反应为放热反应，为控制反应速率，避免反应过于剧烈，需分批缓慢加入K M n C U 粉末并使用冰水浴，故答案为：反应放热，防止反应过快；(3)油浴和水浴相比，由于油的比热容较水小，油浴控制温度更加灵敏和精确，该实验反应温度接近水的沸点，故不采用热水浴，而采用油浴，故答案为：反应温度接近水的沸点，油答案第5页，共 1 2 页浴更易控温；(4)由滴加H 2 O2 后发生的现象可知，加入的目的是除去过量的K M n C U,则反应的离子方程式为：2 M n O；+5 H 2 C 2+6 H+=2 Mn2+5 O2 T+8 H 2 0,故答案为：2 MnO*+5 H2O2+6 H+=2 Mn2+5 O2 t+8 H2O ；(5)该实验中为判断洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在S 0；来判断，检测方法是:取最后一次洗涤液，滴加B aC b 溶液，若没有沉淀说明洗涤完成，故答案为：取少量洗出液，滴加B a C L,没有白色沉淀生成；(6)步骤I V 用稀盐酸洗涤沉淀，步骤V洗涤过量的盐酸，H+与C 1 电离平衡，洗出液接近中性时，可认为c r 洗净，故答案为：H+与c r 电离平衡，洗出液接近中性时，可认为c r 洗净。1 0 0X(2 0X1 03-1 2.4X1 03)1 0.澳(或B r)2 4.8 、-口-L 大于 勺心 大于 设(2 4.8 x l03)T T，即t 4,由图可知I：I g K pO-lg K p式 丁 耳 叫 一 叫 卜 叫 一 叫 则：lg K p2(T).K p|(T)lg K p2(T).K a(T),即k(T*)k(T),因此该反应正反应为吸热反应，即AH大于0 0.5【详解】(1)红棕色液体，推测为浪单质，因此错过发现的元素是溟(或B r)；(2)由题意玻3 7 6.8 C 时璃烧瓶中发生两个反应：B aP t C I Js).B aC l3(s)+P t(s)+2 C l2(g),C 1 2(g)+I2(g)2 1 c l(g)。B aP t C l6(s).B aC U(s)+P t+2 C k(g)的平衡常数K p=1.0 x l04P a2,则平衡时p2(C h)=1.0 x l04P a2,平衡时p(C l2)=1 0 0 P a,设到达平衡时L(g)的分压减小pkP a,C l2(g)+I3(g)2 I C l(g)开始/(kP a)2 0.0 0则加,3 7 6.8 平衡时，测得烧瓶中压强为3 2.5 kP a,贝 i j变化/(kP a)p 2 p平衡/(kP a)0.1 2 0.0-p 2 p0.1+2 0.0+p=3 2.5,解得p=1 2.4,贝 I 平衡时p=2 pkP a=2 x l2.4 kP a=2 4.8 kP a；则平衡时,0(g)的分压为(2 0.0-p)kP a=(2 0 x 1 03-1 2.4 x 1 03)P a,p1 Ci =2 4.8 kP a=2 4.8 x 1 03P a,p(C l2)=0.1 kP a=1 OOP a,因此反应2 I C l(g)=C l2(g)+I2(g)的平衡常数K=1 0 0X(2 0X1 03-1 2.4X1 03)(2 4.8 x l03)2(3)结合图可知，温度越高，：越小，lg K p 2 越大，即 K p 2 越大，说明升高温度平衡答案第6 页，共 1 2 页2 N OC l(g).2 N O(g)+C L(g)正向移动，则 N 0 C 1 分解为NO 和C l?反应的大于0；I ,2 N O(g)+2 I C l(g).-2 N OC l(g)+I2(g)Kp lH.2 N OC l(g)-2 N O(g)+C l2(g)Kp 2I +I 皿 2 I C l(g)=C 1 2(g)+L(g),则 2 I C I(g)=C 1 2(g)+l2(g 皿K=K p K而；该反应的 AH 大于o；推理过程如下：设T T，即染|lg Kp l(T)-lg KpX T)|=lg Kp l(T)-lg Kp l(T1)!i 1 lJ：lg Kp 2(T)-Kp l(T)lg Kp 2(T)-Kp l(T),即 k(T)k(T),因此该反应正反应为吸热反应，即A H 大于0;I .N OC l+h v N OC PI I.N OC I +N OC 1 2 N O+C l2I+H 得总反应为2 N OC l+h v=2 N O+C b,因此2 m oi N OC 1 分解需要吸收1 m ol光子能量，则分 解 I m ol的 N O C 1 需要吸收0.5m ol光子。1 1.A C N、0、C l 6 s p 高 N H、存在分子间氢键 N H3 含有一对孤对电子，而 H Q 含有两对孤对电子，H Q 中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大 A l 8 M 2 r：+4)*33 a2c【详解】(1)A.基态原子满足能量最低原理,C r 有 2 4个核外电子,轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为A r 3 d54s i,A正确；B.C r 核外电子排布为A r 3 d54s l由于能级交错，3 d轨道能量高于4s 轨道的能量，即 3 d电子能量较高，B错误；C.电负性为原子对键合电子的吸引力，同周期除零族原子序数越大电负性越强，钾与铭位于同周期，铭原子序数大于钾，故格电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大，C正答案第7 页，共 1 2 页确；故答案为：A C；(2)。3&)3(凡0)2。丁 中三价铭离子提供空轨道，N。、C 1 提供孤对电子与三价铭离子形成配位键，中心离子的配位数为N、O、C 1 三种原子的个数和即3+2+1=6,故答案为：N、O,C 1 ；6；(3)P%的价层电子对为3+1=4,故PH3 中 P 的杂化类型是s p N原子电负性较强，N H：分子之间存在分子间氢键，因此N H、的沸点比PH,的高；H20的键角小于N H,的，原因是：N H,含有一对孤对电子，而H?O 含有两对孤对电子，H2O 中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，故答案为：s p 二 高；N H,存在分子间氢键；N H3 含有一对孤对电子，而 H Q 含有两对孤对电子，H20中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大；(4)已知A lC r?具有体心四方结构，如图所示，黑球个数为8 x：+l=2,白球个数为8 x；+2=4,结合化学式A lC r?可知，白球为C r,黑球为A l,即处于顶角位置的是A l原子。设 C r 和 A 1原子半径分别为总和n，则金属原子的体积为 良 x 4+史向x 2=8兀(2*+琮),故金属原子3 3 3空 间 占 有 率=幽 竽 城 色鹭3x100%，故答案为：A l；8M2产A o。-x l0 0 4-3 a 2 c 3 a 2 cd c1 2.2 一氟甲苯(或邻氟甲答案第8页，共 1 2 页氨 基、应【分 析】答 案 第 9 页，共 12页oOH-T N生取代反应生成F（/s y A、Oa（BrJTX N人夕，,），据此分析解答。e【详解】产（1）由A（彳A 1/F）的结构可知，名称为:）,F与乙酸、乙醇反应生成W2一氟甲苯（或邻氟甲苯），故答案为：2一氟U甲 苯（或邻氟甲苯）；coa反应为/与M】心生成1 1 ra0X1（3）含有的官能团为漠原子、原子、氟原子）；人/在氯化锌和氢氧化钠的作用下，发生取代反应故答案为：巧s R 丁 一；g O H d 窜氟原子、氨基、皴基，故答案为：氨基、段基、卤素原子（漠答案第10页，共12页(4)D 为，E 为，根据结构特点，及反应特征,，根据结构特点,原子，即苯环上含有三个不同的取代基，可能出现的结构有答 案 第 I I 页，共 12页,故其同分异构乙醇反应生成答案第12页，共12页