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2021年高考全国乙卷化学试卷

题号	一	二	三	四	总分
得分

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

评卷人 得分

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 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 还原为甲醇

2.在实验室采用如图装置制备气体，合理的是

	化学试剂	制备的气体
A
B	(浓)
C
D	(浓)

A．A
B．B
C．C
D．D

3.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：
B．过量铁粉加入稀硝酸中：
C．硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液：
D．氯化铜溶液中通入硫化氢：

4.一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
C．与 互为同分异构体
D． 该物质与碳酸钠反应得

5.我国嫦娥五号探测器带回 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
B．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

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 氧化生成 的反应
B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C．阴极生成的 应及时通风稀释安全地排入大气
D．阳极表面形成的 等积垢需要定期清理

7.HA是一元弱酸，难溶盐MA的饱和溶液中 随c(H⁺)而变化， 不发生水解。实验发现， 时 为线性关系，如下图中实线所示。

下列叙述错误的是
A．溶液 时，
B．MA的溶度积度积
C．溶液 时，
D．HA的电离常数

评卷人 得分

二、解答题

8.磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有 、 、 、 、 以及少量的 。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。


该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的 见下表

金属离子
开始沉淀的	2.2	3.5	9.5	12.4
沉淀完全 的	3.2	4.7	11.1	13.8

回答下列问题：
(1)“焙烧”中， 、 几乎不发生反应， 、 、 、 转化为相应的硫酸盐，写出 转化为 的化学方程式_______。
(2)“水浸”后“滤液”的 约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节 至11.6，依次析出的金属离子是_______。
(3)“母液①"中 浓度为_______ 。
(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。
(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热， 水解析出 沉淀，该反应的离子方程式是_______。
(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得_______，循环利用。

9.一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发现，该元素是_______。
(2)氯铂酸钡( )固体加热时部分分解为 、 和 ，376.8℃时平衡常数 ，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量 ，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8℃，碘蒸气初始压强为 。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为 ，则 _______ ，反应 的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。
(3)McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数 。


得到 和 均为线性关系，如下图所示：

①由图可知，NOCl分解为NO和 反应的 _______0(填“大于”或“小于”)
②反应 的K=_______(用 、 表示)：该反应的 _______0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程_______。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：


其中 表示一个光子能量， 表示NOCl的激发态。可知，分解1mol的NOCl需要吸收_______mol光子。

10.过渡金属元素铬 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Cr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
B.4s电子能量较高，总是在比3s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)三价铬离子能形成多种配位化合物。 中提供电子对形成配位键的原子是_______，中心离子的配位数为_______。
(3) 中配体分子 、 以及分子 的空间结构和相应的键角如图所示。


中P的杂化类型是_______。 的沸点比 的_______，原因是_______， 的键角小于 的，分析原因_______。
(4)在金属材料中添加 颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。 具有体心四方结构，如图所示，处于顶角位置的是_______原子。设Cr和Al原子半径分别为 和 ，则金属原子空间占有率为_______%(列出计算表达式)。

评卷人 得分

三、实验题

11.氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景，通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示)：

Ⅰ.将浓 、 、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中，剧烈搅拌下，分批缓慢加入 粉末，塞好瓶口。
Ⅱ.转至油浴中，35℃搅拌1小时，缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1小时。
Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加 至悬浊液由紫色变为土黄色。
Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。
Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。
Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题：
(1)装置图中，仪器a、c的名称分别是_______、_______，仪器b的进水口是_______(填字母)。
(2)步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入 粉末并使用冰水浴，原因是_______。
(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是_______。
(4)步骤Ⅲ中， 的作用是_______(以离子方程式表示)。
(5)步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在 来判断。检测的方法是_______。
(6)步骤Ⅴ可用 试纸检测来判断 是否洗净，其理由是_______。

评卷人 得分

四、推断题

12.卤沙唑仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如下：


已知：(ⅰ)
(ⅱ)
回答下列问题：
(1)A的化学名称是_______。
(2)写出反应③的化学方程式_______。
(3)D具有的官能团名称是_______。(不考虑苯环)
(4)反应④中，Y的结构简式为_______。
(5)反应⑤的反应类型是_______。
(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。
(7)写出W的结构简式_______。

参考答案

1.D

【解析】
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

【解析】
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；
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．二氧化锰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．二氧化锰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

【解析】
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：C +CaSO₄=CaCO₃+S ，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 =3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，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：Al³⁺+3OH^-=Al(OH)₃↓，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↓+2H⁺，故D错误；
答案选A。

4.C

【解析】
A．该物质含有羟基、羧基、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C₁₀H₁₈O₃，而且与乙醇、乙酸结构不相似，故B错误；
C．该物质的分子式为C₁₀H₁₈O₃， 的分子式为C₁₀H₁₈O₃，所以二者的分子式相同，结构式不同，互为同分异构体，故C正确；
D．该物质只含有一个羧基，1mol该物质与碳酸钠反应，最多生成0.5mol二氧化碳，最大质量为22g，故D错误；
故选C。

5.B

【解析】
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ⅢA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ⅢA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O、Mg、Al、Si，据此答题。
A．O原子有两层，Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大，故原子半径大小顺序为Mg＞Al＞Si＞O，即 ，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；
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

【解析】
海水中除了水，还含有大量的Na⁺、Cl^-、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Cl^-会优先失电子生成Cl₂，阴极区H₂O优先得电子生成H₂和OH^-，结合海水成分及电解产物分析解答。
A．根据分析可知，阳极区海水中的Cl^-会优先失去电子生成Cl₂，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Cl₂与阴极区生成的OH^-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H₂O，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^-=H₂↑+2OH^-，会使海水中的Mg²⁺沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg(OH)₂等积垢需定期清理，D错误。
故选D。

7.C

【解析】
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。
A．由图可知pH=4，即c(H⁺)=10×10^-5mol/L时，c²(M⁺)=7.5×10^-8mol²/L²，c(M⁺)= mol/L＜3.0×10^-4mol/L，A正确；
B．由图可知，c(H⁺)=0时，可看作溶液中有较大浓度的OH^-，此时A^-的水解极大地被抑制，溶液中c(M⁺)=c(A^-)，则 ，B正确；
C．设调pH所用的酸为H_nX，则结合电荷守恒可知
，题给等式右边缺阴离子部分nc(X^n-)，C错误；
D． 当 时，由物料守恒知 ，则 ， ，则 ，对应图得此时溶液中 ， ，D正确；
故选C。

8.                    硫酸                   

【解析】
由题给流程可知，高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时，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、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水，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、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液；向pH约为2.0的滤液中加入氨水至11.6，溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀，过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液①和氢氧化物沉淀；向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃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TiOSO₄，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO₄溶液；将TiOSO₄溶液加入热水稀释并适当加热，使TiOSO₄完全水解生成TiO₂·x H₂O沉淀和硫酸，过滤得到含有硫酸的母液②和TiO₂·x H₂O。
(1)氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸铝铵、氨气和水，反应的化学方程式为Al₂O₃+4(NH₄)₂SO₄ NH₄Al(SO₄)₂+4NH₃↑+3H₂O，故答案为：Al₂O₃+4(NH₄)₂SO₄ NH₄Al(SO₄)₂+4NH₃↑+3H₂O；
(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知，将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6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：Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺；
(3)由镁离子完全沉淀时，溶液pH为11.1可知，氢氧化镁的溶度积为1×10^—5×(1×10^—2.9)²=1×10^—10.8，当溶液pH为11.6时，溶液中镁离子的浓度为 =1×10^—6mol/L，故答案为：1×10^—6；
(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TiOSO₄溶液中含有硫酸钙的量，应加入浓硫酸加热到160℃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；SiO₂、CaSO₄；
(5)酸溶后将TiOSO₄溶液加入热水稀释并适当加热，能使TiOSO₄完全水解生成TiO₂·x H₂O沉淀和硫酸，反应的离子方程式为TiO²⁺+（x+1）H₂O TiO₂·xH₂O+2H⁺，故答案为：TiO²⁺+(x+1)H₂O TiO₂·xH₂O+2H⁺；
(6)由分析可知，尾气为氨气，母液①为硫酸铵、母液②为硫酸，将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫酸铵溶液，可以循环使用，故答案为：(NH₄)₂SO₄。

9.     溴(或 )     24.8          大于          大于     设 ，即 ，由图可知： 则： ，即 ，因此该反应正反应为吸热反应，即 大于0     0.5

【解析】
(1)红棕色液体，推测为溴单质，因此错过发现的元素是溴(或 )；
(2)由题意玻376.8℃时璃烧瓶中发生两个反应： (s) (s)+ (s)+2 (g)、Cl₂(g)+I₂(g) 2ICl(g)。 (s) (s)+ (s)+2 (g)的平衡常数 ，则平衡时p²(Cl₂)= ，平衡时p(Cl₂)=100Pa，设到达平衡时I₂(g)的分压减小pkPa，则 ，376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为 ，则0.1+20.0+p=32.5，解得p=12.4，则平衡时 2p =2×12.4kPa=24.8kPa；则平衡时，I₂(g)的分压为(20.0-p)kPa=(20×10³-12.4×10³)Pa， 24.8kPa=24.8×10³Pa，p(Cl₂)=0.1kPa=100Pa，因此反应 的平衡常数K= ；
(3)①结合图可知，温度越高， 越小，lgKp₂越大，即Kp₂越大，说明升高温度平衡 正向移动，则NOCl分解为NO和 反应的大于0；
②Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅰ+Ⅱ得 ，则 的K= ；该反应的 大于0；推理过程如下：设 ，即 ，由图可知： 则： ，即 ，因此该反应正反应为吸热反应，即 大于0；
(4)Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅰ+Ⅱ得总反应为2NOCl+hv=2NO+Cl₂，因此2molNOCl分解需要吸收1mol光子能量，则分解1mol的NOCl需要吸收0.5mol光子。

10.     AC          6          高     存在分子间氢键     含有一对孤对电子，而 含有两对孤对电子， 中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大     Al    

【解析】
(1) A. 基态原子满足能量最低原理，Cr有24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正确；
B. Cr核外电子排布为 ，由于能级交错，3d轨道能量高于4s轨道的能量，即3d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，钾与铬位于同周期，铬原子序数大于钾，故铬电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大，C正确；
故答案为：AC；
(2) 中三价铬离子提供空轨道， 提供孤对电子与三价铬离子形成配位键，中心离子的配位数为 三种原子的个数和即3+2+1=6，故答案为： ；6；
(3) 的价层电子对为3+1=4，故 中P的杂化类型是 ； N原子电负性较强， 分子之间存在分子间氢键，因此 的沸点比 的高； 的键角小于 的，原因是： 含有一对孤对电子，而 含有两对孤对电子， 中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，故答案为： ；高； 存在分子间氢键； 含有一对孤对电子，而 含有两对孤对电子， 中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大；
(4)已知 具有体心四方结构，如图所示，黑球个数为 ，白球个数为 ，结合化学式 可知，白球为Cr，黑球为Al，即处于顶角位置的是Al原子。设Cr和Al原子半径分别为 和 ，则金属原子的体积为 ，故金属原子空间占有率= %，故答案为：Al； 。

11.     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          取少量洗出液，滴加 ，没有白色沉淀生成     与 电离平衡，洗出液接近中性时，可认为 洗净

【解析】
(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KMnO₄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，油浴更易控温；
(4)由滴加H₂O₂后发生的现象可知，加入的目的是除去过量的KMnO₄，则反应的离子方程式为：2Mn +5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，故答案为：2Mn +5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O ；
(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 来判断，检测方法是：取最后一次洗涤液，滴加BaCl₂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BaCl₂，没有白色沉淀生成；
(6)步骤IV用稀盐酸洗涤沉淀，步骤V洗涤过量的盐酸， 与 电离平衡，洗出液接近中性时，可认为 洗净，故答案为： 与 电离平衡，洗出液接近中性时，可认为 洗净。

12.     2－氟甲苯（或邻氟甲苯）     +HCl或 +HCl或      氨基、羰基、卤素原子(溴原子、氟原子)          取代反应     10    

【解析】
A（ ）在酸性高锰酸钾的氧化下生成B（ ）， 与SOCl₂反应生成C（ ）， 与 在氯化锌和氢氧化钠的作用下，发生取代反应生成 ， 与Y（ ）发生取代反应生成 ， 与 发生取代反应生成F（ ），F与乙酸、乙醇反应生成W（ ），据此分析解答。
(1)由A（ ）的结构可知，名称为：2－氟甲苯（或邻氟甲苯），故答案为：2－氟甲苯（或邻氟甲苯）；
(2)反应③为 与 在氯化锌和氢氧化钠的作用下，发生取代反应生成 ，故答案为： ；
(3)含有的官能团为溴原子、氟原子、氨基、羰基，故答案为：氨基、羰基、卤素原子（溴原子、氟原子）；
(4) D为 ，E为 ，根据结构特点，及反应特征，可推出Y为 ，故答案为： ；
(5) E为 ，F为 ，根据结构特点，可知 与 发生取代反应生成F，故答案为：取代反应；
(6) C为 ，含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体为：含有醛基，氟原子，氯原子，即苯环上含有三个不同的取代基，可能出现的结构有 ，故其同分异构体为10种，故答案为：10；
(7)根据已知及分析可知， 与乙酸、乙醇反应生成 ，故答案为： ；