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2021年天津市普通高中学业水平等级性考试化学试卷（天津卷）

题号	一	二	三	四	五	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.近年我国在科学技术领域取得了举世瞩目的成就。对下列成就所涉及的化学知识的判断错误的是
A．北斗三号卫星搭载了精密计时的铷原子钟，铷(Rb)是金属元素
B．奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金，钛合金属于无机非金属材料
C．长征五号B遥二火箭把天和核心舱送入太空，火箭动力源于氧化还原反应
D．天问一号探测器着陆火星过程中使用了芳纶制作的降落伞，芳纶是高分子材料

2.下列各组物质的晶体类型相同的是
A．SiO₂和SO₃
B．I₂和NaCl
C．Cu和Ag
D．SiC和MgO

3.核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一、氘( )是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是
A． 的中子数为2
B． 的核电荷数为1
C． 是自然界中最轻的原子
D． 是氢元素的一种同素异形体

4.关于反应 所涉及的物质，下列说法错误的是
A．H₂SO₄在该反应中为氧化剂
B．Na₂SO₃容易被空气中的O₂氧化变质
C．Na₂SO₄是含有共价键的离子化合物
D．SO₂是导致酸雨的主要有害污染物

5.下列化学用语表达正确的是
A．F^-的离子结构示意图：
B．基态碳原子的轨道表示式：
C．丙炔的键线式：
D．H₂O分子的球棍模型：

6.进行下列实验操作时，选用仪器正确的是

提取碘水中的碘	量取一定体积的KMnO4溶液	熔化NaOH固体	浓缩NaCl溶液
A	B	C	D

A．A
B．B
C．C
D．D

7.设N_A为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A．1mol/LHCl溶液中，HCl分子的数目为N_A
B．22.4L氢气中，H₂分子的数目为N_A
C．180g葡萄糖中，C原子的数目为6N_A
D．1molN₂中，σ键的数目为3N_A

8.最理想的“原子经济性反应”是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物的反应。下列属于最理想的“原子经济性反应”的是
A．用电石与水制备乙炔的反应
B．用溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热制备乙烯的反应
C．用苯酚稀溶液与饱和溴水制备2，4，6－三溴苯酚的反应
D．用乙烯与氧气在Ag催化下制备环氧乙烷( )的反应

9.常温下，下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A．pH=1的溶液：Fe²⁺、Mg²⁺、 、
B．pH=12的溶液：K⁺、Na⁺、 、
C．pH=7的溶液：Na⁺、Cu²⁺、S^2-、Cl^-
D．pH=7的溶液：Al³⁺、K⁺、Cl^-、

10.常温下，下列有关电解质溶液的叙述正确的是
A．在 溶液中
B．在 溶液中
C．在 溶液中
D．氨水和NH₄Cl溶液混合，形成pH=9的溶液中

11.如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O₂生成，Fe₂O₃逐渐溶解，下列判断错误的是

A．a是电源的负极
B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色
C．随着电解的进行，CuCl₂溶液浓度变大
D．当 完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)

12.元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是

A．X的电负性比Q的大
B．Q的简单离子半径比R的大
C．Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的强
D．Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的强

评卷人 得分

二、解答题

13.铁单质及其化合物的应用非常广泛。
(1)基态Fe原子的价层电子排布式为___________。
(2)用X射线衍射测定，得到Fe的两种晶胞A、B，其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为___________。每个晶胞B中含Fe原子数为___________。

(3)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式___________。从能量角度分析，铁触媒的作用是___________。

(4)Fe³⁺可与H₂O、SCN^-、F^-等配体形成配位数为6的配离子，如 、 、 。某同学按如下步骤完成实验：

① 为浅紫色，但溶液Ⅰ却呈黄色，其原因是___________，为了能观察到溶液Ⅰ中 的浅紫色，可采取的方法是___________。
②已知Fe³⁺与SCN^-、F^-的反应在溶液中存在以下平衡： ； ，向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应，其离子方程式为___________，平衡常数为___________(用K₁和K₂表示)。

评卷人 得分

三、推断题

14.普瑞巴林能用于治疗多种疾病，结构简式为 ，其合成路线如下：


(1)普瑞巴林分子所含官能团的名称为___________。
(2)化合物A的命名为___________。
(3)B→C的有机反应类型为___________。
(4)写出D→E的化学反应方程式___________。
(5)E～G中，含手性碳原子的化合物有___________(填字母)。
(6)E→F反应所用的化合物X的分子式为 ，该化合物能发生银镜反应，写出其结构简式___________，化合物X的含有碳氧双键( )的同分异构体(不包括X、不考虑立体异构)数目为___________，其中核磁共振氢谱中有两组峰的为___________(写结构简式)。
(7)参考以上合成路线及反应条件，以 和必要的无机试剂为原料，合成 ，在方框中写出路线流程图。___________

评卷人 得分

四、实验题

15.某化学小组同学利用一定浓度的H₂O₂溶液制备O₂，再用O₂氧化C₂H₅OH，并检验氧化产物。
Ⅰ．制备O₂
该小组同学设计了如下气体发生装置(夹持装置省略)


(1)甲装置中主要仪器的名称为___________。
(2)乙装置中，用粘合剂将MnO₂制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，气密性良好后打开活塞K₁，经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% H₂O₂溶液至___________。欲使反应停止，关闭活塞K₁即可，此时装置中的现象是___________。
(3)丙装置可用于制备较多O₂，催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大，安全管中的现象是___________，此时可以将铂丝抽离H₂O₂溶液，还可以采取的安全措施是___________。
(4)丙装置的特点是___________(填序号)。
a．可以控制制备反应的开始和结束
b．可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率
c．与乙装置相比，产物中的O₂含量高、杂质种类少
Ⅱ．氧化C₂H₅OH
该小组同学设计的氧化C₂H₅OH的装置如图(夹持装置省略)


(5)在图中方框内补全干燥装置和干燥剂。___________
Ⅲ．检验产物
(6)为检验上述实验收集到的产物，该小组同学进行了如下实验并得出相应结论。

实验序号	检验试剂和反应条件	现象	结论
①	酸性KMnO4溶液	紫红色褪去	产物含有乙醛
②	新制Cu(OH)2，加热	生成砖红色沉淀	产物含有乙醛
③	微红色含酚酞的NaOH溶液	微红色褪去	产物可能含有乙酸

实验①~③中的结论不合理的是___________(填序号)，原因是___________。

评卷人 得分

五、填空题

16.CS₂是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S₈)与CH₄为原料制备CS₂，S₈受热分解成气态S₂，发生反应 ，回答下列问题：
(1)CH₄的电子式为___________，CS₂分子的立体构型为___________。
(2)某温度下，若S₈完全分解成气态S₂。在恒温密闭容器中，S₂与CH₄物质的量比为2∶1时开始反应。
①当CS₂的体积分数为10%时，CH₄的转化率为___________。
②当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是___________(填序号)。
a．气体密度b．气体总压c．CH₄与S₂体积比d．CS₂的体积分数
(3)一定条件下，CH₄与S₂反应中CH₄的平衡转化率、S₈分解产生S₂的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析，生成CS₂的反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600～650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃的原因是___________。


(4)用燃煤废气(含N₂、O₂、SO₂、CO₂、H₂O、NO_x等)使尾气中的H₂S转化为单后硫S，可实现废物利用，保护环境，写出其中一个反应的化学方程式___________。

参考答案

1.B

【解析】
A．铷位于周期表第六周期第ⅠA族，属于碱金属，属于铷(Rb)是金属元素，故A正确；
B．钛合金为合金，属于金属材料，故B错误；
C．火箭动力源于火箭燃料的燃烧，属于氧化还原反应，故C正确；
D．芳纶属于合成纤维，是高分子材料，故D正确；
故选B。

2.C

【解析】
A．SiO₂为原子晶体，SO₃为分子晶体，晶体类型不同，故A错误；
B．I₂为分子晶体，NaCl为离子晶体，晶体类型不同，故B错误；
C．Cu和Ag都为金属晶体，晶体类型相同，故C正确；
D．SiC为原子晶体，MgO为离子晶体，晶体类型不同，故D错误；
故选C。

3.B

【解析】
A． 的中子数为2-1=1，故A错误；
B． 的质子数为1，则核电荷数为1，故B正确；
C．自然界中最轻的原子是 ，不是 ，故C错误；
D． 是氢元素的一种同位素，故D错误；
故选B。

4.A

【解析】
A． 中无化合价的变化，不属于氧化还原反应，所以该反应中无氧化剂，故A错误；
B．Na₂SO₃不稳定，容易被空气中的O₂氧化成硫酸钠变质，故B正确；
C．Na₂SO₄含有阴阳离子，存在离子键，硫酸根中含有共价键，故C正确；
D．SO₂在空去中会转化成硫酸，形成酸雨，所以二氧化硫是导致酸雨的主要有害污染物，故D正确；
故选A。

5.D

【解析】
A．F^-最外层有8个电子，离子结构示意图： ，故A错误；
B．基态碳原子的轨道表示式： ，故B错误；
C．丙炔的三个碳原子在一条线上，故C错误；
D．H₂O分子的空间构型为V型，所以球棍模型为： ，故D正确；
故选D。

6.D

【解析】
A．提取碘水中的碘应该用萃取的方法，用分液漏斗，A错误；
B．KMnO₄溶液有强氧化性，应该用酸式滴定管，B错误；
C．玻璃中的二氧化硅可以和NaOH反应，故熔化时不能用玻璃烧杯，C错误；
D．浓缩NaCl溶液应该用坩埚，D正确；
故选D。

7.C

【解析】
A．体积未知，HCl分子的数目不能计算，故A错误；
B．没有标准状态，不能计算H₂分子的数目，故B错误；
C．葡萄糖的分子式为C₆H₁₂O₆，故180g葡萄糖的分子的物质的量为1mol，C原子的数目为6N_A，故C正确；
D．1molN₂中有1molσ键，故σ键的数目为N_A，故D错误；
故选C。

8.D

【解析】
A．用电石与水制备乙炔，还生成了氢氧化钙，原子没有全部转化为期望的最终产物，不属于最理想的“原子经济性反应”，故A错误；
B．用溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热制备乙烯，还生成了水和溴化钠，原子没有全部转化为期望的最终产物，不属于最理想的“原子经济性反应”，故B错误；
C．用苯酚稀溶液与饱和溴水制备2，4，6－三溴苯酚，还生成了溴化氢，原子没有全部转化为期望的最终产物，不属于最理想的“原子经济性反应”，故C错误；
D．用乙烯与氧气在Ag催化下制备环氧乙烷( )，原子全部转化为期望的最终产物，属于最理想的“原子经济性反应”，故D正确；
故选D。

9.B

【解析】
A．pH=1的溶液中， 在酸性条件下与Fe²⁺会发生氧化还原反应，不能大量共存，故A错误；
B．pH=12的溶液中，K⁺、Na⁺、 、 均不能发生反应，能大量共存，故B正确；
C．pH=7的溶液中，Cu²⁺、S^2-会发生反应生成沉淀，不能大量共存，故C错误；
D．pH=7的溶液中，Al³⁺、 会发生双水解，不能大量共存，故D错误；
故选B。

10.A

【解析】
A．由于磷酸为多元酸，第一步电离大于第二步电离大于第三步电离，所以在 溶液中，离子浓度大小为： ，故A正确；
B．在 溶液中，根据电荷守恒得到 ，故B错误；
C．在 溶液中，根据物料守恒得到 ，故C错误；
D．氨水和NH₄Cl溶液混合，形成pH=9的溶液，则 ，根据电荷守恒 ，则 ，故D错误；
故选A。

11.C

【解析】
通电后石墨电极Ⅱ上有O₂生成，Fe₂O₃逐渐溶解，说明石墨电极Ⅱ为阳极，则电源b为正极，a为负极，石墨电极Ⅰ为阴极，据此解答。
A．由分析可知，a是电源的负极，故A正确；
B．石墨电极Ⅱ为阳极，通电一段时间后，产生氧气和氢离子，所以向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故B正确；
C．随着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，所以CuCl₂溶液浓度变小，故C错误；
D．当 完全溶解时，消耗氢离子为0.06mol，根据阳极电极反应式 ，产生氧气为0.015mol，体积为336mL (折合成标准状况下)，故D正确；
故选C。

12.B

【解析】
X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，由图像中最外层电子数和原子半径的关系可知，X为C、Y为Na、Z为S、Q为Cl、R为K。
A．C的电负性比Cl的小，故A错误；
B．核外电子数相同时质子数越大半径越小，故Q的简单离子半径比R的大，故B正确；
C．同周期元素，原子序数越大非金属性越强，则简单氢化物更稳定，则Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的弱，故C错误；
D．同主族元素，原子序数越大金属性越强，则最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的弱，故D错误；
故选B。

13.(1)3d⁶4s²
(2)     8     4
(3)          降低反应活化能
(4)     由Fe³⁺水解产物的颜色所致     向该溶液中加HNO₃         

【解析】
(1)
Fe为26号元素，所以基态Fe原子的价层电子排布式为3d⁶4s²，故答案为：3d⁶4s²；
(2)
由图可知，晶胞A中Fe的配位数为8，所以每个Fe原子紧邻的原子数为8。根据原子均摊法，每个晶胞B中含Fe原子数为 ，故答案为：8；；4
(3)
由图可知，1mol N₂和3mol H₂反应时，放出的热量为(a-b)kJ，所以该反应的热化学方程式 。铁触媒是反应的催化剂，作用是降低反应活化能，故答案为： ；降低反应活化能；
(4)
①由于Fe³⁺水解产物的颜色导致溶液Ⅰ却呈黄色，为了能观察到溶液Ⅰ中 的浅紫色，可向该溶液中加HNO₃，抑制铁离子的水解，故答案为：由Fe³⁺水解产物的颜色所致；向该溶液中加HNO₃；
②向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色，说明 和氟离子转化为 ，其离子方程式为 ， 和 相减得到 ，所以平衡常数为 ，故答案为： ； 。

14.(1)羧基、氨基
(2)乙酸
(3)取代反应
(4)
(5)G
(6)          6     、
(7)

【解析】
根据B的结构简式和A的分子式，可知A为乙酸，分析E和F的结构简式，在结构物质X可以发生银镜反应，则可知物质X的结构简式为 ，最后一问在合成的时候要注意题干提供的信息。
(1)
根据普瑞巴林的结构简式可知所含官能团的名称为羧基、氨基；
(2)
根据分析可知A的名称为乙酸；
(3)
根据B和C的结构简式上的差异可知B→C的有机反应类型为取代反应；
(4)
D→E是D和乙醇的酯化反应，其方程式为： ；
(5)
手性碳是指某一个碳原子所连接的原子或者原子团各不相同，则这个碳为手性碳，分析E～G这几种物质的结构可知含手性碳原子的化合物是G。
(6)
由分析可知物质X的结构简式为 ，化合物X的含有碳氧双键的同分异构体出X外还有3种，另外如果没有醛基，则可能是羰基，结构分别为： 、 、 ，则一共6种，其中核磁共振氢谱中有两组峰的为 、 。
(7)
根据以上信息， 可以先变成苯乙酸，然后在支链上再引入一个氯原子，再进行合成，具体路线如下： 。

15.(1)分液漏斗 锥形瓶
(2)     刚好没过MnO₂固体     试管内的H₂O₂溶液被压入长颈漏斗中，与MnO₂分离
(3)     液面上升     打开弹簧夹K₂
(4)ab
(5)
(6)     ①     乙醇也能使酸性KMnO₄溶液褪色

【解析】
用双氧水和催化剂制取氧气。制得的氧气经干燥后进入盛有乙醇的圆底烧瓶中，和热的乙醇一起进入硬质玻璃管中，在铜的催化作用下发生乙醇的催化氧化反应生成乙醛。生成的乙醛进入试管中，被冷凝收集。
(1)
根据仪器构造可知，甲装置中主要仪器的名称为分液漏斗和锥形瓶；
(2)
乙装置是启普发生器的简易装置，可以随时控制反应的发生和停止。用粘合剂将MnO₂制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，气密性良好后打开活塞K₁，经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% H₂O₂溶液至刚好没过MnO₂固体，此时可以产生氧气，氧气通过导管导出。欲使反应停止，关闭活塞K₁，此时由于气体还在产生，使容器内压强增大，可观察到试管内的H₂O₂溶液被压入长颈漏斗中，与MnO₂分离；
(3)
丙装置用圆底烧瓶盛装H₂O₂溶液，可用于制备较多O₂，催化剂铂丝可上下移动可以控制反应速率。制备过程中如果体系内压强过大，H₂O₂溶液会被压入安全管中，可观察到安全管中液面上升，圆底烧瓶中液面下降。此时可以将铂丝抽离H₂O₂溶液，使反应速率减慢，还可以打开弹簧夹K₂，使烧瓶内压强降低；
(4)
a．催化剂铂丝可上下移动可以控制制备反应的开始和结束，a正确；
b．催化剂与液体接触的面积越大，反应速率越快，可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率，b正确；
c．丙装置用圆底烧瓶盛装H₂O₂溶液，与乙装置相比，可用于制备较多O₂，但产物中的O₂含量和杂质种类和乙中没有区别，c错误；
故选ab；
(5)
氧气可以用浓硫酸干燥，所以可以用一个洗气瓶，里面盛装浓硫酸干燥氧气，如图 ；
(6)
实验①不合理，因为乙醇有挥发性，会混入生成的乙醛中，乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以酸性高锰酸钾溶液褪色不能证明产物中含有乙醛。

16.(1)          直线形
(2)     30%     d
(3)     放热     600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S₂浓度明显偏小，且反应速率慢
(4) 、 、 写出任意一个

【解析】
(1)
CH₄的电子式为： ；CS₂和二氧化碳是等电子体故其立体构型为：直线型；
(2)
①在恒温密闭容器中，S₂与CH₄物质的量比为2∶1时开始反应，
CS₂的体积分数为10%，即 ，解得x=0.3a，则CH₄的转化率为 30%。
②a.恒容容器，质量不变，故密度一直不变，故密度不变不一定平衡，不选；b.反应前后气体的物质的量不变，故压强也一直不变，故压强不变一定平衡，不选；c.CH₄与S₂体积比一直为1:2，故不一定平衡，不选；d.CS₂的体积分数说明反应已经达到了平衡，选；故选d。
(3)
由图可知，随温度升高，甲烷的转化率降低，故反应为放热反应。工业上通常采用在600～650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃的原因是600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S₂浓度明显偏小，且反应速率慢。
(4)
用燃煤废气(含N₂、O₂、SO₂、CO₂、H₂O、NO_x等)使尾气中的H₂S转化为单后硫S)发生的化学反应方程式为 、 、 写出任意一个。