2021年高考理综化学真题试题（全国甲卷）(含答案与解析)

2021年高考理综化学真题试卷（全国甲卷）

一、单选题（共7题；共42分）

1.化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是（）

A.食品加工时不可添加任何防腐剂B.掩埋废旧电池不会造成环境污染

C.天然气不完全燃烧会产生有毒气体D.使用含磷洗涤剂不会造成水体污染

【答案】C

【考点】甲烷的化学性质，水污染与防治，常见的食品添加剂的组成、性质和作用

【解析】【解答】A.食品加工时，可适当添加食品添加剂和防腐剂等，如苯甲酸钠，故A错误；

B.废旧电池中含有重金属等金属离子，会造成土壤污染，水体污染等，故B错误；

C.天然气主要成分为甲烷，不完全燃烧会产生一氧化碳等有毒气体，故C正确；

D.含磷洗涤剂的排放，使水中磷过多，造成水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，水体变浑浊，故D错

误；

故答案为：C

【分析】A.防腐剂可以适当添加；

B.电池中有对环境有害的物质；

C.甲烷不完全燃烧会产生CO；

D.磷元素会造成水体富营养化；

2.NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是（）

A.18g重水（D20）中含有的质子数为10NA

B.3moi的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA

C.32g环状S8(）分子中含有的S-S键数为】NA

D1

-lLpH=4的O.lmol,LaKzCrzO7溶液中SO手离子数为°-NA

【答案】C

【考点】化学平衡移动原理，探究二氧化氮与水的反应，同位素及其应用，阿伏伽德罗常数

【解析1【解答】A.D2。的质子数为10,18gD2。的物质的量为云舞j=0.9mol,则重水（D2O）中所含

质子数为9NA,A错误；

B.NO?与也。反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO,该反应消耗3个NO2分子转移的电子数

为2个，则有3moi的NO2参与反应时，转移的电子数为2NA,B错误；

C.一个S8分子中含有的S-S键数为8个，32gs8的物质的量为舄宗［mol,则含有的S-S键数为

1

?8NA=NA，C正确；

o

22+

D.酸性452。7溶液中存在：Cr2O7-+H2O#2CrO4-+2H„含Cr元素微粒有CrzC^-和CrCL^-，则

lLpH=4的O.lmol/LK2Cr2O7溶液中-离子数应小于0.1NA,D错误；

故答案为：C

【分析】A.根据计算；

B.根据转移电子数计算；

C.根据n=毛计算物质的量，再根据共价键的个数计算;

D.根据水解分析；

3.实验室制备下列气体的方法可行的是（）

气体方法

A氨气加热氯化锈固体

B二氧化氮将铝片加到冷浓硝酸中

C硫化氢向硫化钠固体滴加浓硫酸

D氧气加热氯酸钾和二氧化镭的混合物

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【考点】氨的实验室制法，硝酸的化学性质，浓硫酸的性质，常见气体制备原理及装置选择

【解析】【解答】A.氯化镂不稳定，加热易分解生成氨气和氯化氢，但两者遇冷又会化合生成氯化铉固体,

所以不能用于制备氨气，A不符合题意；

B.将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象，不能用于制备二氧化氮，B不符合题意；

C.硫化氢为还原性气体，浓硫酸具有强氧化性，不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体，因

为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应，C不符合题意；

D.实验室加热氯酸钾和二氧化锦的混合物，生成氯化钾和氧气，二氧化镭作催化剂，可用此方法制备氧

气，D符合题意；

故答案为：D

【分析】A.实验室制氨气一般用氢氧化钙和氯化镂加热制备；

B.铝片遇浓硝酸会发生钝化；

C.根据氧化还原反应分析；

D.实验室可以用加热氯酸钾和二氧化镐的混合物制备氧气；

4.下列叙述正确的是（）

A.甲醇既可发生取代反应也可发生加成反应

B.用饱和碳酸氢纳溶液可以鉴别乙酸和乙醇

C.烷烧的沸点高低仅取决于碳原子数的多少

D.戊二烯与环戊烷互为同分异构体

【答案】B

【考点】同分异构现象和同分异构体，乙醇的化学性质，乙酸的化学性质，烷烧

【解析】【解答】A.甲醇为一元饱和醇，不能发生加成反应，A错误；

B.乙酸可与饱和碳酸氢钠反应，产生气泡，乙醇不能发生反应，与饱和碳酸钠互溶，两者现象不同，可

用饱和碳酸氢纳溶液可以鉴别两者，B正确；

C.含相同碳原子数的烷烽，其支链越多，沸点越低，所以烷烧的沸点高低不仅仅取决于碳原子数的多

少，C错误；

D.戊二烯分子结构中含2个不饱和度，其分子式为C5H8,环戊烷分子结构中含1个不饱和度，其分子

式为C5%。，两者分子式不同，不能互为同分异构体，D错误；

故答案为：B

【分析】A.甲醇为饱和醇，不能加成；

B.乙酸的酸性强于碳酸；

C.相同碳原子数的烷烧，其支链越多，沸点越低；

D.同分异构体是具有相同分子式而结构不同的化合物；

5.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，

也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是()

A.原子半径：Z>Y>X>W

B.W与X只能形成一种化合物

C.Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应

D.W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物

【答案】D

【考点】共价键的形成及共价键的主要类型，氢氧化铝的制取和性质探究，元素周期律和元素周期表的综

合应用

【解析】【解答】A.电子层数越多的元素原子半径越大，同周期元素原子半径依次减弱，则原子半径：Y(AI)

>Z(S)>X(N)>W(H),A错误;

B.W为H元素，X为N元素，两者可形成NH3和N2H4,B错误；

C.Y为AI元素，其氧化物为两性氧化物，可与强酸、强碱反应，C错误；

D.W、X和Z可形成(NHjS、NH4HS,两者既含有离子键又含有共价键，D正确；

故答案为：D

【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子

数之和，也是Y的最外层电子数的2倍，则分析知，Z的最外层电子数为偶数，W和X的单质常温下均为

气体，则推知W和X为非金属元素，所以可判断W为H元素，X为N元素，Z的最外层电子数为1+5=6,

Y的最外层电子数为畀3,则Y为AI元素，Z为S元素。

6.已知相同温度下，4p(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某温度下，饱和溶液中-IgEsof)］、-恒以④P］、

与-lg【c(Ba2+)］的关系如图所示。

9

190

9

0

8Z.

K0

O8

U0

5.0

24.

0

3Z.

-5

-L0

0

0

ZO.OO9O

.O3.4.5.06.08.

-IgEcCBa^]

下列说法正确的是()

A,曲线①代表BaC03的沉淀溶解曲线

x10

B.该温度下BaS04的\p(BaS0P值为1.01O-

C.加适量BaCL固体可使溶液由a点变到b点

D-c(Ba2+)=10-51时两溶液中繇=10丫2-门

【答案】B

【考点】化学平衡转化过程中的变化曲线，难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

【解析】【解答】A.由题可知，曲线上的点均为饱和溶液中微粒浓度关系，由上述分析可知，曲线①为

BaSO4的沉淀溶解曲线，A不符合题意；

B.曲线①为BaSCU溶液中Tg[c(Ba2+)]与一IgHSCV)]的关系,由图可知，当溶液中一lg[c(Ba2+)]=3时,一

2

lg[c(SO4)=7,则一lg[Ksp(BaS04)]=7+3=10,因此Ksp(BaS04)=1.0xl(Ti°,B符合题意；

C.向饱和BaSCU溶液中加入适量BaCL固体后，溶液中c(Ba2.)增大，根据温度不变则小(BaS。。不变可知，

溶液中c(S63将减小，因此a点将沿曲线①向左上方移动，C不符合题意；

D.由图可知，当溶液中c(Ba2+)=lCT"时，两溶液中黑音=然=10V2,D不符合题意；

故答案为：B

【分析】BaCOa,BaSCU均为难溶物，饱和溶液中一lg[c(Ba2+)]+｛一榜印①制片一lg[c(Ba2+)xc(SO42)]=一

lg[KSp(BaSO4)],同理可知溶液中一lg[c(Ba2+)]+｛—柩匕(83制｝=一lg[Kp(BaCO3)],因Ksp(BaSO4)<

Ksp(BaCO3),则一lg[Ksp(BaCO3)]<-lg[Kp(BaSO4)],由此可知曲线①为一lg[c(Ba2+)]与一lg[c(SCV)]的关系，

曲线②为一lg[c(Ba2+)]与一lg[c(CO3”)】的关系。

7.乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的

H+0H-

H2O解离为和，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是()

o•o・

IIO-c-*c—!1

F（乙精酸）

H

I

O■O・

“O-C-C-OII

（乙二皎）

饱和乙酸溶淞双极限乙二位，KBr溶液

在上述电化学合成过程中只起电解质的作用

A.KBroo

OOn

nn+H

B.阳极上的反应式为:+2H++2e=ce20

HO-C-C-OHH0-

C•制得2moi乙醛酸，理论上外电路中迁移了imol电子

D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移

【答案】D

【考点】电解池工作原理及应用

【解析】【解答】A.KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生

成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，A不符合题意；

B.阳极上为B「失去电子生成瓦2,Brz将乙二醛氧化为乙醛酸，B不符合题意；

C.电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，lmol乙二酸生成Imol乙醛酸转移电子为2mol,lmol乙二醛生成

Imol乙醛酸转移电子为2mol,根据转移电子守恒可知每生成lmol乙醛酸转移电子为lmol,因此制得

2moi乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2moi电子，C不符合题意；

D.由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H*移向铅电极，D符合题意；

故答案为：D

【分析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，

阳极上Br被氧化为,Brz将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的《在直流电场作用下移向阴极,

移向阳极。

二、非选择题-必考题（共3题；共43分）

8.碘（紫黑色固体，微溶于水）及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：

（1）匕的一种制备方法如下图所示：

AgNO;

净化除氯后含I海水Hi大.悬浊液—＞转化氧化

沉淀

①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为，生成的沉淀与硝酸反应，生成后可循环

使用。

②通入C12的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为;若反应物用量比

n（Cl2）/n（FeI2）=1.5时，氧化产物为；当n（Cl2）/n（FeI2）＞1,5，单质碘的收率会降低，原因是

（2）以Nai03为原料制备12的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSCh，生成碘化物；再向

混合溶液中加入NaI03溶液，反应得到12-上述制备12的总反应的离子方程式为。

（3）KI溶液和CuSO4溶液混合可生成Cui沉淀和12-若生成lnwll2，消耗的KI至少为

mol。12在KI溶液中可发生反应i2+r=匕。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过

滤，滤液经水蒸气蒸储可制得高纯碘。反应中加入过量K1的原因是。

2+

【答案】（1）2Agl+Fe=2Ag+Fe+2I-;AgNO3;Fel2+CI2=l2+FeCI2;卜、FeCI3;b被过量的cl2进一步氧化

+

（2）2IO3+5HSO3=I2+5SO4'+3H+H2O

（3）4；防止单质碘析出

【考点】氧化性、还原性强弱的比较，氧化还原反应方程式的配平，氯气的化学性质，探究卤素单质间的

置换反应

【解析】【解答】⑴①由流程图可知悬浊液中含Agl,Agl可与Fe反应生成Feb和Ag,Feb易溶于水，

在离子方程式中能拆，故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2Agl+Fe=2Ag+Fe2++2「，生成的银能

与硝酸反应生成硝酸银参与循环中，故答案为：2Agl+Fe=2Ag+Fe2++2「；AgNO3；

②通入CI2的过程中，因「还原性强于Fe?+,Cb先氧化还原性强的「，若氧化产物只有一种，则该

氧化产物只能是12，故反应的化学方程式为Feb+Cl2=b+FeCb,若反应物用量比n（Cl2）/n（Fel2）=1.5时

即Cb过量，先氧化完全部「再氧化Fe?+,恰好将全部「和Fe?*氧化，故氧化产物为b、FeCb，当

n（CI2）/n（Fel2）＞1.5,即Cb过量特别多，多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应，单质

碘的收率会降低,故答案为：FeL+C"b+FeCb；I2、FeCI3；I2被过量的CI2进一步氧化;

（2）先向NalCh溶液中加入计量的NaHSCh,生成碘化物即含r的物质；再向混合溶液中（含加入NalCh

溶液，反应得到12,上述制备12的两个反应中「为中间产物，总反应为1。3一与HSO3-发生氧化还原反应，

生成SCV-和卜，根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平离子方程式即可得：21。3一+5用03=

2+2+

l2+5SO4+3H+H2O,故答案为：2IO3+5HSO3=l2+5SO4+3H+H2O；

（3）KI溶液和CuSO4溶液混合可生成Cui沉淀和12,化学方程式为4KI+2CuSO4=2Cull+I2+2K2SO4,若

生成Imol12,则消耗的KI至少为4mol;反应中加入过量KI,「浓度增大，可逆反应l2+l-Ub.平衡右

移，增大卜溶解度，防止12升华，有利于蒸储时防止单质碘析出，故答案为：4；防止单质碘析出。

【分析】⑴①由流程图可知悬浊液中含Agl,Agl可与Fe反应生成Feb和Ag,CI2将Feb氧化为卜；

②根据Cb先氧化还原性强的「,再氧化Fe?+分析；

（2）根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平方程式；

⑶根据4KI+2CuSO4=2Cull计算KI的物质的量；根据l2+l-合片平衡移动分析。

9・胆机（CuSO4,5H2O）易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的cuO（杂质为氧化铁及泥

沙）为原料与稀硫酸反应制备胆研，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：

（1）制备胆矶时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有（填

标号）。

A.烧杯B.容量瓶C.蒸发皿D.移液管

（2）将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为，与直接用废铜和浓硫

酸反应相比，该方法的优点是。

（3）待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3,H2O调pH为3.5〜4,

再煮沸lOmin，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、、乙醵洗涤、

，得到胆矶。其中，控制溶液pH为3.5〜4的目的是,煮沸“min的作用是

（4）结晶水测定：称量干燥用烟的质量为mi，加入胆研后总质量为m2，将用烟加热至胆研全部变为

白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矶分

子中结晶水的个数为（写表达式）。

（5）下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是（填标号）。

①胆帆未充分干燥②用竭未置于干燥器中冷却③加热时有少胆研迸溅出来

【答案】⑴A、C

A

（2）CuO+H2sO4「C11SO4+H2O；不会产生二氧化硫且产生等量胆研消耗硫酸少（硫酸利用率高）

（3）过滤；干燥；除尽铁，抑制硫酸铜水解；破坏氢氧化铁胶体，易于过滤

⑷8002-阳）

9（7713-771!）

⑸①③

【考点】盐类水解的应用I,硫酸根离子的检验，常用仪器及其使用，物质的分离与提纯，化学式及其计算

【解析】【解答】⑴制备胆研时，根据题干信息可知，需进行溶解、过滤、结晶操作，用到的实验仪器除

量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有烧杯和蒸发皿，A、C符合题意，故答案为：A、

C；

⑵将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为CUO+H2SC）4£CUSO4+H2O；直接用废

铜和浓硫酸反应生成硫酸铜与二氧化硫和水，与这种方法相比，将Cu。加入到适量的稀硫酸中，加热制

备胆研的实验方案具有的优点是：不会产生二氧化硫且产生等量胆研消耗硫酸少（硫酸利用率高）；

（3）硫酸铜溶液制硫酸铜晶体，操作步骤有加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥；Cu。中含氧

化铁杂质，溶于硫酸后会形成铁离子，为使铁元素以氢氧化铁形成沉淀完全，需控制溶液pH为3.5〜4,

酸性环境同时还可抑制铜离子发生水解；操作过程中可能会生成氢氧化铁胶体，所以煮沸lOmin,目的是

破坏氢氧化铁胶体，使其沉淀，易于过滤，故答案为：过滤；干燥；除尽铁，抑制硫酸铜水解；破坏氢

氧化铁胶体，易于过滤；

（4）称量干燥用埸的质量为mi,加入胆机后总质量为m2,将用埸加热至胆机全部变为白色，置于

干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。则水的质量是（mzm3）g,所以胆矶

_80(m2-m3)

（CuSO4«nH2O）中n值的表达式为些尚:若Jn:l,解得n

9(m3-mi)

⑸①胆帆未充分干燥，导致所测m2偏大，根据"舞臂芋可知，最终会导致结晶水数目定值偏高，符

合题意；

②用烟未置于干燥器中冷却，部分白色硫酸铜会与空气中水蒸气结合重新生成胆肌，导致所测m3偏

大，根据n片产黑可知，最终会导致结晶水数目定值偏低，不符合题意；

9(013-011)

③加热胆帆晶体时有晶体从用烟中溅出，会使m3数值偏小，根据n=笠篙翳可知，最终会导致结晶水

数目定值偏高，符合题意；综上所述，①③符合题意，故答案为：①③。

【分析】⑴制备胆机时，需进行溶解、过滤、结晶操作；

(2)金属氧化物与酸反应生成盐和水；从环境保护方面分析该方法的优点；

⑶硫酸铜溶液制硫酸铜晶体，操作步骤有加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥；根据水解分

析；加热可以防止生成胶体；

⑷根据CuSO4«nH2O中CuSC>4与H20为1：n计算；

80(m2-m3)

(5)根据n=---------------分析。

9(m3-m"

10.二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：

(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：

C02(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H20(g)

该反应一般认为通过如下步骤来实现：

-1

①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AHi=+41kJmor

1

②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH2=-90kJ-mol

总反应的AH=kJmoli;若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是

(填标号)，判断的理由是。

unzti

(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CO2)=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数

为X(CH3OH)，在t=250℃下的x(CH3OH)~p'在p=5Xl()5pa下的x(CH3OH)~t如图所示。

p/in'PA

Oil

010-

0.09

三

0.0R-

o

--

0.07

=

u

-

006

=

-

005

1-

00-

-

003

-

002

-

0.01

0230

6027

2502

240

0230

1022

2002

Kp=

达式

，表

常数

平衡

应的

总反

表示

分压

平衡

质的

各物

①用

是,

曲线

程的

压过

应等

中对

②图

是.

理由

断的

,判

或

可能为

应条件

，反

=

化率a

衡转

的平

C0

0时，

=0.1

OH）

X（CH

③当

2

3

②的

反应

大于

化能

的活

应①

，反

负值

H为

为和A

值，

为正

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9；A

1）-4

】（

【答案

小；

分数变

质的量

醇的物

，甲

移动

方向

反应