2021年全国甲卷高考化学真题【Word档含答案解析】.docx

2021 年普通高等学校招生全国统一考试高考化学甲卷（III 卷）适用地区：四川、云南、广西、贵州、西藏一、选择题（每小题 6 分，共 42 分）7. 化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是（C）A. 食品加工时不可添加任何防腐剂B. 掩埋废弃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【解析】A 项，食品加工时不可添加超过国家标准的防腐剂，错误； B 项，废弃电池中含有重金属离子，会造成环境污染，错误； C 项，天然气不完全燃烧会生成 CO 等有毒气体，正确；D 项，含磷洗涤剂排入水中会造成水体富营养化，错误。8. NA 表示阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是（C ）A. 18g 重水（D2O）中含有的质子数为 10NAB. 3mol 的 NO2 与 H2O 完全反应时转移的电子数为 4NAC. 32g 环状 S8（）分子中含有的 S-S 键数为 1NA2 7D. 1L pH=4 的 0.1mol.L-1 K2Cr2O7 溶液中 Cr O 2-离子数为 0.1NA【解析】A 项，重水的相对质量为 2+2+16=20，20g 重水中含有的质子数为 10NA，错误； B 项，NO2 与水反应时自身歧化，3molNO2 反应时转移 2mol 电子，错误；742 7C 项，结构中有 8 根 S-S 键，相对质量为 328，故 32g 所含 S-S 键为 8(1/8)=1mol，正确； D 项，Cr2O 2-会在溶液中发生可逆反应生成 CrO 2-，故 Cr O 2-离子数小于 0.1NA，错误。9. 实验室制备下列气体的方法可行的是（D）气体方法A氨气加热氯化铵固体B二氧化氮将铝片加到浓硝酸中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锰的混合物8【解析】A 项，同时生成的氯化氢气体冷却后会与氨气重新反应为氯化铵固体，错误；B 项，铝片在浓硝酸中常温钝化，无法生成大量二氧化氮，错误；C 项，浓硫酸会氧化硫离子，应滴加稀硫酸，错误；D 项，氯酸钾与二氧化锰混合加热是实验室制备氧气的标准方法，正确。10. 下列叙述正确的是（B）A.甲醇既可发生取代反应也可发生加成反应B. 用饱和碳酸氢钠溶液可以鉴别乙酸和乙醇C. 烷烃的沸点高低都取决于碳原子数的多少 D. 戊二烯和环戊烷互为同分异构体【解析】A 项，甲烷没有双键，不能发生加成反应，错误；B 项，乙酸的羧基可以和碳酸氢根反应生成二氧化碳，而乙醇的羟基没有酸性，不能发生反应，正确；C 项，碳原子数相同时，沸点高低还取决于支链的多少，支链越多沸点越低，错误；D 项，戊二烯含有两个不饱和度，环戊烷只有一个不饱和度，氢原子数不相等，错误。11. 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（D）A. 原子半径：ZYXWB. 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【解析】四种元素分别为 H、N、Al、S。由信息可知，Z 的最外层电子数必为偶数，且为主族元素，故只有 2,4,6 三种可能；由于 X 是气体，则 W、X 不能为 H 和 Li 或 H 和 B，排除 Z 最外层电子数为 2 和 4 的可能，则 Z 最外层电子数为 6，此时 W 和 X 最外层电子数分别为 1 和 5，为 H 和 N；Y 的最外层原子数是 6 的一半且原子序数大于 N，则为 Al。A 项，原子半径 AlSNH，即 YZXW，错误； B 项，除 NH3 外，两者还可生成 N2H4 等化合物，错误； C 项，Al2O3 为两性氧化物，可以与碱反应，错误；D 项，三者可形成(NH4)2S，铵根与硫离子间成离子键，铵根内部成共价键，正确。12. 已知相同温度下，Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)。某温度下，饱和溶液中-lgC(SO42-)、-lgC(CO32-)与-lgC(Ba2+)的关系如图所示。下列说法正确的是（B）A. 曲线表示 BaCO3 的沉淀溶解曲线B. 该温度下 BaSO4 的 Ksp(BaSO4)值为 1.010-10C. 加适量 BaCl2 固体可使溶液由 a 点变到 b 点43D. c(Ba2+)=10-5.1 时两溶液中 c(SO 2-)/c(CO 2-)=10y2-y1【解析】A 项，坐标越大离子浓度越小，故曲线的溶度积更小，为 BaSO4 的沉淀溶解曲线，错误； B 项，由图可知，曲线横坐标 3.0 时纵坐标 7.0，则 Ksp(BaSO4)=10-310-7=10-10，正确； C 项，加 BaCl2 可使 c(Ba2+)增大，-lgC(Ba2+)减小，变化方向应为由 b 到 a，错误；3D 项，由图可知 y2-y1 为正值，10y2-y1 大于 1，而 Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)，c(SO42-)/c(CO 2-)应小于 1，错误。13. 乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采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 H2O解离为 H+和 OH-，并在直流电场作用下分别向两级迁移，下列说法中正确的是（D）A. KBr 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B. 阳极上的反应式为：C. 制得 2mol 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 1mol 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【解析】A 项，KBr 还起到提供阳极反应物 Br-的作用，错误； B 项，阳极反应式为 2Br-2e-=Br2，错误；C 项，根据电子得失守恒，制得 2mol 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 2mol 电子，生成 1molBr2，错误； D 项，电解池中阳离子移向阴极，铅电极为阴极，正确。二、非选择题（共 58 分）26.（14 分）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） I2 的一种制备方法如下图所示： 加入 Fe 粉进行转化反应的离子方程式为 2AgI+Fe_=2Ag+Fe2+2I-，生成的沉淀与硝酸反应，生成AgNO3 后可循环使用。 通入 Cl2 的过程中，若氧化产物只有一种，反应的方程式为 FeI2 + Cl2 = I2 + FeCl2 ；若反应物用量比为 n(Cl2)/n(FeI2)=1.5 时，氧化产物为 I2 、 FeCl3 ，当 n(Cl2)/n(FeI2)1.5 后，单质碘的收率会降低， 原因是 碘会被再一次氧化 。（2） 以 NaIO3 为原料制备 I2 的方法是：先向 NaIO3 溶液中加入计量的 NaHSO3，生成碘化物：再向混合溶液中加入 NaIO3 溶液，反应得到 I2，上述制备 I2 的总离子反应方程式为332422IO -+ 5HSO - = I + 5SO 2- +H O + 3H+ 。（3） KI 溶液和 CuSO4 溶液混合可生成 CuI 沉淀和 I2，若生成 1mol I2，消耗的 KI 至少 4 mol。I2 在 KI 溶液3中可发生反应：I2+I-I -。实验室使用过量的 KI 与 CuSO4 溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量 KI 的原因是防止单质碘的析出。【解析】（1） Fe 可将 Ag+还原为 Ag，若少量则生成 Fe3+，过量则生成 Fe2+。但若生成 Fe3+，则可将 I-氧化为 I2， 而题目要求 I2 在后续“氧化”步骤中产生，故“转化”步骤中生成 Fe2+，离子方程式为 2AgI+Fe=2Ag+Fe2+2I- 。硝酸与银单质反应生成硝酸银，可回到“富集”步骤循环使用。Cl2 既可氧化 I-也可氧化 Fe2+，I-的还原性强于 Fe2+，故若只生成一种氧化产物则必是 I2，方程式为 FeI2+ Cl2 = I2 + FeCl2。n(Cl2)/n(FeI2)=1.5 时，由于 1molFeI2 最多失 3mol 电子，1.5molCl2 可得 3mol 电子，故 I-和 Fe2+均被氧化，故氧化产物为 I2 与 FeCl3。Cl2 继续过量时，I2 会进一步被 Cl2 氧化为 IO3-。334（2） 考虑总反应，每个 IO3-转化为 I2 需要得到 5 个电子，而每个 HSO -转化为 SO 2-需要失去 2 个电子，则两者系数比为 2:5。HSO -电离大于水解，溶液为酸性环境，应使用 H+配电荷。3（3） 反应方程式为 2CuSO4+4KI=2CuI+I2+2K2SO4。由平衡 I2+I-I -，加入过量 KI 可拉动平衡正向移动， 使碘单质充分转化为 I3-，防止碘单质析出进入 CuI 沉淀，造成产量降低。27. （15 分）胆矾（CuSO45H2O）易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的 CuO（杂质为氧化铁和泥沙）为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：（1） 制备胆矾时，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 AC （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 不产生大气污染物 SO2。（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 NH3H2O 调 pH 为 3.54，再煮沸10min，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、 过滤 、乙醇洗涤、 干 燥 ， 得到胆矾。其中，控制溶液 pH 为 3.54 的目的是 除铁、抑制硫酸铜的水解煮沸 10min 的作用是 使 Fe（OH）3 充分沉淀 。（4） 结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为 m1，加入胆矾后质量为 m2，将坩埚加热至胆矾全部变成白色， 至于干燥器中冷却至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为 m3，根据实验数据，胆矾分子中的结晶水的个数为80(m2 - m3 ) （写表达式）。9(m3 - m1 )（5） 下列操作中，会导致结晶水数目测定偏高的是 （填标号）胆矾未充分干燥 坩埚未置于干燥器中冷却加热时有少量胆矾迸溅出来【解析】（1） 制备操作中，以烧杯作为反应容器，蒸发皿作为重结晶的容器。（2） CuO 作为碱性氧化物与稀硫酸发生复分解反应，注意题目条件为加热。浓硫酸与铜反应会生成 SO2 污染环境。（3） 重结晶后需要过滤得到未洗涤的晶体，洗涤后需要干燥得到纯净的晶体。pH 过小会使Fe3+无法沉淀完全，pH 过大则会使 Cu2+更多地水解为 Cu(OH)2 降低产率。煮沸 10min 可使以胶体形式存在的 Fe(OH)3 充分转化为沉淀。（4） 设胆矾分子式为 CuSO4xH2O，由题知胆矾的质量为 m2-m1，去除结晶水后 CuSO4 的质量为 m3-m1，结 晶 水 的 质 量 则 为 m2-m3 。 则 有n(CuSO) = m(CuSO4 ) =m3 - m1= n(CuSO xH O) ，44M(CuSO )160g / mol42M(CuSO xH O) = m(CuSO4 xH2O) = (m2 - m1 ) 160g / mol = 160 +18x ，解得 x= 80(m2 - m3 ) 。42（5）n(CuSO4 xH2O)m3 - m19(m3- m1 )A 项，胆矾未充分干燥，会使 m2 偏高，x 偏大；B 项，坩埚未置于干燥器中冷却，会使无水硫酸铜吸收少量空气中的水，导致 m3 偏大，x 偏小；C 项，加热时有少量胆矾迸溅，会使 m3 偏小，x 偏大。28.（14 分）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：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) 该反应一般认为通过如下步骤来实现： CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g)H1 = + 41 kJmol-1 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)H2 = -90 kJmol-1总反应的H= -49kJmol-1：若反应为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 A（填标号），判断理由是 H1 为正、H2 和H3 为负、反应活化能高。（2） 合成总反应的起始物 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=5 105Pa 下 的 x(CH3OH)t 如 图 所 示 ：2用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式 Kp= p(CH3OH) p(H2O)图中对应的等压过程的曲线是 b ，判断的理由是 因为H0，升温平衡逆向移动。p3 (H) p(CO)当 x(CH3OH)=0.10 时，CO2 的平衡转化率=1/3，反应条件可能为 5105Pa，210或 9105Pa，250【解析】（1） 两反应相加即可得到总反应，故总反应的H= H1+ H2=-49kJmol-1。由题意，第一步反应吸热，能量上升，第二步反应与总反应放热，能量下降，且第一步反应更慢，活化能更大，满足条件的只有 A 项。（2） 由反应方程式 CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)可得平衡常数 Kp 的表达式为 p(CH3OH) p(H2O) 。2p3 (H ) p(CO)由于反应气体分子数变少，对等温过程，随压强升高，平衡正向移动，x(CH3OH)增大；由于反应放热， 对等压过程，随温度升高，平衡逆向移动，x(CH3OH)减小。故等压过程对应 b，等温过程对应 a。列出三段式：CO2+3H2CH3OH+H2O1300x3xxx1-x3(1-x)xx则有 x/(4-2x)=0.1，解得 x=1/3，转化率=(1/3)/1=1/3。观察图像上纵坐标 0.10 点可知，b 曲线等压 5105Pa过程的温度为 210，a 曲线等温 250过程的压强为 9105Pa。