还剩8页未读，
继续阅读
2021年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试化学(全国甲卷)
展开
这是一份2021年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试化学(全国甲卷)，共11页。试卷主要包含了NA为阿伏加德罗常数的值，已知相同温度下,Ksp
2021年普通高等学校招生全国统一考试(甲卷)理科综合能力测试化学
7.(2021·全国甲卷·7,6分,难度☆)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
解析C 食品中适当添加防腐剂,可以延长食品保质期,但要控制食品中防腐剂的添加量符合国家制定标准,A项说法错误;掩埋废旧电池,废旧电池中的重金属离子会污染土壤和地下水,B项说法错误;天然气不完全燃烧会产生CO,CO是一种有毒的气体,C项说法正确;使用含磷洗涤剂会使水体富营养化,造成水华、赤潮现象,破坏水体生态平衡,造成水体污染,D项说法错误。
8.(2021·全国甲卷·8,6分,难度☆☆)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.18 g重水(D2O)中含有的质子数为10NA
B.3 mol的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA
C.32 g环状S8()分子中含有的S—S键数为1NA
D.1 L pH=4的0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中Cr2O72-离子数为0.1NA
解析C D2O的摩尔质量为20 g·mol-1,1 mol D2O所含质子数为10NA,18 g D2O所含质子数小于10NA,A项说法错误;由3NO2+H2O2HNO3+NO可知,3 mol NO2与水完全反应转移电子数为2NA,B项说法错误;由S8的分子结构可知,一个S8分子中含8个S—S键,故32 g S8(18 mol)含S—S键的数目为1NA,C项说法正确;K2Cr2O7溶于水后,在水溶液中存在如下平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,故1 L pH=4的0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中的Cr2O72-离子数小于0.1NA,D项说法错误。
9.(2021·全国甲卷·9,6分,难度☆)实验室制备下列气体的方法可行的是( )
气体
方法
A.
氨气
加热氯化铵固体
续 表
气体
方法
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锰的混合物
解析D 加热氯化铵固体时,氯化铵分解生成HCl和NH3,HCl和NH3冷却时又化合生成氯化铵,故不能利用加热氯化铵的方法制备NH3,A项制备方法不可行;常温下,铝被浓硝酸钝化,不能用铝片与冷浓硝酸反应制备NO2,B项制备方法不可行;浓硫酸具有较强氧化性,能将硫化钠氧化而得不到硫化氢气体,故C项制备方法不可行;实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制备氧气,D项符合题目要求。
10.(2021·全国甲卷·10,6分,难度☆☆)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.用饱和碳酸氢钠溶液可以鉴别乙酸和乙醇
C.烷烃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
解析B 甲醇(CH3OH)分子中不含不饱和键,不能发生加成反应,A项叙述错误;乙酸与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2气体,乙醇不能与饱和NaHCO3溶液反应,故利用饱和NaHCO3溶液可以鉴别乙酸和乙醇,B项叙述正确;烷烃的沸点高低不仅与碳原子数的多少有关,还与支链的多少、压强的大小等有关,C项叙述错误;戊二烯分子式为C5H8,环戊烷分子式为C5H10,二者分子式不同,不互为同分异构体,D项叙述错误。
11.(2021·全国甲卷·11,6分,难度☆☆)W、X、Y、Z为原子序数次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
解析D 短周期元素形成的常温下为气体的单质有:H2、N2、O2、F2、Cl2,由Z的最外层电子数是W和X最外层电子数之和并且是Y最外层电子数的2倍,可以推知W为H,X为N,Z为S,则Y为Al。四种元素的原子半径Al(Y)>S(Z)>N(X)>H(W),A项说法错误;W(H)与X(N)可以形成NH3、N2H4等多种化合物,B项说法错误;Y(Al)的氧化物Al2O3是两性氧化物,能与强碱反应,C项说法错误;W(H)、X(N)、Z(S)可以形成既含有离子键又含有共价键的化合物如(NH4)2S、NH4HS,D项说法正确。
12.(2021·全国甲卷·12,6分,难度☆☆☆)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)
下列说法正确的是( )
A.曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线
B.该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10-10
C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点
D.c(Ba2+)=10-5.1 mol·L-1时两溶液中c(SO42-)c(CO32-)=10y2-y1
解析B 由于-lgc越大,c值越小,Ksp(BaSO4)
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:+2H++2e-+H2O
C.制得2 mol乙醛酸,理论上外电路中迁移了1 mol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D 由铅电极上的反应+2H++2e-+H2O可知,铅电极上发生还原反应,铅电极为阴极;石墨电极上的反应为2Br--2e-Br2,故石墨电极上发生氧化反应,石墨电极为阳极。由于在电解池阳极上发生反应2Br--2e-Br2,故A、B两项说法错误;根据阴极电极反应+2H++2e-+H2O可知,制得2 mol乙醛酸理论上转移4 mol电子,C项说法错误;由于铅电极是电解池的阴极,故双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移,D项说法正确。
26.(2021·全国甲卷·26,14分,难度☆☆☆)
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:
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Cl2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后,单质碘的收率会降低,原因是 。
(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I2,若生成1 mol I2,消耗的KI至少为 mol。I2在KI溶液中可发生反应:I2+I-I3-。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是 。
答案(1)①2AgI+Fe2Ag+Fe2++2I- AgNO3 ②FeI2+Cl2I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被进一步氧化
(2)2IO3-+5HSO3-I2+5SO42-+H2O+3H+
(3)4 防止单质碘析出
解析(1)①由题图可知,向净化除氯后含I-的海水中加入AgNO3,发生反应I-+Ag+AgI↓,含AgI的悬浊液中加Fe粉,发生的反应为2AgI+Fe2Ag+FeI2,反应的离子方程式为2AgI+Fe2Ag+Fe2++2I-,“转化”过程中生成的沉淀是Ag,Ag与硝酸反应生成的AgNO3可循环使用。
②由于I-的还原性强于Fe2+,通入Cl2时I-优先被Cl2氧化,故通入Cl2只生成一种氧化产物时反应的化学方程式为FeI2+Cl2I2+FeCl2;当n(Cl2)n(FeI2)=1.5时,I-和Fe2+全部被氧化,氧化产物为I2和FeCl3;当n(Cl2)n(FeI2)>1.5时,由于生成的I2会被Cl2进一步氧化,故I2的收率降低。
(2)以NaIO3为原料制备I2的反应过程为:NaIO3NaII2,总反应的离子方程式为2IO3-+5HSO3-I2+5SO42-+H2O+3H+。
(3)KI溶液与CuSO4溶液反应生成CuI沉淀和I2的化学方程式为4KI+2CuSO42CuI↓+I2+2K2SO4,由此可以看出,生成1 mol I2至少需要4 mol KI;根据I2+I-I3-可知,反应中加入过量KI的目的是尽可能把生成的I2转化为I3-,防止单质碘析出。
27.(2021·全国甲卷·27,15分,难度☆☆☆)
胆矾(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 (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10 min,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、 、乙醇洗涤、 ,得到胆矾。其中,控制溶液pH为3.5~4的目的是 ,煮沸10 min的作用是 。
(4)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,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,胆矾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大的是 (填标号)。
①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却 ③加热时有少量胆矾迸溅出来
答案(1)AC
(2)CuO+H2SO4CuSO4+H2O 不产生SO2(硫酸利用率高)
(3)过滤 干燥 除尽铁和抑制CuSO4水解
破坏Fe(OH)3胶体易于过滤
(4)80×(m2-m3)9×(m3-m1)
(5)①③
解析(1)原料与稀硫酸反应在烧杯中进行,其中稀硫酸用量筒量取,充分反应后需过滤除去不溶性杂质,用到烧杯、漏斗、玻璃棒,胆矾从溶液中析出需要蒸发滤液,蒸发滤液需要用到蒸发皿、玻璃棒、酒精灯,故选AC。
(2)CuO与稀硫酸在加热时反应的化学方程式为CuO+H2SO4CuSO4+H2O;铜与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式为Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,硫酸利用率低且产生的SO2会污染大气。将工业废铜焙烧得到CuO,再用稀硫酸溶解CuO,可以避免生成SO2,同时可提高硫酸利用率。
(3)从滤液中获得胆矾的实验操作包括:加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥。由于焙烧废铜得到的CuO中含有氧化铁,用硫酸溶解时产生硫酸铁杂质,为从CuSO4溶液中除去Fe2(SO4)3,应控制溶液pH为3.5~4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,同时还可抑制CuSO4水解,防止生成Cu(OH)2沉淀;煮沸10 min的作用是破坏Fe(OH)3胶体,促进Fe(OH)3沉淀的生成。
(4)设胆矾的化学式为CuSO4·xH2O
则CuSO4·xH2OCuSO4+xH2O
160+18x 160 18x
m2-m1 m3-m1 m2-m3
160m3-m1=18xm2-m3
x=160(m2-m3)18(m3-m1)=80(m2-m3)9(m3-m1)
(5)胆矾不干燥会使m2偏大,则导致所求x偏大;坩埚未置于干燥器中冷却,CuSO4吸收空气中的水蒸气导致m3偏大,使所求x偏小;加热时有晶体迸溅出来,会使m3偏小,导致x偏大。故选①③。
28.(2021·全国甲卷·28,14分,难度☆☆☆☆)
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:
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90 kJ·mol-1
总反应的ΔH= kJ·mol-1;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 。
(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 =5×105 Pa下的x(CH3OH)~t如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式Kp= ;
②图中对应等压过程的曲线是 ,判断的理由是
③当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率α= ,反应条件可能为 或 。
答案(1)-49 A ΔH1为正值,ΔH2和ΔH为负值,反应①活化能大于反应②的
(2)①p(H2O)·p(CH3OH)p3(H2)·p(CO2)
②b 总反应ΔH<0,升高温度时平衡向逆反应方向移动,甲醇的物质的量分数变小
③33.3% 5×105 Pa,210 ℃ 9×105 Pa,250 ℃
解析(1)根据盖斯定律,①+②得CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49 kJ·mol-1。反应①为慢反应说明反应①的活化能比反应②更大,且总反应的ΔH<0,说明总反应的反应物总能量比生成物总能量高,故能体现反应能量变化的图像是A。
(2)①根据总反应的化学方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可知,该反应用各物质的平衡分压表示的平衡常数K=p(CH3OH)·p(H2O)p(CO2)·p3(H2)。
②在压强恒定的条件下,由于反应的ΔH<0,随着温度的升高,平衡逆向移动,甲醇的物质的量分数变小,故图中对应等压过程的曲线是b。曲线a是恒温(250 ℃)条件下x(CH3OH)随压强变化的曲线。
③当x(CH3OH)=0.10时,由图像可知反应条件之一是5×105 Pa,210 ℃;设反应起始时n(H2)=3 mol,n(CO2)=1 mol,生成CH3OH物质的量为y,利用“三段式”分析如下:
CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始 1 mol 3 mol 0 0
转化 y 3y y y
平衡 1 mol-y 3 mol-3y y y
则y1mol-y+3mol-3y+2y=0.10
解得y=13 mol,则CO2平衡转化率=13mol1mol×100%≈33.3%。
由图像可以看出,当x(CH3OH)=0.10时的另一个条件是温度为250 ℃及压强为9×105 Pa。
35.(2021·全国甲卷·35)
答案(1)3s23p3 原子晶体(共价晶体) sp3 ②
(2)2 2
(3)甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氢键多
(4)8 91×4+16×8a2c×NA×10-30 2-x
36.(2021·全国甲卷·36,15分,难度☆☆☆☆)[选修5:有机化学基础]
近年来,以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物,因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 。
(2)1 mol D反应生成E至少需要 mol氢气。
(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称 。
(4)由E生成F的化学方程式为 。
(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)的反应类型为 。
(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有 (填标号)。
a.含苯环的醛、酮
b.不含过氧键(—O—O—)
c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
(7)根据上述路线中的相关知识,以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成:
答案(1)1,3-苯二酚(或间苯二酚)
(2)2
(3)酯基、羟基、醚键(任意两种)
(4)+H2O
(5)取代反应
(6)C
(7)
解析(1)A()的化学名称是1,3-苯二酚(或间苯二酚)。
(2)由C19H14O6DC19H18O6E可知,1 mol D生成E至少需要2 mol H2。
(3)F的分子式为C19H16O5,结合C的结构简式及E的分子式C19H18O6可以判定E的结构简式为,其中含氧官能团包括酯基、羟基、醚键。
(4)对比E和F的分子组成可以看出,E→F为E分子失去1分子H2O并形成碳碳双键,据此可以写出化学方程式。
(5)对比G与H的结构简式,G→H的第二步反应是酯的水解,属于取代反应。
(6)化合物B为,分子式为C8H8O3。根据条件a,可知其同分异构体为含有苯环的酮时含结构,还有2个—OH,同时考虑符合b、c要求,则可能的结构有和;同理考虑当属于含有苯环的醛时,其可能的结构有和,故答案为C。
(7)参考题述合成路线中F→G、C→D和G→H第一步反应的原理,以丙烯为主要原料合成的路线可以为:
。
2021年全国甲卷理科化学查缺补漏表
题型
题号
考查要点
关键能力
学科素养
核心价值
查缺补漏
选择题
7
化学与STSE
理解与辨析、分析与推测
化学观念、态度责任
体现学以致用
8
阿伏加德罗常数的应用
理解与辨析、分析与推测
实践探究、思维方法
基础性、应用性的考查
9
常见气体的制备方法
理解与辨析、分析与推测
化学观念、思维方法
承载着对化学实验原理的考查
10
有机化合物的性质、同分异构体
理解与辨析、分析与推测
化学观念、思维方法
承载着对有机化学基础知识的考查
11
元素推断及相关判断
理解与辨析、分析与推测、归纳与论证
化学观念与思维方法
位、构、性的综合考查
12
难溶电解质的沉淀溶解平衡,Ksp应用
理解与辨析、分析与推测
思维方法、实践探究
承载着对沉淀溶解平衡和Ksp应用的考查
13
电解原理及其应用
理解与辨析、分析与推测
化学观念、思维方法、实践探究、态度责任
电解原理在工业生产中的应用
非选
择题
26
反应原理与规律、物质转化与应用、化学方程式的书写及相关判断
侧重于理解与辨析、分析与推测、探究与创新
化学观念、思维方法、实践探索、态度责任
化学反应原理在工业生产中的应用
27
物质制备原理与方法,具体包括仪器的使用、实验基本操作与物质成分测定
侧重于理解与辨析、分析与推测、探究与创新
化学观念、思维方法、实践探索
物质制备与转化情境中的定性、定量分析,承载着对化学实验、理论联系实际的综合考查
28
侧重于化学反应原理的定量分析,具体包括化学反应中的能量变化和化学平衡图像分析
理解与辨析、分析与推测、归纳与论证
化学观念、思维方法、实践探究、态度责任
侧重于化学反应中的能量变化、平衡常数的确定。承载着对生产实际中真实问题的考查,强化理论联系实际、学以致用的要求
选做题
35
36
通过新型功能有机物的合成路线,综合考查有机物的转化、命名、结构简式书写及同分异构体的种类判断
理解与辨析、分析与推测、归纳与论证
化学观念、思维方法、态度与责任
以新型功能有机化合物合成路线为载体综合考查有机物转化及推断,强化信息提取及综合分析能力的考查
【试卷评析】
2021全国甲卷化学试题:精选试题情境,聚焦学科核心素养
1.关注化学与生活,强化化学在生产、生活中的应用
化学科学在人们的日常生活中发挥了重要的作用。
第7题以化学在生产生活中的应用为情境考查与其相关的化学知识,突出化学知识与人们生活的密切关系。
第27题以工业生产中物质的制备为情境,考查相关物质的分离、除杂、反应原理及组成成分的定量测定,突出化学知识在工业生产中的应用。
第28题利用二氧化碳制备燃料甲醇的技术,展示我国科学家在绿色发展和清洁能源开发利用方面的创新成果。具体表现为提供合成甲醇的反应焓变及分步反应快慢的信息,让学生获取反应能量变化的基本信息,并判断在等温和等压条件下甲醇物质的量分数的变化曲线。
甲卷第12题提供硫酸钡、碳酸钡中阴阳离子浓度的对数关系图,要求学生转换图中的数据,计算两种难溶电解质的电离平衡常数,并论证离子浓度等物理量之间的关系。
第13题并不是直接考查电解质溶液、阴阳极、离子迁移等基本概念,而是以成对电合成方法(阴极和阳极同时得到目标产物)生产乙醛酸为背景,提供反应信息和装置图,引导在教学过程中利用电化学基本原理分析电化学生产中的实际问题。
2.系统考查信息获取及逻辑推理能力
信息获取与加工能力考查。信息获取与加工是整个化学学科能力发展的基础。高考化学试题通过表格、图像等方式提供丰富的数据信息,深入考查学生对信息的提取及加工整理能力。
加强逻辑推理能力考查。通过创设复杂的问题情境,加强对学生逻辑推理能力的考查。对于真实的工业生产过程,在信息获取及进一步加工的基础上利用化学基础知识和基本原理,分析或选择反应条件、解读并挑选操作具体条件,推测实际工艺单元过程的操作目的。
探索归纳与论证能力考查。高考化学试题在往年的基础上继续探索通过数据图的形式向学生提供丰富的信息,让学生通过化学反应原理分析数据曲线代表的物理量之间的关系,考查学生利用数据进行归纳论证的能力。
2021年普通高等学校招生全国统一考试(甲卷)理科综合能力测试化学
7.(2021·全国甲卷·7,6分,难度☆)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
解析C 食品中适当添加防腐剂,可以延长食品保质期,但要控制食品中防腐剂的添加量符合国家制定标准,A项说法错误;掩埋废旧电池,废旧电池中的重金属离子会污染土壤和地下水,B项说法错误;天然气不完全燃烧会产生CO,CO是一种有毒的气体,C项说法正确;使用含磷洗涤剂会使水体富营养化,造成水华、赤潮现象,破坏水体生态平衡,造成水体污染,D项说法错误。
8.(2021·全国甲卷·8,6分,难度☆☆)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.18 g重水(D2O)中含有的质子数为10NA
B.3 mol的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA
C.32 g环状S8()分子中含有的S—S键数为1NA
D.1 L pH=4的0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中Cr2O72-离子数为0.1NA
解析C D2O的摩尔质量为20 g·mol-1,1 mol D2O所含质子数为10NA,18 g D2O所含质子数小于10NA,A项说法错误;由3NO2+H2O2HNO3+NO可知,3 mol NO2与水完全反应转移电子数为2NA,B项说法错误;由S8的分子结构可知,一个S8分子中含8个S—S键,故32 g S8(18 mol)含S—S键的数目为1NA,C项说法正确;K2Cr2O7溶于水后,在水溶液中存在如下平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,故1 L pH=4的0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中的Cr2O72-离子数小于0.1NA,D项说法错误。
9.(2021·全国甲卷·9,6分,难度☆)实验室制备下列气体的方法可行的是( )
气体
方法
A.
氨气
加热氯化铵固体
续 表
气体
方法
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锰的混合物
解析D 加热氯化铵固体时,氯化铵分解生成HCl和NH3,HCl和NH3冷却时又化合生成氯化铵,故不能利用加热氯化铵的方法制备NH3,A项制备方法不可行;常温下,铝被浓硝酸钝化,不能用铝片与冷浓硝酸反应制备NO2,B项制备方法不可行;浓硫酸具有较强氧化性,能将硫化钠氧化而得不到硫化氢气体,故C项制备方法不可行;实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制备氧气,D项符合题目要求。
10.(2021·全国甲卷·10,6分,难度☆☆)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.用饱和碳酸氢钠溶液可以鉴别乙酸和乙醇
C.烷烃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
解析B 甲醇(CH3OH)分子中不含不饱和键,不能发生加成反应,A项叙述错误;乙酸与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2气体,乙醇不能与饱和NaHCO3溶液反应,故利用饱和NaHCO3溶液可以鉴别乙酸和乙醇,B项叙述正确;烷烃的沸点高低不仅与碳原子数的多少有关,还与支链的多少、压强的大小等有关,C项叙述错误;戊二烯分子式为C5H8,环戊烷分子式为C5H10,二者分子式不同,不互为同分异构体,D项叙述错误。
11.(2021·全国甲卷·11,6分,难度☆☆)W、X、Y、Z为原子序数次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
解析D 短周期元素形成的常温下为气体的单质有:H2、N2、O2、F2、Cl2,由Z的最外层电子数是W和X最外层电子数之和并且是Y最外层电子数的2倍,可以推知W为H,X为N,Z为S,则Y为Al。四种元素的原子半径Al(Y)>S(Z)>N(X)>H(W),A项说法错误;W(H)与X(N)可以形成NH3、N2H4等多种化合物,B项说法错误;Y(Al)的氧化物Al2O3是两性氧化物,能与强碱反应,C项说法错误;W(H)、X(N)、Z(S)可以形成既含有离子键又含有共价键的化合物如(NH4)2S、NH4HS,D项说法正确。
12.(2021·全国甲卷·12,6分,难度☆☆☆)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)
下列说法正确的是( )
A.曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线
B.该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10-10
C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点
D.c(Ba2+)=10-5.1 mol·L-1时两溶液中c(SO42-)c(CO32-)=10y2-y1
解析B 由于-lgc越大,c值越小,Ksp(BaSO4)
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:+2H++2e-+H2O
C.制得2 mol乙醛酸,理论上外电路中迁移了1 mol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D 由铅电极上的反应+2H++2e-+H2O可知,铅电极上发生还原反应,铅电极为阴极;石墨电极上的反应为2Br--2e-Br2,故石墨电极上发生氧化反应,石墨电极为阳极。由于在电解池阳极上发生反应2Br--2e-Br2,故A、B两项说法错误;根据阴极电极反应+2H++2e-+H2O可知,制得2 mol乙醛酸理论上转移4 mol电子,C项说法错误;由于铅电极是电解池的阴极,故双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移,D项说法正确。
26.(2021·全国甲卷·26,14分,难度☆☆☆)
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:
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Cl2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后,单质碘的收率会降低,原因是 。
(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I2,若生成1 mol I2,消耗的KI至少为 mol。I2在KI溶液中可发生反应:I2+I-I3-。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是 。
答案(1)①2AgI+Fe2Ag+Fe2++2I- AgNO3 ②FeI2+Cl2I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被进一步氧化
(2)2IO3-+5HSO3-I2+5SO42-+H2O+3H+
(3)4 防止单质碘析出
解析(1)①由题图可知,向净化除氯后含I-的海水中加入AgNO3,发生反应I-+Ag+AgI↓,含AgI的悬浊液中加Fe粉,发生的反应为2AgI+Fe2Ag+FeI2,反应的离子方程式为2AgI+Fe2Ag+Fe2++2I-,“转化”过程中生成的沉淀是Ag,Ag与硝酸反应生成的AgNO3可循环使用。
②由于I-的还原性强于Fe2+,通入Cl2时I-优先被Cl2氧化,故通入Cl2只生成一种氧化产物时反应的化学方程式为FeI2+Cl2I2+FeCl2;当n(Cl2)n(FeI2)=1.5时,I-和Fe2+全部被氧化,氧化产物为I2和FeCl3;当n(Cl2)n(FeI2)>1.5时,由于生成的I2会被Cl2进一步氧化,故I2的收率降低。
(2)以NaIO3为原料制备I2的反应过程为:NaIO3NaII2,总反应的离子方程式为2IO3-+5HSO3-I2+5SO42-+H2O+3H+。
(3)KI溶液与CuSO4溶液反应生成CuI沉淀和I2的化学方程式为4KI+2CuSO42CuI↓+I2+2K2SO4,由此可以看出,生成1 mol I2至少需要4 mol KI;根据I2+I-I3-可知,反应中加入过量KI的目的是尽可能把生成的I2转化为I3-,防止单质碘析出。
27.(2021·全国甲卷·27,15分,难度☆☆☆)
胆矾(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 (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10 min,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、 、乙醇洗涤、 ,得到胆矾。其中,控制溶液pH为3.5~4的目的是 ,煮沸10 min的作用是 。
(4)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,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,胆矾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大的是 (填标号)。
①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却 ③加热时有少量胆矾迸溅出来
答案(1)AC
(2)CuO+H2SO4CuSO4+H2O 不产生SO2(硫酸利用率高)
(3)过滤 干燥 除尽铁和抑制CuSO4水解
破坏Fe(OH)3胶体易于过滤
(4)80×(m2-m3)9×(m3-m1)
(5)①③
解析(1)原料与稀硫酸反应在烧杯中进行,其中稀硫酸用量筒量取,充分反应后需过滤除去不溶性杂质,用到烧杯、漏斗、玻璃棒,胆矾从溶液中析出需要蒸发滤液,蒸发滤液需要用到蒸发皿、玻璃棒、酒精灯,故选AC。
(2)CuO与稀硫酸在加热时反应的化学方程式为CuO+H2SO4CuSO4+H2O;铜与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式为Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,硫酸利用率低且产生的SO2会污染大气。将工业废铜焙烧得到CuO,再用稀硫酸溶解CuO,可以避免生成SO2,同时可提高硫酸利用率。
(3)从滤液中获得胆矾的实验操作包括:加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥。由于焙烧废铜得到的CuO中含有氧化铁,用硫酸溶解时产生硫酸铁杂质,为从CuSO4溶液中除去Fe2(SO4)3,应控制溶液pH为3.5~4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,同时还可抑制CuSO4水解,防止生成Cu(OH)2沉淀;煮沸10 min的作用是破坏Fe(OH)3胶体,促进Fe(OH)3沉淀的生成。
(4)设胆矾的化学式为CuSO4·xH2O
则CuSO4·xH2OCuSO4+xH2O
160+18x 160 18x
m2-m1 m3-m1 m2-m3
160m3-m1=18xm2-m3
x=160(m2-m3)18(m3-m1)=80(m2-m3)9(m3-m1)
(5)胆矾不干燥会使m2偏大,则导致所求x偏大;坩埚未置于干燥器中冷却,CuSO4吸收空气中的水蒸气导致m3偏大,使所求x偏小;加热时有晶体迸溅出来,会使m3偏小,导致x偏大。故选①③。
28.(2021·全国甲卷·28,14分,难度☆☆☆☆)
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:
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90 kJ·mol-1
总反应的ΔH= kJ·mol-1;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 。
(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 =5×105 Pa下的x(CH3OH)~t如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式Kp= ;
②图中对应等压过程的曲线是 ,判断的理由是
③当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率α= ,反应条件可能为 或 。
答案(1)-49 A ΔH1为正值,ΔH2和ΔH为负值,反应①活化能大于反应②的
(2)①p(H2O)·p(CH3OH)p3(H2)·p(CO2)
②b 总反应ΔH<0,升高温度时平衡向逆反应方向移动,甲醇的物质的量分数变小
③33.3% 5×105 Pa,210 ℃ 9×105 Pa,250 ℃
解析(1)根据盖斯定律,①+②得CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49 kJ·mol-1。反应①为慢反应说明反应①的活化能比反应②更大,且总反应的ΔH<0,说明总反应的反应物总能量比生成物总能量高,故能体现反应能量变化的图像是A。
(2)①根据总反应的化学方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可知,该反应用各物质的平衡分压表示的平衡常数K=p(CH3OH)·p(H2O)p(CO2)·p3(H2)。
②在压强恒定的条件下,由于反应的ΔH<0,随着温度的升高,平衡逆向移动,甲醇的物质的量分数变小,故图中对应等压过程的曲线是b。曲线a是恒温(250 ℃)条件下x(CH3OH)随压强变化的曲线。
③当x(CH3OH)=0.10时,由图像可知反应条件之一是5×105 Pa,210 ℃;设反应起始时n(H2)=3 mol,n(CO2)=1 mol,生成CH3OH物质的量为y,利用“三段式”分析如下:
CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始 1 mol 3 mol 0 0
转化 y 3y y y
平衡 1 mol-y 3 mol-3y y y
则y1mol-y+3mol-3y+2y=0.10
解得y=13 mol,则CO2平衡转化率=13mol1mol×100%≈33.3%。
由图像可以看出,当x(CH3OH)=0.10时的另一个条件是温度为250 ℃及压强为9×105 Pa。
35.(2021·全国甲卷·35)
答案(1)3s23p3 原子晶体(共价晶体) sp3 ②
(2)2 2
(3)甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氢键多
(4)8 91×4+16×8a2c×NA×10-30 2-x
36.(2021·全国甲卷·36,15分,难度☆☆☆☆)[选修5:有机化学基础]
近年来,以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物,因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 。
(2)1 mol D反应生成E至少需要 mol氢气。
(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称 。
(4)由E生成F的化学方程式为 。
(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)的反应类型为 。
(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有 (填标号)。
a.含苯环的醛、酮
b.不含过氧键(—O—O—)
c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
(7)根据上述路线中的相关知识,以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成:
答案(1)1,3-苯二酚(或间苯二酚)
(2)2
(3)酯基、羟基、醚键(任意两种)
(4)+H2O
(5)取代反应
(6)C
(7)
解析(1)A()的化学名称是1,3-苯二酚(或间苯二酚)。
(2)由C19H14O6DC19H18O6E可知,1 mol D生成E至少需要2 mol H2。
(3)F的分子式为C19H16O5,结合C的结构简式及E的分子式C19H18O6可以判定E的结构简式为,其中含氧官能团包括酯基、羟基、醚键。
(4)对比E和F的分子组成可以看出,E→F为E分子失去1分子H2O并形成碳碳双键,据此可以写出化学方程式。
(5)对比G与H的结构简式,G→H的第二步反应是酯的水解,属于取代反应。
(6)化合物B为,分子式为C8H8O3。根据条件a,可知其同分异构体为含有苯环的酮时含结构,还有2个—OH,同时考虑符合b、c要求,则可能的结构有和;同理考虑当属于含有苯环的醛时,其可能的结构有和,故答案为C。
(7)参考题述合成路线中F→G、C→D和G→H第一步反应的原理,以丙烯为主要原料合成的路线可以为:
。
2021年全国甲卷理科化学查缺补漏表
题型
题号
考查要点
关键能力
学科素养
核心价值
查缺补漏
选择题
7
化学与STSE
理解与辨析、分析与推测
化学观念、态度责任
体现学以致用
8
阿伏加德罗常数的应用
理解与辨析、分析与推测
实践探究、思维方法
基础性、应用性的考查
9
常见气体的制备方法
理解与辨析、分析与推测
化学观念、思维方法
承载着对化学实验原理的考查
10
有机化合物的性质、同分异构体
理解与辨析、分析与推测
化学观念、思维方法
承载着对有机化学基础知识的考查
11
元素推断及相关判断
理解与辨析、分析与推测、归纳与论证
化学观念与思维方法
位、构、性的综合考查
12
难溶电解质的沉淀溶解平衡,Ksp应用
理解与辨析、分析与推测
思维方法、实践探究
承载着对沉淀溶解平衡和Ksp应用的考查
13
电解原理及其应用
理解与辨析、分析与推测
化学观念、思维方法、实践探究、态度责任
电解原理在工业生产中的应用
非选
择题
26
反应原理与规律、物质转化与应用、化学方程式的书写及相关判断
侧重于理解与辨析、分析与推测、探究与创新
化学观念、思维方法、实践探索、态度责任
化学反应原理在工业生产中的应用
27
物质制备原理与方法,具体包括仪器的使用、实验基本操作与物质成分测定
侧重于理解与辨析、分析与推测、探究与创新
化学观念、思维方法、实践探索
物质制备与转化情境中的定性、定量分析,承载着对化学实验、理论联系实际的综合考查
28
侧重于化学反应原理的定量分析,具体包括化学反应中的能量变化和化学平衡图像分析
理解与辨析、分析与推测、归纳与论证
化学观念、思维方法、实践探究、态度责任
侧重于化学反应中的能量变化、平衡常数的确定。承载着对生产实际中真实问题的考查,强化理论联系实际、学以致用的要求
选做题
35
36
通过新型功能有机物的合成路线,综合考查有机物的转化、命名、结构简式书写及同分异构体的种类判断
理解与辨析、分析与推测、归纳与论证
化学观念、思维方法、态度与责任
以新型功能有机化合物合成路线为载体综合考查有机物转化及推断,强化信息提取及综合分析能力的考查
【试卷评析】
2021全国甲卷化学试题:精选试题情境,聚焦学科核心素养
1.关注化学与生活,强化化学在生产、生活中的应用
化学科学在人们的日常生活中发挥了重要的作用。
第7题以化学在生产生活中的应用为情境考查与其相关的化学知识,突出化学知识与人们生活的密切关系。
第27题以工业生产中物质的制备为情境,考查相关物质的分离、除杂、反应原理及组成成分的定量测定,突出化学知识在工业生产中的应用。
第28题利用二氧化碳制备燃料甲醇的技术,展示我国科学家在绿色发展和清洁能源开发利用方面的创新成果。具体表现为提供合成甲醇的反应焓变及分步反应快慢的信息,让学生获取反应能量变化的基本信息,并判断在等温和等压条件下甲醇物质的量分数的变化曲线。
甲卷第12题提供硫酸钡、碳酸钡中阴阳离子浓度的对数关系图,要求学生转换图中的数据,计算两种难溶电解质的电离平衡常数,并论证离子浓度等物理量之间的关系。
第13题并不是直接考查电解质溶液、阴阳极、离子迁移等基本概念,而是以成对电合成方法(阴极和阳极同时得到目标产物)生产乙醛酸为背景,提供反应信息和装置图,引导在教学过程中利用电化学基本原理分析电化学生产中的实际问题。
2.系统考查信息获取及逻辑推理能力
信息获取与加工能力考查。信息获取与加工是整个化学学科能力发展的基础。高考化学试题通过表格、图像等方式提供丰富的数据信息,深入考查学生对信息的提取及加工整理能力。
加强逻辑推理能力考查。通过创设复杂的问题情境,加强对学生逻辑推理能力的考查。对于真实的工业生产过程,在信息获取及进一步加工的基础上利用化学基础知识和基本原理,分析或选择反应条件、解读并挑选操作具体条件,推测实际工艺单元过程的操作目的。
探索归纳与论证能力考查。高考化学试题在往年的基础上继续探索通过数据图的形式向学生提供丰富的信息,让学生通过化学反应原理分析数据曲线代表的物理量之间的关系,考查学生利用数据进行归纳论证的能力。
相关试卷
2023年普通高等学校招生全国统一考试（新课标卷）理科综合化学学科（无答案）： 这是一份2023年普通高等学校招生全国统一考试（新课标卷）理科综合化学学科（无答案），共8页。试卷主要包含了未知，单选题等内容，欢迎下载使用。
2022 年普通高等学校招生全国统一考试 理综化学（全国甲卷）解析版： 这是一份2022 年普通高等学校招生全国统一考试 理综化学（全国甲卷）解析版，共19页。试卷主要包含了 化学与生活密切相关，2ml苯甲酸完全燃烧生成1，4gCu的物质的量为0等内容，欢迎下载使用。
2021年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试化学(全国乙卷)： 这是一份2021年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试化学(全国乙卷)，共14页。试卷主要包含了5 Fe 56，我国嫦娥五号探测器带回1，8 0等内容，欢迎下载使用。
