2021年高考化学试卷（天津）（解析卷）

1/17 2021 年天津市普通高中学业水平等级性考试 化学试题 本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100 分，考试用时60 分钟。第Ⅰ 卷1 至4 页，第Ⅱ卷5 至8 页。 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上，并在规定位置 粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结 束后，将本试卷和答题卡一并交回。 祝各位考生考试顺利！ 第Ⅰ卷 注意事项： 1.每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净 后，再选涂其他答案标号。 2.本卷共12 题，每题3 分，共36 分。在每题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求 的。 以下数据可供解题时参考： 相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Fe 56 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 1/17 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 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】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. 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AgD. SiC 和 2/17 MgO 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】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. 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 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】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. 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 【答案】A 【解析】 2/17 【分析】 【详解】A． 3/17 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 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. 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： 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】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. 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 的 4/17 A B C D A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】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. 设NA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NA B. 22.4L 氢气中，H2分子的数目为NA C. 180g 葡萄糖中，C 原子的数目为6NA D. 1molN2中，σ 键的数目为3NA 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】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 5/17 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6NA，故C 正 确； D．1molN2中有1molσ 键，故σ 键的数目为NA，故D 错误； 故选C。 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 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 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】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. 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+、S2-、Cl- 的 。 5/17 D. pH=7 的溶液：Al3+、K+、Cl-、 【答案】B【解析】 6/17 【分析】 【详解】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+、S2-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. 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 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】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； 6/17 故选A。 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 7/17 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) 【答案】C 【解析】 【分析】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。 【详解】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. 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 8/17 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 【答案】B 【解析】 【分析】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。 【详解】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。 第Ⅱ卷 注意事项： 8/17 1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2.本卷共4 题，共64 分。13. 铁单质及其化合物的应用非常广泛。 9/17 （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)。 【答案】（1）3d64s2 9/17 （2） ①. 8 . ②4 （3） ①. . ②降低反应活化能 （4） ①. 由 Fe3+水解产物的颜色所致 ②. 向该溶液中加HNO3 . ③ 10/17 . ④ 【解析】 【分析】 【小问1 详解】 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； 【小问2 详解】 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 【小问3 详解】 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； 【小问4 详解】 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 10/17 常数为 ，故答案为： ； 。 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： 11/17 （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。___________ 【答案】（1）羧基、氨基 11/17 （2）乙酸 （3）取代反应 （4） （5）G （6） ①. . ②6 . ③ 、 12/17 （7） 【解析】 【分析】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。 【小问1 详解】 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； 【小问2 详解】 根据分析可知A 的名称为乙酸； 【小问3 详解】 根据B 和C 结构简式上的差异可知B→C 的有机反应类型为取代反应； 【小问4 详解】 D→E 是 D 和 乙 醇 的 酯 化 反 应 ， 其 方 程 式 为 ： ； 【小问5 详解】 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。 【小问6 详解】 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 的 12/17 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 、 。 13/17 【小问7 详解】 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. 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) 14/17 （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 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___________。 【答案】（1）分液漏斗 锥形瓶 （2） ①. 刚好没过MnO2固体 ②. 试管内的H2O2溶液被压入长颈漏斗中，与MnO2分离 （3） ①. 液面上升 ②. 打开弹簧夹K2 （4）ab （5） （6） ①. ① . ②乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色 【解析】 【分析】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。 【小问1 详解】 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； 的 14/17 【小问2 详解】 15/17 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； 【小问3 详解】 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； 【小问4 详解】 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