2021年高考化学试卷（北京）（解析卷）

1/22 2021 年北京市普通高中学业水平等级性考试 可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 第一部分 本部分共14 题，每题3 分，共42 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一 项。 1. 我国科研人员发现中药成分黄芩素能明显抑制新冠病毒的活性。下列关于黄芩素的说法不正确的是 A. 分子中有3 种官能团 B. 能与Na2CO3溶液反应 C. 在空气中可发生氧化反应 D. 能和Br2发生取代反应和加成反应 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．根据物质结构简式可知：该物质分子中含有酚羟基、醚键、羰基、碳碳双键四种官能团，A 错误； B．黄芩素分子中含有酚羟基，由于酚的酸性比NaHCO3强，所以黄芩素能与Na2CO3溶液反应产生 NaHCO3，B 正确； C．酚羟基不稳定，容易被空气中的氧气氧化，C 正确； D．该物质分子中含有酚羟基，由于羟基所连的苯环的邻、对位有H 原子，因此可以与浓溴水发生苯环上 的取代反应；分子中含有不饱和的碳碳双键，可以与Br2等发生加成反应，D 正确； 故合理选项是A。 2. 下列有关放射性核素氚（H）的表述不正确的是 A. H 原子核外电子数为1 B. H 原子核内中子数为3 C. 与H2化学性质基本相同 D. 具有放射性 【答案】B 1/22 【解析】 分析】【详解】A．放射性核素H，质量数是3，质子数是1，质子数等于核外电子数，所以核外电子数 等于1，故A 正确； 【 2/22 B．放射性核素H，质量数是3，质子数是1，所以中子数等于3-1=2，故B 错误； C． 与H2的相对分子质量不同，二者的沸点不同，但二者同属于氢气，化学性质基本相同，故C 正确； D．H 是放射性核素，所以3H2O 也具有放射性，故D 正确； 故选B。 3. 下列化学用语或图示表达不正确的是 A. N2的结构式：N≡N B. Na+的结构示意图： C. 溴乙烷的分子模型： D. CO2的电子式： 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．N2分子中N 原子间是三键，结构式：N≡N，正确； B．Na+的结构示意图： ，正确； C． 溴乙烷的分子模型： ，正确； D．CO2的电子式： ，错误； 故选D。 4. 下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是 A. 酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3 B. 碱性：KOH＞NaOH＞LiOH C. 热稳定性：H2O＞H2S＞PH3 D. 非金属性：F＞O＞N 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，由于S 元素最高价含氧 酸是H2SO4，不是H2SO3，因此不能根据元素周期律判断酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3，A 错误； 2/22 B．同一主族元素的金属性随原子序数的增大而增强。元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物 的碱性就越强。元素的金属性：K＞Na＞Li，所以碱性：KOH＞NaOH＞LiOH，B 正确； 3/22 C．同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强；同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减 弱。元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性：O＞S＞P，所以氢化物的热 稳定性：H2O＞H2S＞PH3，C 正确； D．同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强，所以元素的非金属性：F＞O＞N，D 正确； 故合理选项是A。 5. 实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是 气体 试剂 制备装置 收集方法 A O2 KMnO4 a d B H2 Zn+稀H2SO4 b e C NO Cu+稀HNO3 b c D CO2 CaCO3+稀 H2SO4 b c A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．KMnO4是固体物质，加热分解产生O2，由于O2难溶于水，因此可以用排水方法或向上排空 气的方法收集，故不可以使用a、d 装置制取和收集O2，A 错误； B．Zn 与H2SO4发生置换反应产生H2，块状固体与液体反应制取气体，产生的H2难溶于水，因此可以用 排水方法收集，故可以使用装置b、e 制取H2，B 正确； C．Cu 与稀HNO3反应产生NO 气体，NO 能够与O2发生反应产生NO2气体，因此不能使用排空气的方法 收集，C 错误； 4/22 D．CaCO3与稀硫酸反应产生的CaSO4、CO2气体，CaSO4微溶于水，使制取CO2气体不能持续发生，因此 不能使用该方法制取CO2气体，D 错误； 故合理选项 B。 6. 室温下，1 体积的水能溶解约40 体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确 的是 A. 试管内液面上升，证明SO2与水发生了反应 B. 试管中剩余少量气体，是因为SO2的溶解已达饱和 C. 取出试管中的溶液，立即滴入紫色石蕊试液，溶液显红色，原因是：SO2+H2O⇌H2SO3、H2SO3⇌H++ 、 ⇌H++ D. 取出试管中溶液，在空气中放置一段时间后pH 下降，是由于SO2挥发 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由信息可知，SO2易溶于水，也能使液面上升，故A 错误； B．二氧化硫与水的反应为可逆反应，当反应达到限度后，二氧化硫的量不再减少，液面高度也无明显变 化，故B 错误； C．滴入石蕊试液，溶液变为红色，说明溶液显酸性，SO2与水反应生成亚硫酸，亚硫酸为弱酸，分步电离 出氢离子，故C 正确； D．亚硫酸具有较强的还原性，易被氧化为硫酸，弱酸变强酸，也能使pH 下降，故D 错误； 故选C。 7. 下列方程式不能准确解释相应实验现象的是A. 酚酞滴入醋酸钠溶液中变为浅红色：CH3COO- +H2O⇌CH3COOH+OH- B. 金属钠在空气中加热生成淡黄色固体：4Na+O2=2Na2O C. 铝溶于氢氧化钠溶液，有无色气体产生：2Al+2OH-+2H2O=2 +3H2↑ D. 将二氧化硫通入氢硫酸中产生黄色沉淀：SO2+2H2S=3S↓+2H2O 是 4/22 【答案】B 5/22 【解析】 【分析】 【详解】A．CH3COONa 溶液呈碱性是因为发生了CH3COO-的水解：CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-，A 正确； B．金属钠在空气中加热生成淡黄色固体过氧化钠：2Na+O2 Na2O2，B 错误； C．铝与NaOH 溶液反应生成偏铝酸钠和氢气：2Al+2OH-+2H2O=2 +3H2↑，C 正确； D．将SO2通入H2S 溶液生成S 单质和水：SO2+2H2S=3S↓+2H2O，D 正确； 故选B。 8. 使用如图装置（搅拌装置略）探究溶液离子浓度变化，灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭）→亮”现象 的是 选项 A B C D 试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH 试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．Ba(OH)2与CuSO4发生离子反应：Ba2++2OH-+Cu2++ =BaSO4↓+Cu(OH)2↓ 6/22 ，随着反应的进行，溶液中自由移动的离子浓度减小，灯泡变暗，当二者恰好反应时，溶液中几乎不存在 自由移动的微粒，灯泡完全熄灭。当CuSO4溶液过量时，其电离产生的Cu2+、 导电，使灯泡逐渐又 变亮，A 不符合题意； B．Ca(OH)2与NH4HCO3发生离子反应：Ca2++2OH-+ + =CaCO3↓+H2O+NH3·H2O，随着反应的 进行，溶液中自由移动离子浓度减小，灯泡逐渐变暗，当二者恰好反应时，溶液中自由移动的微粒浓度很 小，灯泡很暗。当 NH4HCO3溶液过量时，其电离产生的 、 导电，使灯泡逐渐又变亮，B 不 符合题意； C．Ba(OH)2与H2SO4发生离子反应：Ba2++2OH-+2H++ =BaSO4↓+2H2O，随着反应的进行，溶液中自由 移动的离子浓度减小，灯泡变暗，当二者恰好反应时，溶液中几乎不存在自由移动的微粒，灯泡完全熄灭。 当H2SO4溶液过量时，其电离产生的H+、 导电，使灯泡逐渐又变亮，C 不符合题意； D．CH3COOH 与氨水发生离子反应：CH3COOH+NH3·H2O=CH3COO-+ +H2O，反应后自由移动的离子 浓度增大，溶液导电能力增强，灯泡更明亮，不出现亮—灭(或暗)—亮的变化，D 符合题意； 故合理选项是D。 9. 用电石（主要成分为CaC2，含CaS 和Ca3P2等）制取乙炔时，常用CuSO4溶液除去乙炔中的杂质。反应 为: CuSO ① 4+H2S=CuS↓+H2SO4 11PH ② 3+24CuSO4+12H2O=3H3PO4+24H2SO4+8Cu3P↓ 下列分析不正确的是 A. CaS、Ca3P2发生水解反应的化学方程式：CaS+2H2O=Ca(OH)2+H2S↑、Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3↑ B. 不能依据反应①比较硫酸与氢硫酸的酸性强弱 C. 反应②中每24 mol CuSO4氧化11 mol PH3 D. 用酸性KMnO4溶液验证乙炔还原性时，H2S、PH3有干扰 【答案】C【解析】 【分析】 【详解】A．水解过程中元素的化合价不变，根据水解原理结合乙炔中常混有H2S、PH3可知CaS 的水解方 程式为CaS+2H2O=Ca(OH)2+H2S↑；Ca3P2水解方程式为Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3↑，A 项正确； 6/22 B．该反应能发生是因为有不溶于水也不溶于酸的CuS 生成，因此反应①不能说明H2S 的酸性强于 H2SO4，事实上硫酸的酸性强于氢硫酸，B 项正确； C．反应②中Cu 元素化合价从+2 价降低到+1 价，得到1 个电子，P 元素化合价从-3 价升高到+5 价，失去8 个电子，则24molCuSO4完全反应时，可氧化PH3的物质的量是24mol÷8＝3mol，C 项错误； 7/22 D．H2S、PH3均被KMnO4酸性溶液氧化，所以会干扰KMnO4酸性溶液对乙炔性质的检验，D 项正确； 答案选C。 10. NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g) △H<0。下列分析正确的是 A. 1 mol 平衡混合气体中含1 mol N 原子 B. 断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量 C. 恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的 D. 恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．1molNO2含有1molN 原子，1molN2O4含有2molN 原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的混 合气体,1 mol 平衡混合气体中所含原子大于1 mol N，A 项错误； B．反应2NO2(g)⇌N2O4(g)为放热反应，故完全断开2molNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开 1molN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B 项正确； C．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大引起的，C 项错误； D．放热反应，温度升高，平衡逆向移动，颜色加深，D 项错误； 答案选B。 11. 可生物降解的高分子材料聚苯丙生(L)的结构片段如下图。 已知：R1COOH+R2COOH +H2O 下列有关L 的说法不正确的是 7/22 A. 制备L 的单体分子中都有两个羧基 B. 制备L 的反应是缩聚反应 C. L 中的官能团是酯基和醚键 D. m、n、p 和q 的大小对L 的降解速率有影响 8/22 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A ．合成聚苯丙生的单体为 、 ，每个单体都含有2 个羧基，故A 正确； B．根据题示信息，合成聚苯丙生的反应过程中发生了羧基间的脱水反应，除了生成聚苯丙生，还生成了 水，属于缩聚反应，故B 正确； C．聚苯丙生中含有的官能团为： 、 ，不含酯基，故C 错误； D．聚合物的分子结构对聚合物的降解有本质的影响，因此m、n、p、q 的值影响聚苯丙生的降解速率，故 D 正确； 故选C。 12. 下列实验中，均产生白色沉淀。 下列分析不正确 是 A. Na2CO3与NaHCO3溶液中所含微粒种类相同 B. CaCl2能促进Na2CO3、NaHCO3水解 C. Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3水解 D. 4 个实验中，溶液滴入后，试管中溶液pH 均降低 【答案】B 【解析】 【分析】 的 8/22 【详解】A．Na2CO3溶液、NaHCO3溶液均存在Na+、 、 、H2CO3、H+、OH-、H2O，故含有的 微粒种类相同，A 正确； B． H++ ，加入Ca2+后，Ca2+和 反应生成沉淀，促进 的电离，B 错误； 9/22 C．Al3+与 、 都能发生互相促进的水解反应，C 正确； D．由题干信息可知形成沉淀时会消耗碳酸根和碳酸氢根，则它们浓度减小，水解产生的氢氧根的浓度会 减小，pH 减小，D 正确； 故选B。 13. 有科学研究提出:锂电池负极材料(Li)由于生成LH 而不利于电池容量的保持。一定温度下，利用足量重 水(D2O）与含LiH 的Li 负极材料反应，通过测定n(D2)/n(HD)可以获知 n(Li)/n(LiH)。 已知：①LiH+H2O=LiOH+H2↑ 2Li(s)+H ② 2 2LiH ⇌ H △＜0 下列说法不正确的是 A. 可用质谱区分D2和HD B. Li 与D2O 的反应：2Li+2D2O=2LiOD+D2↑ C. 若n(Li)/n(LiH)越大，则n(D2)/n(HD)越小 D. 80℃反应所得n(D2)/n(HD)比25℃反应所得n(D2)/n(HD)大 【答案】C【解析】 【分析】 【详解】A．D2和HD 的相对分子质量不同，可以用质谱区分，A 正确； B．类似于钠和水的反应， Li 与D2O 反应生成LiOD 与D2，化学方程式是2Li+2D2O=2LiOD+D2↑，B 正确； C．D2由Li 与D2O 反应生成，HD 通过反应LiH+D2O=LiOD+HD ， n(D2)/n(HD)越大，n(Li)/n(LiH)越大， C 不正确； D．升温，2LiH 2Li+H ⇌ 2 H>0 △ 平衡右移，Li 增多LiH 减少，则结合选项C 可知：80℃下的n(D2)/n(HD)大 于25℃下的n(D2)/n(HD) ，D 正确； 答案为：C。 14. 丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3H8 C3H6+H2。600℃，将一定浓度的 CO2与固定浓度的C3H8通过含催化 剂的恒容反应器，经相同时间，流出的 C3H6、CO 和H2浓度随初始 CO2浓度的变化关系如图。 10/22 已知： C ① 3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) H=-2220kJ/mol △ C ② 3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) H=-2058kJ/mol △ H ③ 2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=-286kJ/mol △ 下列说法不正确的是 A. C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) H=+124kJ/mol △ B. c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：CO2+H2 CO+H2O C. 其他条件不变，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8转化率越大 D. 若体系只有C3H6、CO、H2和H2O 生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c 之间一定存在： 3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6) 【答案】C 【解析】【分析】 【详解】A．根据盖斯定律结合题干信息①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) H=-2220kJ/mol C △ ② 3H6(g) +9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) H=-2058kJ/mol H △ ③ 2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=-286kJ/mol △ 可知，可由①- - ②③ 得到目标反应C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)，该反应的△H= =+124kJ/mol，A 正确； B．仅按C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可知C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势应该是一致的，但是氢气的变化 不明显，反而是CO 与C3H6的变化趋势是一致的，因此可以推断高温下能够发生反应CO2+H2 CO+H2O，从而导致C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势出现这样的差异，B 正确； C．投料比增大，相当于增大C3H8浓度，浓度增大，转化率减小， C 错误； D．根据质量守恒定律，抓住碳原子守恒即可得出，如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各气 体的浓度c0和出口各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)，D 正确； 答案为：AC。 10/22 第二部分 11/22 本部分共5 题，共58 分。 15. 环氧乙烷( ，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO 的原 理示意图如下。 （1）①阳极室 产生Cl2后发生的反应有：_______、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。 ②结合电极反应式说明生成溶液a 的原理_______。 （2）一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。 电解效率η 和选择性S 的定义： η(B)= ×100%S(B)= ×100% ①若η(EO)=100%，则溶液b 的溶质为_______。 ②当乙烯完全消耗时，测得η(EO)≈70%，S(EO)≈97%，推测η(EO)≈70%的原因： I.阳极有H2O 放电 II.阳极有乙烯放电 III.阳极室流出液中含有Cl2和HClO …… i.检验电解产物，推测I 不成立。需要检验的物质是_______。 ii.假设没有生成EO 的乙烯全部在阳极放电生成CO2，η(CO2)≈_______%。经检验阳极放电产物没有CO2。 iii.实验证实推测III 成立，所用试剂及现象是_______。 可选试剂：AgNO3溶液、KI 溶液、淀粉溶液、品红溶液。 【答案】（1） ①. Cl2 +H2O= HCl+ HClO . ②阴极发生反应： 2H2O+2e-=H2↑ + 2OH-生成OH-，K+ 通过 阳离子交换膜从阳极迁移到阴极，形成KOH 和KCl 的混合溶液 （2） ①. KCl . ②O2 . ③13 . ④KI 溶液和淀粉溶液，溶液变蓝 11/22 【解析】 12/22 【分析】 【小问1 详解】 阳极产生氯气后，可以和水发生反应生成次氯酸其方程式为：Cl2 +H2O= HCl+ HClO；溶液a 是阴极的产物， 在阴极发生反应2H2