高中化学实践课堂——2021年普通高等学校招生全国统一考试（化学全国甲卷）
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2021年普通高等学校招生全国统一考试（化学全国甲卷）
本卷共有试题：12
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题号 1
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 2021全国甲卷
题干 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

题号 2
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 2021全国甲卷
题干 NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．18g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．32g环状S8()分子中含有的S-S键数为1NA
D．1L pH=4的0.1mol·L－1K2Cr2O7溶液中Cr2O72-离子数为0.1NA
答案
 C

题号 3
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 2021全国甲卷
题干 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
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
A．A　　　　　　　 B．B　　　　　　　 C．C　　　　　　　 D．D
答案
 D

题号 4
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 2021全国甲卷
题干 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
答案
 B

题号 5
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 2021全国甲卷
题干 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

题号 6
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 2021全国甲卷
题干 已知相同温度下，Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)。某温度下，饱和溶液中－lg[c(SO42-)]、－lg[c(CO32-)]、与－lg[c(Ba2+)]的关系如图所示。

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时两溶液中
答案
 B

题号 7
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 2021全国甲卷
题干 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H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是

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
答案
 D

题号 8
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 2021全国甲卷
题干 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，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1mol 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+Fe=2Ag+ Fe2++2I-　　　　AgNO3
FeI2+Cl2= I2+FeCl2；I2、FeCl3　I2被过量的Cl2进一步氧化
(2)2IO3－＋5HSO3－＝I2＋5SO42－＋3H＋＋H2O　　
(3)4　　　防止单质碘析出

题号 9
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 2021全国甲卷
题干 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高的是_______(填标号)。
①胆矾未充分干燥　　　②坩埚未置于干燥器中冷却　　　　③加热时有少胆矾迸溅出来
答案
 (1)A、C
(2)CuO+H2SO4CuSO4+H2O　不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少（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
(4)
(5)①③

题号 10
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 2021全国甲卷
题干 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＝＋41kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g)　　　 ΔH2＝－90kJ·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_______。
A. B. C. D.
(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为和ΔH为负值，反应①的活化能大于反应②的
(2)①
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%　　　5×105Pa，210℃　　　9×105Pa，250℃

题号 11
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 2021全国甲卷
题干 我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：
（1）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排式为________；单晶硅的晶体类型为_________。SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为_______。SiCl4可发生水解反应，机理如下：

含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为________（填标号）。
（2）CO2分子中存在_______个σ键和______个π键。
（3）甲醇的沸点（64.7℃）介于水（100℃）和甲硫醇（CH3SH，7.6℃）之间，其原因是________。
（4）我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是________，晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为______g·cm-3（写出表达式）。在ZrO2中掺杂少量ZrO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，则y=________（用x表达）。
答案
 （1）3s23p2；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；；2-x

题号 12
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 2021全国甲卷
题干 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下图有机物，写出合成路线_______。
答案
 （1）间苯二酚（或1,3-苯二酚）
（2）2
（3）酯基，醚键，酮基（任写两种）
（4）　　
+H2O
　（5）取代反应
（6）C
（7）　　　

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