2021年普通高中学业水平等级性考试 北京卷·化学

2021年普通高中学业水平等级性考试

北京卷·化学

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．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

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

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：

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

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

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

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：2H2S+ SO2=3S↓+2H2O

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

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：

①H2S + CuSO4 =CuS↓+H2SO4

②24CuSO4+11PH3+12H2O=8Cu3P↓+3H3PO4+24H2SO4

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= H2S↑+ Ca(OH)2、Ca3P2+6H2O=2PH3↑+3Ca(OH)2

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和PH3有干扰

10．NO2和N2O4存在平衡：2NO2(g)⇌N2O4(g)  ΔH<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

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

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

12．下列实验中，均产生白色沉淀。

下列分析不正确的是

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

13．有科学研究提出:锂电池负极材料(Li)由于生成LiH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↑

②2Li(s)+H2(g)⇌2LiH(s)   ΔH＜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

14．丙烷经催化脱氢可制丙烯：C3H8C3H6+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。

已知：

①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)  ΔH -2220 kJ·mol−1

②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)  ΔH =-1926.1 kJ·mol−1

③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)  ΔH =-286 kJ·mol−1

下列说法不正确的是

A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)  ΔH =+124 kJ·mol−1

B．c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：CO2+H2CO+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)

第二部分

本部分共5题，共58分。

15．（9分）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乙烯全部在阳极放电生成CO2，则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

16．（10分）某小组实验验证“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应并测定其平衡常数。

（1）实验验证

实验I．将0.0100 mol·L−1 Ag2SO4溶液与0.0400 mol·L−1 FeSO4溶液(pH=1)等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。

实验II．向少量Ag粉中加入0.0100 mol·L−1Fe2(SO4)3溶液(pH=1)，固体完全溶解。

①取I中沉淀，加入浓硝酸，证实沉淀为Ag。现象是_______。

②II中溶液选用Fe2(SO4)3，不选用Fe(NO3)3的原因是_______。

综合上述实验，证实“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应。

③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图，写出操作及现象_______。

（2）测定平衡常数

实验Ⅲ．一定温度下，待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时，取v mL上层清液，用c1 mol·L−1 KSCN标准溶液滴定Ag+，至出现稳定浅红色时消耗KSCN标准溶液v1 mL。

资料：Ag++SCN-AgSCN↓（白色） K=1012

Fe3++SCN-FeSCN2+（红色） K=102.3

①滴定过程中Fe3+作用是_______。

②测得平衡常数K=_______。

（3）思考问题

①取实验I的浊液测定c(Ag+)，会使所测K值_______(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。

②不用实验II中清液测定K的原因是_______。

17．（14分）治疗抑郁症的药物帕罗西汀的合成路线如下。

已知：

i．R1CHO+CH2(COOH)2R1CH=CHCOOH

ii．R2OHR2OR3

（1）A分子含有的官能团是_______。

（2）已知：B为反式结构。下列有关B的说法正确的是（填序号）_______。

a．核磁共振氢谱有5组峰

b．能使酸性KMnO4溶液褪色

c．存在2个六元环的酯类同分异构体

d．存在含苯环和碳碳三键的羧酸类同分异构体

（3）E→G的化学方程式是_______。

（4）J分子中有3个官能团，包括1个酯基。J的结构简式是_______。

（5）L的分子式为C7H6O3。L的结构简式是_______。

（6）从黄樟素经过其同分异构体N可制备L。

已知：

i．R1CH=CHR2R1CHO+R2CHO

ii．

写出制备L时中间产物N、P、Q的结构简式：_______、_______、_______。

18．（12分）铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。

资料：

i．钛白粉废渣成分：主要为FeSO4·H2O，含少量TiOSO4和不溶物

ii．TiOSO4+(x+1)H2O⇌TiO2·xH2O↓+H2SO4

iii．0.1 mol·L−1 Fe2+生成Fe(OH)2，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3

0.1 mol·L−1 Fe3+生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8

（1）纯化

①加入过量铁粉的目的是_______。

②充分反应后，分离混合物的方法是_______。

（2）制备晶种

为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如下图)。

①产生白色沉淀的离子方程式是_______。

②产生白色沉淀后的pH低于资料iii中的6.3。原因是：沉淀生成后c(Fe2+)_______0.1 mol·L−1(填“＞”“=”或“＜”)。

③0-t1时段，pH几乎不变；t1-t2时段，pH明显降低。结合方程式解释原因：_______。

④pH≈4时制得铁黄晶种。若继续通入空气，t3后pH几乎不变，此时溶液中c(Fe2+)仍降低，但c(Fe3+)增加，且c(Fe2+)降低量大于c(Fe3+)增加量。结合总方程式说明原因：_______。

（3）产品纯度测定

铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。

W g铁黄溶液b溶液c滴定

资料：Fe3++3=Fe(C2O4)，Fe(C2O4)不与稀碱液反应

Na2C2O4过量，会使测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。

19．（13分）某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。

（1）浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。

①反应的离子方程式是_______。

②电极反应式：

i．还原反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O

ii．氧化反应：_______。

③根据电极反应式，分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。

i．随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高，MnO2氧化性减弱。

ii．随c(Cl-)降低，_______。

④补充实验证实了③中的分析。

a是_______，b是_______。

（2）利用c(H+)对MnO2氧化性的影响，探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液，能与MnO2反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是_______，从原子结构角度说明理由______________。

（3）根据(1)中结论推测：酸性条件下，加入某种化合物可以提高溴的氧化性，将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测，该化合物是_______。

（4）Ag分别与1 mol·L−1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因：_______。

（5）总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是_______。

化学参考答案

第一部分共14题，每题3分，共42分.

1.A  2.B  3.D  4.A  5.B  6.C  7.B  8.D  9.C  10.B  11.C  12.B  13.C  14.C

第二部分共5题，共58分.

15.（9分）

（1）①

②阴极反应：，穿过阳离子膜进入阴极室形成

（2）①

②ⅰ.

ⅱ.13

ⅲ.溶液和淀粉溶液，溶液变蓝/品红溶液，品红褪色溶液，溶液颜色变成棕黄色

16.（10分）

（1）①固体溶解，产生红棕色气体  ②酸性条件下，有氧化性

③a：石墨电极电极

b：酸性溶液/酸性溶液/酸性与溶液

c：溶液

组装好装置后，闭合K，当灵敏电流计指针不动时，向左池加入较浓溶液，指针偏转，向右池加入较浓溶液，指针反向偏转

（2）①指示剂

②

（3）①偏低  ②完全反应，无法确定反应是否达到平衡状态

17.（14分）

（1）醛基、氟原子  （2）a、b、c

（3）

（4）

（5）

（6）

18.（12分）

（1）①消耗，促进水解平衡正向移动，有利于析出；防止被氧化

②过滤

（2）①

②＞

③不变

增大

④不变，消耗的多，产生的少

（3）不受影响

19.（13分）

（1）①

②

③还原性减弱

④固体  固体

（2）

为同主族元素，电子层数，离子半径，失电子能力，还原性

（3）

（4）溶解度，均可使氧化反应中的降低，提高的还原性，其中只有能使的还原性提高到能将还原

（5）还原反应中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂的氧化性增强；氧化反应中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，还原剂的还原性增强