2021年北京卷化学高考真题

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

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

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：

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

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

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

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

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

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:
①CuSO₄+H₂S=CuS↓+H₂SO₄
②11PH₃+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

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

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

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

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⇌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

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) △H=-2220kJ/mol
②C₃H₆(g)+9/2O₂(g)=3CO₂(g)+3H₂O(l) △H=-2058kJ/mol
③H₂(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+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)

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)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CO_2。
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。

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 Ag₂SO₄溶液与0.0400 mol/L 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 Fe₂(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 KSCN标准溶液滴定Ag⁺，至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v₁ mL。
资料：Ag⁺+SCN^-AgSCN↓（白色） K=10¹²
Fe³⁺+SCN^-FeSCN²⁺（红色） K=10^2.3
①滴定过程中Fe³⁺的作用是_______。
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_______。

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：_______、_______、_______。
N→P→QL

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 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 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⁺)_______0.1mol/L(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(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。
wg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”)。

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。已知：。
(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MnO_2。
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。

	实验操作	试剂	产物
I		较浓H2SO4	有氯气
II		a	有氯气
III		a+b	无氯气

a是_______，b是_______。
(2)利用c(H⁺)浓度对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1mol·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_______。