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2024年中考化学提升复习---科普阅读题
1.阅读下列科普短文并问答问题。
氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的清洁能源,已引起人们的广泛关注。
氢的规模储运是现阶段氢能应用的瓶颈。根据氢气的特性,其储存方式可分为物理理法和化学法两大类。物理法主要有低温液化储氢、高压压缩储氢、碳基材料储氢等。化学法主要有金属氢化物储氢、配位氢化物储氢等。
低温液化储氢是一种极为理想的储存方式,但面临两大技术难题:一是氢液化能耗大,二是对储氢罐的绝热性能要求极高。高压压缩储氢的最大优点是操作方便、能耗小,但同时也存在不安全和对储氢罐强度要求较高的缺点。金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式体存在金属或合金中,比液化储氢和高压储氢安全,并且有很高的储存容量,缺点是一般在最开始时并不具备吸氢的功能,需要在高温高压的氢气环境中进行多次的减压抽真空循环。如图为一些储氢材料(以储氢后的化学式表示)的质量储氢密度(如图1)和体积储氢密度(如图2)。
(已知:质量储氢密度=储氢后氢元素在储氢材料中的质量分数,体积储氢密度=储氢后单位体积的储氢材料中储存氢元素的质量)
目前,国家高度重视氢的安全、高效储存方式及材料的研究开发,以期在21世纪中叶进入“氢能经济”时代。
(1)请用化学方程式解释“氢能”是一种清洁能源的原因。
(2)碳基储氢材料“碳纳米管”的物质类别是属于单质还是化合物?
(3)从分子的角度解释低温、高压储氢的原理是什么?
(4)2m3储氢材料Mg2FeH6中储存氢元素的质量是多少kg?储氢材料LiH的质量储氢密度是多少?
(5)未来氢能有哪些用途?
2.氢医学
氢气作为新兴的燃料能源,在交通、工业、储能等行业广泛应用,需求量越来越大。2021年,全球制氢结构占比如图所示。
20世纪70年代,美国科学家开始将高压氢气试用于癌症治疗。但由于伴有易燃、易爆等安全隐患,氢气医用进程不尽如人意。
我国心内科专家杨巍教授及其团队经多年潜心探索,证实氢气能不同程度地下调体内炎症因子和凋亡因子,达到减轻心肌损伤、改善心脏功能等目的。2023年,团队又发现一种具有巨大临床转化潜力的新型携氢分子成像探针,它既有良好的生物安全性及较高的携氢量,又能凭借低频聚焦超声调控释放氢气,还能靶向浸润到缺血心肌中进行精准动态监测。该研究为攻克心血管疾病提供了临床思路,氢气有望在未来临床实践中,以其选择性抗氧化、高通透性、清洁及廉价的优势得以推广。
阅读分析,解决问题:
(1)氢气具有的性质有 (写一点)。
(2)氢能源在交通、储能等行业广泛应用的原因是 (写一点)。
(3)氢气应用于医学领域的作用是 (写一点),它的安全隐患是 (用化学方程式表示)。
(4)氢气有望在未来临床实践中推广使用的原因是 (写一点)。
(5)现阶段,全球生产氢气利用最多的物质是 。
3.“雪龙2”号
新春佳节,执行第40次南极考察任务的“雪龙2”号正行驶在南大洋。它是我国自主建造,采用多项创新设计的极地双向破冰船,是当之无愧的大国重器。
“雪龙2”号船身短而宽,首尾上翘,方便船头“爬”上冰层。在行进过程中,利用惯性和自身重力将特种合金钢制成的“破冰艏”压向冰面,将浮在水面上的冰压碎,即使在1.5m厚度冰、0.2m厚度雪的海况下,仍能以2~3节航速连续破冰行驶。在遇到很难“拱”的冰脊时,船体可转动180度,让尾部的螺旋桨在海面下削冰,把20m高的冰脊“掏空”。船舶的重量和速度是破冰的关键因素,为此,“雪龙2”号配备了四台大功率柴油发电机,以提供足够的动力。
“雪龙2”号之所以能够在冰寒极地安稳航行,与它采用的一项传承千年的非遗“水密隔舱技艺”密不可分,从船首到船尾一共隔了9道舱壁,形成10个独立隔舱,即使某一舱位破了洞,也不影响其他舱位。
阅读分析,解答问题:
(1)制作“破冰艏”的材料属于 (填“金属”或“合成”)材料。
(2)制作尾部螺旋桨的材料应具有的特性有 (写一种)。
(3)工业上,冶炼船体所需大量铁的化学方程式为 。
(4)“雪龙2”号比其他船的安全性高,原因是每个独立隔舱具有良好的 性。
4.阅读资料,回答下列问题。
“氧炔焰”是指乙炔(C2H2)在氧气中燃烧的火焰,温度可达3000℃以上,钢铁接触到氧炔焰很快就会熔化。生产上常通过调节乙炔和氧气的体积比,来焊接或切割金属。气焊:利用氧炔焰的高温熔化金属焊条,将两块金属熔接在一起。该过程需避免待焊接的金属件及焊条熔化时改变成分。气割:使用过量氧气形成氧炔焰加热,吹掉熔化的金属和氧化物,在金属上形成一条割缝,从而割断金属。
(1)乙炔完全燃烧生成二氧化碳和水,写出该反应的化学方程式 。为保证安全,点燃之前应先