2024年中考化学复习考前专项训练---科普阅读题
2024-06-29
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内容正文:
2024年中考化学复习考前专项训练---科普阅读题
科普阅读题
1.为研究温室效应,小组同学整理了下列资料:
资料1:N2O是一种温室气体,由于N2O在大气中的存留时间长,大气中N2O含量过高会加剧全球变暖。在微生物作用下土壤中氮元素转化为N2O是大气中N2O的主要来源之一。在大棚蔬菜、农产品生产中施用石灰氰(CaCN2),能减少土壤中N2O的排放。
资料2:CO2是另一种温室气体,减少CO2的排放,实现碳中和,已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存.碳循环是实现碳中和的4种主要途径。科学家预测,到2050年,4种途径对全球碳中和的贡献率如图所示。根据上述资料回答下列问题:
(1)土壤中氮元素转化为N2O的变化属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)石灰氮在土壤中与水反应生成氢氧化钙和氰氨(H2CN2),写出该反应的化学方程式: 。
(3)由图可知,到2050年,碳减排对全球碳中和的贡献率排在第 位。
(4)人工光合固碳装置通过电化学手段将二氧化碳还原为甲酸,反应的化学方程式为2CO2+2H2O2CH2O2+X,X的化学式为 。
2.阅读下列科技短文,回答问题。
中国空间站天和核心舱可支持三名航天员长期在轨驻留,航天员在轨的每一天都离不开环控生保系统。首先,环控生保系统的再生生保系统利用循环水电解制氧气,保证航天员氧气需求,电解水产生的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在特种反应器中进行催化反应,从而降低舱内二氧化碳的浓度。其次,环控生保系统的水处理系统主要是将水蒸气、汗液、尿液和生活废水等进行处理,经过该系统处理的水达到饮用水标准,且水的回收率达80%以上,回收的水用于航天员生活用水和电解制氧。
(1)保持水化学性质的最小微粒是 (填微粒符号)。
(2)再生生保系统利用循环水电解制氧气的化学方程式为 ;电解水前向水中加入少量氢氧化钠的目的是 。
(3)空间站中,氢气与二氧化碳在催化剂作用下的反应原理为,则X的化学式为 。
(4)环控生保系统的水处理系统的优点是 。(写出一点即可)
3.神奇的转化——二氧化碳合成淀粉
2021年9月,中国科学院天津工业生物技术研究所在《科学》杂志发表论文,表示其研究团队在人工合成淀粉方面取得重大突破性进展,首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的人工合成。
淀粉是人体生命活动所需的重要物质。在此之前,人类通过种植玉米、小麦等农作物获取淀粉,即农作物借助光合作用先将二氧化碳转化为葡萄糖,再经过复杂的变化转化为淀粉[(C6H10O5)n]。
我国科学家人工合成淀粉的过程为:在催化剂的作用下,将二氧化碳和氢气转化为甲醇(CH3OH)和水,再经过较复杂的变化将甲醇转化为淀粉。经检测,人工合成淀粉与光合作用生成的淀粉一模一样。
(1)从宏观角度看,人工合成淀粉的组成元素是 (填名称),其质量比为 。
(2)该过程中生成甲醇的化学方程式 。
(3)你认为该成果实现工业化生产后的现实意义是 (写一条即可)。
4.阅读下列科普短文,并回答问题。
氢能是目前正在研究和发展的清洁能源之一。我国目前已经成为世界最大的制氢国,年制氢产量约3300万吨。
目前氢气的来源主要有三种方式:一是“灰氢”,由化石燃料(如石油、天然气、煤等)经过化学反应产生的氢气,在生产过程中会有二氧化碳等排放,但也占据了主要市场;二是“蓝氢”,即生产“灰氢”的同时,使用碳捕捉、利用与储存(CCS)等先进技术捕获温室气体;三是“绿氢”,利用可再生能源发电进行电解水制氢,从源头上实现了二氧化碳零排放。
中国航天再创新高:神舟十八号载人飞船于2024年4月25日由长征二号F运载火俯在酒泉卫星发射中心将3名航天员送入太空。
氢燃料的强大动力为火箭的发射与飞船的返回保驾护航。长征二号F运载火箭的发射和飞船返回时都是用液氢作燃料,用液氧作助燃剂。在飞船返回距离地面只有1米的时候,反推发动机瞬间后动完成减速,使飞船安全着陆。
高新材料助力飞船安全返回。火箭头部的整流罩保护火箭在起飞穿越大气层时,飞船不会发生燃烧。飞船返回舱下降到距地面100公里左右进入大气层,会与空气产生剧烈摩擦,底部温度上升到上千摄氏度,四周被火焰包围,而飞船里的宇航员却安然无恙,这是因为返回舱外层有防火涂层,防火涂层是由导热性能好、熔点高、吸热性好的钛合金等复合金属材料制作的“避火衣”,这些材料能够在大气层的气动加热过程中吸收大量的热量,将其存在外层中。
(1)“绿氢”生产过程中要往水中加入一定量的稀硫酸,这样做的目的是 。
(2)利用焦炭制取“灰氢”,为了提高焦炭的转化率,可采取的措施是 。
(3)“蓝氢”,即生产“灰氢”(化石能源制得)的同时,用碳捕获与封存技术减少二氧化碳排放。甲烷与水蒸气在催化剂作用下制取氢气的微观过程如图所示。理论上,16g甲烷发生上述反应,至少需要 g水蒸气。在830℃、催化剂作用下,增加水蒸气的用量,丙可以继续与水蒸气反应制取更多氢气,其化学反应方程式为 。
(4)推测制作火箭头部整流罩的材料可能具有的性质 。(写出一条即可)
(5)分析飞船返回舱在外太空不燃烧,而下降到距地面100公里左右进入大气层后外层材料却燃烧的原因 。
(6)结合所学知识写出目前生活中氢气未能广泛使用的原因 。(写一点即可)
5.阅读下列短文,回答相关问题。
飞行的金属
现代先进的飞机与飞行器要飞得高、快、远、省,就必须靠轻、强、美的材料。铝、镁、锂、钛这些金属及其合金被称之为“飞行的金属”。铝、镁、锂、钛等金属在自然界中以化合物的形式存在,铝土矿含有Al2O3,光卤石含有MgCl2,锂辉石含有LiAl(Si2O6),金红石含有TiO2。元素的存在形态与环境条件有关,铝元素在pH<4的溶液中以Al3+存在,在pH为4~7时以Al(OH)3的形态沉淀,在pH>7的溶液中以[Al(OH)4]-存在。
铝、镁、锂、钛的冶炼有电解法和还原法等。冶炼钛的部分生产流程如图1所示。
金属及其合金的性质决定其用途。钛在盐酸、硫酸、硝酸溶液中耐腐蚀,在碱性溶液中可稳定存在。将1mm厚的不锈钢、钛浸在海水中,不锈钢4年后完全腐蚀,钛几十年不腐蚀。钛合金、铝合金、铜合金的耐海水腐蚀性能试验结果如图2所示。航空航天材料的选择,既要轻又要有足够的强度。铝、镁、锂、钛、铁的密度(g·cm-3)的值分别为2.7、1.74、0.54、4.51和7.87。比强度(MPa·cm3·g-1)越大,材料的性能越好。不锈钢、铝合金和钛合金的比强度分别为79、167和218。
铝,姗姗来迟,给世界带来勃勃生机。镁、锂让飞行器变得更快更省。钛,力大无比的巨人,“全能”的钛帮助人类飞出地球,飞向太空!
(1)Mg—Al合金属于 。
a.金属材料 b.合成材料 c.复合材料
(2)铝制品在空气中耐腐蚀的原因是 。
(3)锂和镁、铝相比,能让飞行器变得更快的原因是 ;钛、铜镍合金、铝黄铜中耐腐蚀性最好的是 。
(4)写出由TiO2转化为TiCl4的化学反应方程式: 。
(5)下列叙述正确的是 (填序号)。
a.自然界中,在酸性条件下,铝元素的存在形式有Al3+或Al(OH)3
b.作为航空航天材料,与铝相比,钛在密度和强度方面都具有明显优势
c.金属的冶炼与金属活动性、金属矿物的储量等因素有关
6.【科普阅读】
最近的刷屏榜,非“酱香拿铁”莫属了。这款新型饮品,将中国传统白酒与现代咖啡巧妙地融合在一起,既具有独特的风味和口感,也承载着传播中国酒文化的使命。
白酒的主要成分是酒精(乙醇),由高粱、小麦等谷物为原料发酵而成。白酒的“度数”是指室温下白酒中酒精的体积分数。“53度”表示100mL的酒中有53mL酒精。白酒讲究的“口感醇厚”,可以用“粘度”来衡量,粘度越大口感越醇厚。酒精度数与粘度的关系如图所示。
医用酒精的主要成分也是乙醇,还含有醚、醛等成分,不能饮用,但可杀菌消毒。如图为不同浓度酒精杀灭病菌所需时间。
依据上文,回答下列问题:
(1)用粮食发酵酿酒属于 氧化(填“剧烈”或“缓慢”)。
(2)乙醇的化学式为 ,酒精度数为 度时,白酒口感最醇厚。
(3)下列说法正确的是_______(多选,填字母)。
A.乙醇汽化时分子的间隔变大
B.白酒的度数越大,粘度越大
C.48度的白酒中乙醇的质量分数为48%
D.青少年饮酒有害健康
(4)生活中一般选75%的酒精进行消毒。依据图,解释原因: 。
(5)除杀菌消毒外,酒精在实验室中还可用作 。
7.阅读科普短文
海水制氢辟新路
海水制氢分为海水直接制氢和海水间接制氢两种技术路线。目前多采用先淡化后制氢的海水间接制氢技术,该工艺流程复杂且成本高昂。
年月,中国工程院院士谢和平和他带领的团以研制出了海水直接制氢新技术。该技术彻底隔绝了海水中的离子,实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的高效海水原位直接电解制氢,破解了有害腐蚀这一困扰海水电解制氢领域半个世纪的难题。其原理如图所示。这一技术将打开低成本燃料生产的大门。该团队研制的全球首套升小时制氢装备,在深圳湾海水中连续运行超小时,验证了这一技术的稳定性和规模化。
该技术未来有望与海上可再生能源结合,构建无催化剂、无海水运输、无污染处理的海水原位直接电解制氢工厂。此外,该技术还可探索推广到多元化水资源如河水、废水、盐湖等原位直接制氢。
阅读分析,回答下列问题:
(1)海水电解制氢最大的难题是 。
(2)海水原位直接电解制氢中,电极应与电源哪个电极相连 。
(3)隔膜的作用是 。
(4)写出海水原位电解制氢的化学反应方程式 。
(5)海上可再生能源有哪些 。写种
(6)海水原位电解制氢技术的优点是 。写条
8.阅读下面科普短文。
酒是百姓餐桌的一种饮品,通常是用含有淀粉的原料酿制白酒。我国的白酒生产中,传统的固态发酵法的制作过程主要有以下步骤:
原料粉碎→配料(原料混合)→蒸煮糊化→冷却→拌醅→入窖发酵→蒸酒(蒸馏)
粮食酿造的白酒(主要成分是乙醇)中含有醛类物质,而由乙醇(或甲醇)勾兑的假酒不含醛类物质,因此,可以通过对醛类物质的检验来鉴别真、假白酒。下面是真、假白酒的对比实验:在三支试管中,分别加入5mL真酒,再分别加入不同体积的溶质质量分数为40%的氢氧化钠溶液,加热,观察溶液颜色并记录实验现象;将真酒换为假酒,重复上述实验,实验记录如表:
酒的种类
40%氢氧化钠溶液的体积
1.0mL
2.0mL
3.0mL
真酒
无色
浅黄色
黄色
假酒
无色
无色
无色
根据所给信息,回答下列问题。
(1)白酒酿造过程中主要发生化学变化的步骤是______。(填序号)
A.原料粉碎 B.配料 C.入窖发酵 D.蒸馏
(2)粮食酿造的白酒属于 。(填“纯净物”或“混合物”)
(3)我国交通法规定禁止酒后驾驶。交通警察使用的一种酒精检测仪中装有重铬酸钾(K2Cr2O7),其中铬元素(Cr)的化合价为 。
(4)鉴别某样品白酒真伪的方法是:取5mL样品白酒于试管中,加入 mL40%的氢氧化钠溶液,加热,观察溶液的变色情况,若 则样品为真酒。
(5)工业上常采用乙烯水化法制取乙醇,即在加热、加压、催化剂的作用下使乙烯和水反应,反应的微观示意图如图。
①反应前后, 的种类不变。(填“分子”或“原子”)
②该反应的化学方程式是 。
(6)生活处处有化学。请列举一个实例展示化学在生活实际中的应用 。
9.【科普阅读】
臭氧(O3)在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体。臭氧不稳定,一旦受热极易转化成氧气,并放出大量的热。臭氧的氧化性比氧气强得多。空气中的氧气通过臭氧发生器在高压电极的作用下能转化为臭氧。臭氧在地面附近的大气层中含量极少,在离地面约25km处有一个极薄的臭氧层。臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线,使地球上的生物免遭紫外线的伤害,它是一切生命的保护层。超音速飞机排出废气中的一氧化碳、一氧化氮等气体,电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”等对臭氧层有很大的破坏作用,会使臭氧层形成空洞,从而使更多的紫外线照射到地球表面,导致皮肤癌的发病率大大增加,如不采取措施,后果不堪设想。
根据上文,回答下列问题。
(1)臭氧 (填“属于”或“不属于”)空气污染物。
(2)氧气通过臭氧发生器转化为臭氧属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)将带火星的木条伸入到盛有臭氧的集气瓶中,可以看到 的现象。
(4)大气中的臭氧层遭破坏,它会引起____ (填字母)。
A.光合作用增加 B.动物生长得更好
C.皮肤癌患者增多 D.太阳照射时间长
(5)生活中可采取____ (填字母)的方法保护臭氧层。
A.减少氟利昂使用
B.使用无氟冰箱
C.减少CO、NO等气体的排出量
(6)二氧化硫遇到臭氧微热,即被迅速氧化成三氧化硫,三氧化硫跟水反应生成硫酸,这是除去废气中二氧化硫的理想方法。写出二氧化硫与臭氧反应的化学方程式: 。
10.阅读下面科普短文。
清除CO2是载人航天器环境控制和生命保障的重要问题,目前主要包括LiOH清除、固态胺吸附和分子筛吸附等方式。
LiOH清除利用了LiOH与CO2的化学反应,由于LiOH不可再生,该技术目前多用于短期载人航天任务。
固态胺能吸附CO2和水蒸气,且可在真空条件下再生,因此可用于中长期载人航天任务。研究发现,CO2分压和温度对CO2吸附量有影响,如图1所示。
分子筛中的吸附剂是沸石。沸石的吸附能力强,且能在高温条件下再生,因此多应用在多人、长期航天任务中。水会影响沸石的吸附性能,通常需对沸石进行干燥处理。相同温度下,干燥时间对不同种类沸石CO2吸附量的影响如图2所示。
科学家们会依据任务持续时间、成员人数及对应的消耗品、设备质量等因素,选择适合的CO2清除技术,以保障宇航员的生命安全。
依据文章内容回答下列问题。
(1)目前航天器中的CO2清除技术有 (写出一种即可)。
(2)已知LiOH具有与NaOH类似的性质,LiOH与CO2反应生成Li2CO3的化学方程式为 。
(3)由图1可得出“降温有利于提升固态胺对CO2吸附量”这一结论的证据是 。
(4)判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。
①由于LiOH不可再生,因此不能用于载人航天任务。
②图2中,温度和干燥时间相同时,沸石A比沸石B的CO2吸附量大。
③分子筛对CO2的吸附能力强,且可循环利用,多用于长期航天任务。
11.阅读下列短文,回答有关问题:
近年比较流行的“自热火锅”给人们生活带来方便。“自热火锅”主要由料包和发热包(主要成分为生石灰、焙烧硅藻土、活性炭、铁粉、铝粉、碳酸钠等)组成,食用方法如图所示。向“自热火锅”的发热包中加水后3~5s内快速升温,蒸汽温度可达200℃,即可做成热饭。发热包中的反应较为复杂,会产生一定量的氢气和一氧化碳,不能在汽车等密闭、狭小环境中使用,使用时避免明火,使用后的发热包按有害垃圾分类处置。
(1)为了使米饭受热更快,内盒包装材料常选用铝箔,是因为铝具有良好的 。
(2)外包装的保鲜膜可阻止食物的水分流失,还能隔绝 ,防止食物腐败。
(3)焙烧硅藻土、活性炭都有疏松多孔的结构,能起到 作用。
(4)发热包发热的一种原理是生石灰与水反应放热,反应的化学方程式为 。
12.食醋含醋酸(CH3COOH)3%-5%,还含有少量如乳酸、葡萄糖酸、琥珀酸、氨基酸、维生素B、钙盐、亚铁盐等营养成分。乙酸是一种重要的有机酸,俗称醋酸。乙酸在常温下是一种有强烈刺激性气味的无色液体,易溶于水和乙醇,熔点为16.5℃,沸点为118.1℃.水溶液呈酸性,能与醇类物质发生酯化反应。
炒菜时放点食醋能软化植物纤维素,改善食物的色、香、味,并有利于保护食物中的维生素C(维生素C在酸性条件下稳定),能溶解骨质,促进人体对钙、磷的吸收。
将精制短棉花干燥后,与醋酸等物质混合,再在催化剂硫酸的作用下,经一系列复杂的化学、物理变化可制得醋酸纤维素。醋酸纤维素用于纺丝、制药品的肠溶衣、醋纤维塑料、醋酸纤维素过滤膜等。
根据材料回答下列问题
(1)醋酸属于 (填“有机化合物”或“无机化合物”);食醋中含有的金属离子有 (填离子符号)。
(2)写出乙酸的一条物理性质 。
(3)制取醋酸纤维素的过程中,硫酸的作用是 。
(4)食醋在生活中还有很多妙用,下列使用食醋能达到目的的是 。
A.鉴别苏打和小苏打
B.炖排骨时,放点食醋可促进人体对钙、磷的吸收
C.可用于炉具清洁剂
D.除去水壶内壁上的水垢
(5)①食盐水②纯碱溶液③食醋三种溶液的pH由小到大的顺序为(填序号): 。
13.氢在太阳中的核聚变放出大量光和热,是太阳能的来源,掌握可控核聚变技术对人类未来文明发展至关重要。2021年5月,中科院“人造太阳”EAST实验装置创造了“氘氚核聚变”在1.2亿摄氏度下运行101秒的新纪录,为世界核聚变研究的发展作出巨大贡献。当一个氘原子(原子核内有1个质子和1个中子)和一个氚原子(原子核内有1个质子和2个中子)发生聚合反应,会生成一个氦原子(原子核内有2个质子和2个中子),并释放一个中子和巨大能量。如下图所示。请回答下列问题。
(1)氘原子和氚原子 (填“属于”或“不属于”)同一种元素,原因是 。
(2)氘原子和氚原子在结构上的不同之处是 。
(3)“氘氚核聚变” (填“是”或“不是”)化学变化。
(4)原子的相对原子质量约等于原子核内质子数与中子数之和,氚原子的相对原子质量为 。
14.水在生活、生产中应用广泛。请按照要求回答有关问题。
(1)科学家对“水的组成”的探究可谓是艰辛而曲折
材料1 1781年,普里斯特利在干冷的玻璃瓶中装入“易然空气”和空气的混合气,然后用电火花引爆,发现瓶壁有水珠。卡文迪许又用纯氧代替空气重复了这一实验。受传统观念的影响他们仍坚持认为水是一种元素。
材料2 1782年,拉瓦锡重复了普里斯特利和卡文迪许的实验后,他又在一根红热的枪管中通入了水蒸气也得到了“易燃空气”。他得出结论:水不是元素,而是氢和氧的化合物。
材料3 1800年,英国化学家尼科尔森利用伏打电池对水进行通电,发现两极都有气泡产生,并发现负极上产生的气体体积恰好是正极的两倍。
①材料中所提的“易燃空气”是 (填化学式)。
②材料3实验中反应的符号表达式为 。
(2)使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦,鉴别生活用水是硬水还是软水,可取样再加入 进行检验。
(3)二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体,可用于饮用水的消毒杀菌处理,是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂,ClO2属于____。
A.氧化物 B.混合物 C.单质 D.化合物
(4)下列做法会造成水体污染的是____(填序号)。
A.工业废水经处理达标后排放
B.实施城市雨水与生活污水分流工程
C.合理使用化肥和农药
D.使用含磷洗衣粉
15.阅读科普内容,回答相关问题:
化学发光
在某些化学反应中,反应产生的能量可以通过光辐射的形式释放出来,这种现象称为化学发光。
化学发光是普遍存在的自然现象,绝大多数化学发光反应的发光强度都很弱。目前应用于分析化学的化学发光体系主要是一些强发光体系,这有助于提高分析灵敏度。鲁米诺(氨基苯二甲酰肼)是目前最常用的化学发光试剂。在碱性水溶液中,鲁米诺被过氧化氢、铁氰化钾等氧化剂氧化为激发态的氨基邻苯二甲酸盐,并发出蓝色可见光。刑侦中的血迹鉴定就是基于血液中的红细胞可显著地增强鲁米诺一过氧化氢体系的化学发光;当在疑似血迹处喷上这种化学发光试剂时,在暗处用肉眼即可观察到蓝色的化学发光。
目前,化学发光分析法已广泛应用于生物医学分析、药物分析、环境监测以及食品安全等领域,成为一种重要的分析手段。
(1)化学发光中有能量转换,主要由化学能转换为 (填“热能”或“光能”);
(2)不是所有化学发光体系都已应用于分析化学,理由是 ;
(3)在碱性条件下,鲁米诺能被铁氰化钾氧化而发出蓝色可见光,说明化学反应的发生需要一定的 。
16.阅读下面科普短文。
2021年5月15日7时18分,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务﹣﹣着陆火星取得圆满成功。
肼又叫联氨,化学式为N2H4,是一种无色、易挥发、有剧毒、有刺激性气味的油状液体,制备肼的原料易得,可以通过氨或尿素与次氯酸反应制备肼。肼具有很高的燃烧热,将火星探测器送入万里高空的燃料就是肼。
火星作为太阳系中与地球最相似的行星,是各航天大国深空探测任务的最主要目标之一。国内外专家提出开展火星原位资源利用研究,即通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源,以减少成本。
火星大气和矿物是火星原位资源利用的主要研究对象。目前,探测出火星大气的主要成分及含量如图1所示,火星土壤不同位置处矿物的主要成分及含量如表所示
成分样品种类
二氧化硅
(SiO2)
氧化铝
(Al2O3)
氧化镁
(MgO)
氧化亚铁
(FeO)
第一表层土壤
45.5%
8.8%
7.2%
20。%
勃朗峰土壤
44.7%
8.8%
7.2%
19.0%
利用与地球上相似的冶炼原理,可以从火星土壤中获得多种金属单质,部分金属可以在CO2中燃烧,此反应可成为火星探测所需能量的来源之一。研究人员以火箭发动机为背景,分析了不同金属与CO2反应时,氧燃比(CO2与金属的质量比)对比冲的影响,比冲越高,发动机效率越高,结果如图2所示。目前,火星原位资源利用技术仍面临诸多挑战,需要人们不断探索。
依据文章内容回答下列问题:
(1)火星原位资源利用是指 。
(2)由图1可知,火星大气中体积分数占比最高的气体是 。
(3)图2中,以Mg为燃料时,比冲与氧燃比的关系是 。
(4)下列说法正确的是______(填标号)。
A.火星原位资源利用的主要研究对象是火星大气和矿物
B.由表1可知,火星土壤中至少含有3种金属元素
C.肼能支持燃烧,在发射火箭时,常用肼作为燃料
D.火星原位资源利用技术已经非常成熟
(5)已知肼在金属铂(Pt)的催化作用下,常温即可分解产生氢气和氮气,该反应的化学反应方程式为 。
17.请阅读下面短文,然后回答有关问题。
C60是在20世纪80年代被发现的,它的一个分子是由60个碳原子构成的像足球一样的32面体(如图1),又名足球烯,也叫做富勒烯。C60在常温下为紫红色晶体,有微弱荧光,不导电,有金属光泽。C60在材料科学、超导体、医学等方面有着很好的应用前景。例如:利用其独特的分子结构,可将锂原子嵌入分子内制成高效能锂电池,也可以将放射性元素的原子置于分子内,注射到癌变部位,从而提高放射治疗的效力并减少副作用。
2004年,科学家成功从石墨(结构如图2)中剥离出石墨烯(如图3,由单层碳原子构成的二维薄片),石墨烯具有优异的导电、导热性和非常良好的光学特性,是目前已知导电性能最出色和厚度最薄的碳质新材料。
(1)从物质分类视角看,足球烯和石墨烯均属于 。
(2)将石墨剥离成石墨烯的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)常温下,区分石墨与C60晶体的一种简单方法是 。
(4)C60的上述用途可说明其分子结构的独特之处是 。
(5)猜想石墨烯的一种化学性质可能是 (用化学方程式表示)。
18.认真阅读下列材料,回答相关问题:
2023年5月10日,天舟六号成功发射,为中国空间站又送上一波“快递”。
天舟六号货运飞船,由中国航天科技集团五院总研,是中国空间站运送补给物资的飞船。天舟货运飞船总重13.5吨,长度是10.6米,从天舟六号开始,它的载货量从以前的6.9吨提高到了7.4吨,是目前世界上运货能力最强的货运飞船之一,有效的装载容积从18.1立方米提升到22.5立方米,相当于扩大了20%。携带了1.75吨的推进剂,其中有700公斤左右是要补加给空间站的。天舟六号此次运送的物资种类主要包括服装、食品、饮用水等,其中新鲜水果的重量约70公斤,是天舟五号携带水果重量的约两倍,这些水果将同时保障神舟十五号和神舟十六号航天员乘组的食用需求。
天舟六号的货物清单里还有一组电推进气瓶,它可以作为空间站料推进剂的备份,为空间站日常维持轨道,调整姿态所用的电推进器补充工质,有效节省空间站推进剂消耗。
(1)天舟六号此次运送的物资中,其中主要补充维生素的是 ;
(2)天舟六号的货物清单还有一组中推进氧气瓶,众所周知,氙气和氦气以及氖气等稀有气体又被称作惰性气体,是因为它们的化学性质 。
19.阅读下面的短文,回答相关问题。
葡萄酒的生产过程包括葡萄除梗、榨汁和葡萄汁发酵等步骤。葡萄汁中的多糖在酵母作用下水解为葡萄糖(C6H12O6),葡萄糖在酵母作用下生成酒精(C2H5OH)等物质。但在发酵过程中会滋生某些杂菌,添加二氧化硫可有效抑制这些杂菌的滋生。在低温环境下,二氧化硫作为保鲜剂可有效减缓酿酒葡萄的腐烂。4℃时采用不同浓度的二氧化硫对酿酒葡萄进行预处理,经过4周的储藏,酿酒葡萄的腐烂率如图所示。
(1)葡萄酒生产步骤包括葡萄除梗、榨汁和葡萄汁发酵等,其中属于化学变化的是 。
(2)在4℃时,酿酒葡萄储存一周时,腐烂率最高的是____(填序号)。
A.未添加SO2 B.低浓度SO2 C.高浓度SO2
(3)下列说法不正确的是____(填序号)。
A.葡萄计发酵时最好隔绝空气
B.二氧化硫作为食品添加剂时应控制用量
C.用高浓度SO2处理的葡萄,腐烂率一定小于低浓度SO2处理的葡萄
(4)酒精可以做燃料,其完全燃烧的化学方程式为 。
20.阅读下列短文,回答相关问题。
2021年4月29日,中国空间站首舱“天和核心舱”发射成功,9月18号顺利返航。空间站内主要采用以下循环系统。
在这五个月中,宇航员们喝的水从何而来?一般来说太空水的制取主要有:
水循环法:水循环法是目前最主要的制取太空饮用水的方法,它是利用反渗透膜技术,循环利用已经使用过的水,经过系列净化变成纯净水。
化学法:氢氧燃料电池。60年代初期,美国航空航天署(NASA)在宇宙飞船上安装了两个1000W的“PEM”(离子膜型)燃料电池,拉开了燃料电池在航天业应用的序幕。航天业上使用的主要是氢氧燃料电池,这种燃料电池通过氢和氧的反应为航天器提供电能,同时生成副产物水。
生物法:生物法是我国自行研制成功的一种新技术——浮萍湿养。浮萍科植物是一类以漂浮为主的水生被子植物,主要是无性繁殖。人类尿液中所含的物质是浮萍所需的较好的营养物质,在促进浮萍生长的同时又可以将尿液中的有害物质进行分解,从而转化为符合标准的饮用水。
水的净化:目前,国际空间站对太空饮用水的净化是模仿自然界的水循环过程——地球上的水从动物体内排出,经过自然界的作用重新变成干净新鲜的水。
根据所给信息,请回答以下问题:
(1)空间站内空气中含量最多且几乎不会被宇航员消耗的气体是: 。水电解系统中,正、负极生成的气体体积比为 。
(2)在该循环系统中产生水的途径有 条;萨巴蒂尔反应器可以将二氧化碳和氢气在催化剂的作用下转化成水和甲烷,该反应的方程式为 。
(3)化学法中,若用50克的氢气和一定量的氧气进入氢氧燃料电池完全反应,同时可以生成水的质量为 克。
(4)水的净化法用到颗粒活性炭可去除颜色、异味等,活性炭能用于吸附是因为其具有 的结构。
21.阅读下列科技短文并回答问题。
2022年,北京冬奥会的火炬“飞扬”采用的燃料不是传统燃料丙烷(C3H8),而是氢燃料,利用高压储氢方法将极易飘逸、极易扩散、极易泄露的氢燃料“驯服”在储气瓶内,可以实现氢燃料在燃烧过程中的安全释放,最终保证氢燃料在低温环境下稳定燃烧。中空开放的形态、纯氢燃烧零碳排放、内外飘带缠绕、碳纤维材料首次应用……这些让“飞扬”火炬集“科技”与“美貌”于一身!
依据文章内容回答下列问题:
(1)将氢燃料“驯服”在储气瓶过程中发生的是 变化(填“物理”或“化学”)。
(2)写出火炬燃烧时发生的化学方程式 。
(3)相对于传统丙烷燃料,采用氢燃料的优点有 。(答一点即可)
(4)“纯氢燃烧零碳排放”这符合“低碳生活”理念,下列措施中不符合该理念的是____。
A.广泛使用煤、天然气等化石能源
B.减少使用私家车,多乘公交车或步行
C.多使用一次性用品
D.打印资料时纸张双面打印
22.阅读下列科普短文,回答相关问题。
人类历史上最早使用的制冷剂是C4H10O(乙醚)。19世纪,CO2、NH3(氨气)、SO2和C2H6O(甲醚)相继被用作制冷剂。
20世纪30年代开始,氟利昂普遍被空调等制冷行业用作制冷剂。1970年代中期,臭氧层变薄浮出水面,人们发现氟利昂释放的氯原子导致了大气平流层中臭氧层的严重破坏。氟利昂还是温室气体,其温室效应是CO2的3400倍以上、氟利昂在多个行业都有应用(如图1),我国预在2030年全面禁止使用氟利昂。
NH3和CO2是较早开发,至今仍在使用的制冷剂。NH3有爆燃的可能,存在一定安全隐患。CO2是一种天然绿色制冷剂。2022年北京冬奥会采用CO2跨临界直冷制冰技术打造出冬奥历史上“最快的冰”。该技术将制冰过程吸收的热量回收,用于奥运场馆供热、供电(如图2),每年可节约200多万度电。
依据文章内容回答下列问题:
(1)19世纪所用的制冷剂中,属于氧化物的是 (填化学式)。
(2)使用氟利昂作制冷剂带来的环境问题有 、 。
(3)氟利昂在各行业中应用占比最高的是 。
(4)CO2跨临界直冷技术制冰过程中,微观上制冷管道内发生改变的是 。
(5)下列说法正确的是______。
A.氨气是一种安全的制冷剂
B.氟利昂的温室效应比二氧化碳强
C.制冷剂选择应考虑安全、环保等因素
23.阅读下列短文,回答相关问题.
飞行的金属
现代先进的飞机与飞行器要飞得高、快、远、省,就必须靠轻、强、美的材料。铝、镁、锂、钛这些金属及其合金被称为“飞行的金属”。
铝、镁、锂、钛等金属在自然界中以化合物的形式存在,可用电解法和还原法等方法冶炼制得它们.元素的存在形态与环境条件有关,铝在的溶液中以的形式存在,在为时以的形态沉淀,在的溶液中以的形式存在.
金属及其合金的性质决定其用途.钛在盐酸、硫酸、硝酸中不易腐蚀,在碱性溶液中可稳定存在.分别将厚的不锈钢、钛浸在海水中,4年后不锈钢完全腐蚀,而钛几十年不腐蚀.航空航天材料的选择,既要轻又要有足够的强度.铝、镁、锂、钛的密度分别为2.7、1.74、0.54、4.51,不锈钢、铝合金和钛合金的比强度分别为79、167和218。(比强度越大,材料的性能越好。)
(1)稀土镁合金是最轻的金属结构材料.下列金属矿石中可用于冶炼镁的是____________(填字母)。
A.铝土矿(主要成分是) B.菱镁矿(主要成分是)
C.赤铁矿(主要成分是) D.钛铁矿(主要成分是)
(2)工业上,通常先将转化为TiCl4,再在一定条件下,用TiCl4与金属镁反应获得钛和氯化镁.写出TiCl4与镁反应的化学方程式: 。
(3)锂和镁、铝相比,能让飞行器变得更快的原因是 ;不锈钢、钛合金、铝合金中强度最大的是 。
(4)下列叙述正确的是____________(填字母).
A.自然界中,在酸性环境下,铝元素的存在形式有或
B.作为航空航天材料,与铝相比,钛在密度和强度方面都具有明显优势
C.金属的冶炼与金属活动性、金属矿物的储量等因素有关
24.“火法炼丹”直接与火药的发明有关,所谓“火法炼丹”大约是一种无水的加热方法。晋代葛洪在《抱朴子》中对火法有所记载,火法大致包括:煅(长时间高温加热除去挥发性物质)、炼(干燥物质的加热)、灸(局部烘烤)、熔(熔化)、抽(蒸馏)、飞(又叫升,就是升华)、优(加热使物质变性)。这些方法都是最基本的化学方法,这也是炼丹术这种愚昧的职业能够产生发明的基础。炼丹家的虔诚和寻找长生不老之药的挫折,使得炼丹家不得不反复实验和寻找新的方法,为火药的发明创造了条件。
(1)于谦《咏石灰》中“烈火焚烧若等闲”就是“煅”,石灰石其化学反应力程式为 。
(2)实验室要把制取的气体进行干燥,通常不是“炼”的方法,而是把气体通过干燥管或洗气瓶;如果要把新制的干燥,应选用的试剂是 (填“浓盐酸”、“浓硫酸”),选用该试剂应用的仪器是是 (填“万用瓶”、“干燥管”)。
(3)如果把含有杂质的硫磺放在垫石棉网的烧杯中,在烧杯口盖一个表面皿或玻璃片,再用酒精灯火焰对其“炼”和“熔”,硫就会有“飞”的现象,“飞”后的硫蒸汽在表面皿或玻璃片上“冷凝”,这种冷凝的硫属于 (填“纯净物”、“混合物”);取冷凝的硫放入燃烧匙中在火焰上“优”,呈现淡蓝色火焰,还可以闻到 气味,该反应的化学方程式为 。
25.阅读下列短文,回答相关问题。
最近的刷屏榜,非“酱香拿铁”莫属了。这款新型饮品,将中国传统白酒与现代咖啡巧妙地融合在一起,既具有独特的风味和口感,也承载着传播中国酒文化的使命。
白酒的主要成分是酒精(乙醇),由高粱、小麦等谷物为原料发酵而成。白酒的“度数”是指室温下白酒中酒精的体积分数。“53度”表示100mL的酒中有53mL酒精。白酒讲究的“口感醇厚”,可以用“粘度”来衡量,粘度越大口感越醇厚。酒精度数与粘度的关系如图1所示。
医用酒精的主要成分也是乙醇,还含有醚、醛等成分,不能饮用,但可杀菌消毒。如图2为不同浓度酒精杀灭病菌所需时间。
(1)用粮食发酵酿酒属于 氧化(填“剧烈”或“缓慢”)。
(2)由图1可知酒精度数为 度时,白酒口感最醇厚。
(3)依据图2解释生活中一般选75%的酒精进行消毒的原因: 。
(4)除杀菌消毒外,酒精在实验室中还可用作燃料,请写出酒精燃烧的化学方程式 。
(5)下列说法正确的是____(填字母序号)。
A.乙醇汽化时分子的间隔变大
B.青少年饮酒有害健康
C.48度的白酒中乙醇的质量分数为48%
D.白酒的度数越大,粘度越大
26.阅读下列短文,回答相关问题.
研究显示:每年排放的二氧化碳近一半存留在大气层,其它被陆地和海洋吸收。人类大量使用煤、石油和天然气等化石燃料,砍伐森林,导致过量的二氧化碳进入海洋,使海洋酸化,表层海水平均pH从8.1下降到7.9。人类给海洋的二氧化碳越多,海水pH越小,吸收二氧化碳的能力就会相对减弱,这样的循环会导致海洋生物链发生变化。
垃圾焚烧发电是生活垃圾处理的有效方式之一,但垃圾焚烧会产生烟尘和有害气体,还会增加二氧化碳的排放,加剧海洋酸化;同时垃圾焚烧需要购买辅助燃料,成本较高。我国烟气处理协同P2G技术很好地解决了这些问题,共主要流程如下图所示。
(1)过量的二氧化碳进入海洋,使海洋酸化的原因 。
(2)流程中“净化装置”的作用是 ,“其它气体”的主要成分有O2和 (填化学式)等气体。
(3)“甲烷化装置”在催化剂条件下生成两种化合物的化学方程式是 。
(4)使用P2G技术的优点是 (写一条即可)。
(5)下列有关海洋酸化的说法不正确的是_______(填序号)。
A.海洋酸化会引起表层海水pH改变
B.海洋酸化不会影响海洋生物及其生态系统
C.海洋酸化会导致气候变暖加剧
D.海洋酸化会改变海水中某些离子的浓度
27.阅读下列科技短文并回答问题。
我国提出努力争取在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,充分体现了解决气候问题的大国担当。“碳封存”与“碳转化”是实现“碳达峰”“碳中和”目标不可或缺的重要技术手段。
碳封存2023年6月1日﹐我国首个海上CO2封存示范工程项目正式投用,该项目填补了我国海上CO2封存技术的空白。该项目采用的技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器﹐再将分离出的CO2通入压缩机加压和干燥,使其变成介于气态和液态之间的超临界状态。超临界状态CO2密度高,接近液态CO2;粘度小,流动快,接近气态CO2。
碳转化利用CO2资源开发化工原料,如合成尿素﹑碳酸氢铵等化工产品。这意味着CO2资源开发有着广阔的应用前景。
(1)写出实验室制取二氧化碳的化学方程式: 。在实验室常采用NaOH溶液来吸收CO2,写出NaOH溶液中所含离子的符号: 。
(2)自然界中消耗CO2的途径主要是 。
(3)分析题目所给信息,下列有关超临界CO2的理解正确的是_______(填字母)。
A.超临界CO2与CO2气体的组成不同
B.超临界CO2容易燃烧
C.同等条件下,超临界CO2的输送比CO2气体的输送更为便利
D.超临界CO2存在于特定的条件下,若条件改变,状态也可能改变
(4)碳酸氢铵是一种常见的氮肥,其不能与碱性化肥混用的原因是 。
28.在“碳达峰、碳中和”目标愿景下,氨气燃烧时生成水和空气中含有的一种气体,作为一种零碳能源具有广泛应用前景。氨气很容易液化,将氨气常温下加压到,或者常压下温度降到,均可将其液化。氨气是极易溶于水、无色、碱性的刺激性气体,对黏膜有刺激作用。
传统的工业合成氨气是将氮气和氢气在的高压和的高温条件下,用铁作催化剂合成的。德因化学家格哈德·埃特尔在固体表面化学的研究中取得了非凡的成就,揭示了氮气与氢气在催化剂表面合成氨气的反应过程。如图是该反应过程的微观示意图
(图中“”表示氮原子,“”表示氢原子,“”表示催化剂)。
阅读分析,解决问题:
(1)写出一条氨气的物理性质: 。
(2)氨气燃烧时,除生成水外,生成的另一种气体是 。
(3)传统工业合成氨气的化学方程式 ,该反应前后发生变化的微粒是 。
(4)结合以上题目信息,谈一谈用氨气作为零碳能源可行性的理由: 。
29.【科普阅读】
臭氧(O3)在通常状况下是淡蓝色,有鱼腥臭味的气体。臭氧不稳定,一旦受热极易转化成氧气(O2),并放出大量的热。O3的氧化能力比O2强得多。若将O2通过臭氧发生器,在放电条件下,从臭氧发生器出来的O2中含有约3%的O3。
臭氧在地面附近的大气层中含量极少,在离地面约25km处有一个厚度极薄的臭氧层。臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线,使地球上的生物免遭紫外线的伤害,它是一切生命的保护层。超音速飞机排出废气中的二氧化氮(NO2)、一氧化氮(NO)等气体,家用电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”等对臭氧层有很大的破坏作用,会使臭氧层形成空洞,从而使更多的紫外线照射到地球表面,导致皮肤癌的发病率大大增加。如不采取措施,后果不堪设想。
(1)臭氧(O3)的物理性质:在通常状况下是 色,有 味的气体。
(2)氧气和臭氧化学性质不同的原因是 。
(3)将带火星的木条伸入到盛有臭氧的集气瓶中,可看到 的现象,原因是 。
(4)在臭氧发生器中,发生反应的文字表达式为 。
(5)可以采用 的方法保护臭氧层(答一点即可)。
30.阅读材料,回答问题。
1799年,伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里,发现连接两块金属板的导线中有电流通过,制成了世界上第一块电池——伏特电堆。1836年,英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良,制成了如图1所示的 Zn-Cu电池。Zn-Cu电池几经变化,演变成现在的多种电池。其中用量最大是普通干电池,其结构如图2所示。普通干电池电压随使用时间而下降,直至报废,所以也称为一次性电池。
给电池以反向电流,使电池电压回升,能反复使用的电池为“蓄电池”,铅酸蓄电池充电时发生反应的化学方程式为:2PbSO4+______=PbO2+Pb+2H2SO4。纯电动汽车使用的就是各种蓄电池,其使用寿命与充电次数相关,2~6年不等,靠充电桩直接供电。2018年,我国的电力结构如图3所示,其中火电主要以燃煤为主。燃料电池又称“连续电池“,即只要活性物质连续地注入,就能不断地进行放电的一类电池,专用于燃料电池电动汽车(如图4)。氢燃料电池就是其中的一种,它靠氢气在空气中燃烧产生电能。电池的生产原料中含有汞、铅、镍等重金属,处理不当会造成污染。
(1)由图2可知普通干电池使用的金属材料有 。
(2)由图1可知Zn-Cu电池中发生反应的化学方程式为 。
(3)请补全反应的化学方程式:2PbSO4+ =PbO2+Pb+2H2SO4。
(4)目前,国家大力推广电动汽车的使用。关于这一举措,你认为下列说法正确的是________(填字母)。
A.使用纯电动汽车可以减少化石燃料的使用
B.要想通过发展纯电动汽车改善环境,还必须减少火力发电
C.各种蓄电池的回收和处理是必须解决的问题
D.氢燃料电池汽车使用时对环境无污染
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