内容正文:
2024年中考化学专题针对训练:科普阅读题
1.请阅读下面的材料,回答有关问题。
航天员呼出的二氧化碳怎么处理?
2023年10月26日,长征二号F运载火箭搭载神舟十七号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功。这是我国载人航天工程的又一次重大突破,标志着中国空间站关键技术验证阶段任务圆满完成。航天员在空间站生活,呼出的CO2是怎么处理的?航天员呼出的CO2不仅是废气,而且对人体有害。座舱空气中CO2分压达到2千帕就会影响航天员的健康和安全。
通常处理CO2有两种方法。方法一:对于短期飞行的载人航天器而言,常采用与氢氧化钙化学性质相似的氢氧化锂(LiOH)吸收CO2。LiOH与CO2发生反应的生成物为碳酸锂,实现了对CO2的吸收。该方法吸收效率高、安全,但这是一次性使用的去除方法。
方法二:对二氧化碳进行收集和再生处理,重新生成可供人体呼吸的氧气。第1步,利用固态胺系统对座舱CO2的吸收与浓缩;第2步,利用特种反应器实现对CO2的加氢甲烷化的还原反应,使之生成甲烷与水;第3步,采用电解方法对水进行电解,产生氢气和氧气,氧气供人呼吸使用。
(1)LiOH中Li的化合价为 ,LiOH与CO2发生反应生成碳酸锂,碳酸锂的化学式为 。
(2)对比关于CO2的两种处理方法,方法二的优点是 。
(3)在空间站,电解水得到的氢气可否再利用? (填“可以”或“不可以”)。氢气作为理想的新能源的优点是 (只答一点即可)。
2.阅读下列短文,回答问题。
锂——因智能手机而出名的金属,智能手机里装的几乎都是锂电池。
锂是一种活泼的金属,其原于结构示意图为: 锂在空气中极易与气和氧气反应生成氮化锂(Li3N)和氧化锂(Li3O);用小刀一切,就能观察到它的本来面目:银白色,有金属光泽。锂还能与水反应,生成氢氧化锂和氢气。锂还是最轻的金属,会漂浮在油的表面,常封存在固体石蜡中。
与生活日用息息相关,个人携带的笔记本电脑、手机、蓝牙耳机等数码产品中应用的锂离子电池中就含有丰富的锂元素。锂还是未来理想的固体燃料,1kg锂燃烧后可释放42998kJ的热量,因此锂是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。
(1)在锂的原子结构中,与锂元素化学性质密切相关的是 。
(2)锂作为火箭燃料主要利用其化学性质: 。
(3)金属锂通常保存在固体石蜡中,目的是隔绝 。
(4)写出锂与水反应的文字表达式 。
3.阅读科普短文,回答问题:
二氧化碳在中国科学家手中,被转化为多种多样的产品,实现了零碳科技的华丽转身。
二氧化碳转化为糖:2023年11月,实现将二氧化碳等原料在反应溶液中按一定比例调配,在催化剂的催化作用下,高效、精准获得葡萄糖、阿洛酮糖、塔格糖、甘露糖4种己糖。
二氧化碳转化为乙醇:2023年5月我国科研团队创新性地采用“结构封装法”,使用特定的催化剂,在国际上首次实现了二氧化碳与氢气在温和条件下一步高效稳定转化为乙醇和水。
二氧化碳转化为汽油:2022年3月,中国科研团队联合研发出“二氧化碳变汽油”技术。这项技术的出现也让人们看到了石油中的汽油变成可再生资源的希望。
(1)葡萄糖和乙醇都属于 (填“无机化合物”或“有机化合物”)。
(2)请根据题意写出“结构封装法”合成乙醇的化学方程式: 。
(3)当今世界人类使用的燃料主要是化石燃料。化石燃料包括煤、石油和 。
4.阅读下列短文,回答问题。
厉害了,我的国!2021年5月15日,我国自主研制的天问一号搭载祝融号火星车,成功登陆火星。祝融号着陆后,展开太阳能板,把太阳能转化为电能,驱动仪器正常运转。
研究表明,火星上有大气,但总量很小,火星拥有丰富的金属矿物和二氧化碳等资源。火星低层大气的主要成分如下表。
气体成分
CO2
N2
Ar
O2
其他
体积分数/%
95.32
2.7
1.6
0.13
0.25
(1)祝融号火星车的太阳能板主要成分是单晶硅,硅是由硅原子直接构成,请画出硅原子的结构示意图 ,常温下硅元素与碳元素的化学性质相似,其原因是 。
(2)为鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气,可采用的化学方法是 。
(3)运送天问一号的“长征五号”火箭使用的推进剂是液氧和液氢。写出氢气与氧气发生反应的化学方程式: 。
(4)若为满足人类未来在火星上生活,下列研究合理的是______。
A.将CO2转化为O2,提高O2含量
B.将CO2分解转化为N2,提高N2含量
C.寻找水的存在和开发水循环技术
5.阅读短文,回答问题:
2024年2月,湖北省遭遇了罕见的积冰冻雨灾害,为了确保交通畅通,高速公路和城市干道使用了融雪剂融冰除雪,关于融雪剂有下列信息:
类别:融雪剂按组成分为有机融雪剂和无机融雪剂。有机融雪剂的主要成分为醋酸钾(CH3COOK),它对土壤的侵蚀作用和腐蚀性很小,但价格较昂贵,一般用于机场等重要场所。醋酸钾易潮解,有可燃性,它可由氢氧化钾与醋酸(CH3COOH)反应制备。另一类则是以“氯盐”为主要成分的无机融雪剂,如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等。我们常见的融雪剂就属于这类,且用得最多的是氯化钠,其优点是价格便宜,易于生产,但它们对环境影响较大。下表是几种融雪剂的性能比较:
项目
氯化钠
氯化钙
氯化镁
氯化钾
对金属的腐蚀性
很强
较强
强
一般
对水泥的腐蚀性
强烈破坏
强烈破坏
轻微破坏
无破坏
对土壤影响
造成土壤板结
土壤轻度板结
影响较小
改良碱性土壤
对地下水的影响
影响较大
影响较小
无危害
无危害
氯盐浓溶液凝固点
-16℃
-50℃
-33℃
-60℃
原理:融雪剂降低了冰和雪的熔点,使其更容易融化。微观分析是“氯盐”在水中离解成离子,破坏了产生冰晶体的水分子间的连接。
请根据上述材料回答下列问题。
(1)若飞机场使用融雪剂,应选择融雪剂的类别是 。
(2)氯化钙溶液中存在的离子有 (用符号表示)。
(3)醋酸钾(CH3COOK)可以由氢氧化钾和醋酸(CH3COOH)发生中和反应制取,写出反应的化学方程式 。
(4)为了减少融雪剂对环境的危害,你的措施是 。
6.阅读下面科普短文。
广袤无际的自然界是一个碳的世界。碳在自然界中的循环变化,对于生态环境有极为重要的意义。
随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高,排入大气中的CO2越来越多,导致温室效应增强。减少CO2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1。
CO2的吸收是碳封存的首要环节,常选用NaOH、氨水、一乙醇胺等作吸收剂。在研究膜吸收法吸收CO2时,研究人员通过实验比较了一乙醇胺,二乙醇胺,氨基乙酸钾3种吸收剂对烟气中CO2的脱除效果,其结果如图2。
我国提出2060年前实现碳中和,彰显了负责任大国的作为与担当。实现碳中和人人有责,让我们从衣食住行点滴做起,节约能源,低碳生活。
依据文章内容回答下列问题。
(1)自然界碳的循环中,化石燃料燃烧 (填“吸收”或“释放”)CO2。
(2)由图1可知,到2050年,对全球碳中和贡献率最大的途径是 。
(3)判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。
①由图2可知,随烟气流速增大,CO2脱除效果增强。
②节约用电,绿色出行,有助于实现碳中和。
(4)对比图2中三条曲线,得出的结论是:在实验研究的烟气流速范围内,当烟气流速相同时, 。
7.氢能将在我国能源转型中占据重要地位,低耗能制氢及高效储氢是氢气大规模应用的前提。目前,氢气的来源如图1所示。其中化石资源制氢最为成熟,水煤气变换反应:,是化石资源制氢过程中的重要反应之一。某团队研究了在不同温度下,多种催化剂对水煤气变换反应中转化率的影响,结果如图2。
(1)如图1,目前氢气的主要来源是 。
(2)由图2知,下列说法正确的是_____(填字母序号)。
A.催化剂的使用效率与温度有关
B.在时催化效果最佳
C.可使转化率接近
D.催化剂为时,温度越高转化率越高
(3)分解水制取氢。在太阳能和新型高效光催化剂作用下,水分解的微观示意图如下:
(“○”表示氢原子,“●”表示氧原子,“”表示催化剂)
请从微观的角度描述以上过程: 。
(4)气态储氢是将氢气压缩储于高压罐中,从微观角度分析氢气能被压缩的原因 。
(5)固态储氢是通过合金材料在一定条件下的化学吸附储氢。
①图3利用镁镍合金存储氢气,该储氢反应的化学方程式为 。在熔炼镁镍合金时,通入氩气的目的是 。
②性能良好的储氢材料指标之一是其具有较大的储氢密度。储氢材料的理论质量储氢密度。材料的理论质量储氢密度为 (精确到)。
③科学家通过球磨技术制备出了均尺寸仅的纳米晶,从而获得了更高的储氢性能,其原因是 。
④西安大学研究团队在原有金属氢化物储氢的基础上,利用石墨烯表面金属修饰、杂原子掺杂等方法研究出金属基石墨烯固态储氢材料,克服了稳定释放氢气的难题,该材料属于 (选填“复合材料”或“合成材料”)。石墨烯是从石墨中剥离出的薄片,石墨烯属于 (选填“单质”或“化合物”)。
(6)氢氧燃料电池的总反应可表示为,工作中的能量转化形式是 。
8.阅读下列科技短文并回答问题。
中国“奋斗者”号载人潜水器坐底深度10909米,刷新我国载人深潜新纪录。在海底,AIP技术的常规潜艇和现代核潜艇采用电解水制氧装置,但还是会保留氧烛,氧烛的主要成分是(化学性质与相似),在燃烧时产生氧气,还能提供光照,作为辅助光源使用。其他常规潜艇通过涂有过氧化钠的薄板(再生药板),吸收二氧化碳,释放出氧气。在潜艇内,二氧化碳的含量控制在0.8%以下,每升空气中的一氧化碳的含量不得大于15毫升,氢气的含量为1%以下。
规定不得将某些化妆品、剃须膏等带上艇,艇上的油漆以水基漆代替油基漆,选用防火耐高温的艇内绝缘材料。在密闭的舱室里,设置了空气除尘净化装置、放射性微尘测量收集装置、活性炭吸收器(主要用于厕所、厨房等)等装置,以净化浑浊的空气,保证舱室空气清新。
(1)电解水制氧中“氧”指的是 (用化学用语表示)。
(2)氧烛的主要成分在燃烧时产生氧气的化学方程式为 。
(3)在现代核潜艇上还保留氧烛的原因是 。
(4)在潜艇上,舱内氢气含量限制在1%以下的原因是 。
9.2021年9月24日《科学》发表中国科学家首次实现了以二氧化碳为原料,不依赖植物光合作用,直接人工合成淀粉(C6H10O5)n。检测发现,人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。这一人工途径合成淀粉的速率是玉米合成淀粉速率的8.5倍。初步测试显示,在能量供给充足时,理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩玉米地的年产淀粉量。这一突破,为淀粉的车间生产打开一扇窗口,并为以二氧化碳为原料合成复杂分子开辟了新的技术路线。
(1)二氧化碳到淀粉的转变过程,是 变化;(填“物理”或“化学”)
(2)从二氧化碳人工合成淀粉需要11步反应,其中第一步反应CO2+3H2X+CH3OH;第二步反应:CH3OH +O2Y+HCHO。已知物质X和Y的组成元素相同,但这两种物质化学性质不同的原因是 ;
(3)下列有关说法正确的是 ;
A.人工合成淀粉可减缓粮食危机
B.人工合成淀粉可降低空气中CO2含量
C.淀粉的相对分子质量162g
D.淀粉人工合成比玉米通过光合作用合成效率高
10.阅读下面科普短文。
84消毒液是一种以次氯酸钠(NaClO)为主要成分的高效消毒剂,广泛应用于杀灭细菌、病毒并抑制其传播,起到预防疾病的作用。
1984年,北京第一传染病医院地坛医院的前身成功研制出能迅速杀灭各类肝炎病毒的消毒液,定名为“84”肝炎洗消液,后更名为“84消毒液”。
84消毒液通常为无色或淡黄色液体,有刺激性气味,有效氯含量为1.0%至6.5%不等。
由于84消毒液具有一定的刺激性和腐蚀性,浓度过高会损害呼吸道,危害身体健康,所以必须稀释后才能使用。一般认为,当杀菌率达到90%以上时,说明此时的消毒具有较好效果。
上图及表1为某学校对教室喷洒相同体积、不同浓度的84消毒液进行消毒后的效果比较。
表1不同浓度的 84 消毒液对教室的消毒效果
班级
一班
二班
三班
四班
五班
六班
七班
八班
喷洒消毒液的浓度(消毒液与水的体积比)
1∶50
1∶100
1∶150
1∶200
1∶300
1∶600
1∶1000
作为对照不喷洒消毒液
菌落数平均值
2
3
4
5
11
19
43
50
84消毒液在日常生活中发挥着重要作用,但在酸性较强的条件下易生成氯气,所以禁止将84消毒液与酸性物质混用,也不建议把84消毒液与洗涤剂或其他消毒液混合使用,室内使用后,需开窗通风一段时间。
依据文章内容回答下列问题。
(1)84消毒液主要成分次氯酸钠(NaClO)中氯元素的化合价为 。
(2)84消毒液的物理性质为 (写一条即可)。
(3)结合表1和图片数据,关于不同浓度的 84 消毒液的消毒效果可得到的结论为 。
(4)若想达到较好的消毒效果,同时又减少其对身体和环境的影响,学校喷洒消毒液浓度的最适合范围为 (填字母序号,下同)。
A.1∶50~1∶100 B.1∶100~1∶200
C.1∶200~1∶600 D.1∶600~1∶1000
(5)下列说法正确的是 。
A.浓度为1∶1000的84消毒液不具有消毒效果
B.84消毒液可与洁厕灵(主要成分为HCl)混用
C.84消毒液名称由来是因为其中有效氯含量为84%
D.教室使用84消毒液消毒后,建议开窗通风一段时间
11.2021年是中国共产党建党100周年,也是“十四五”开局之年。回首中国百年征程,科技为中国插上了腾飞的翅膀。
(1)神舟十二号载人飞船发射成功!(图1)
神舟十二号载人航天飞船所用燃料主要是四氧化二氮(N2O4)和偏二甲肼(C2H8N2),两者反应的化学方程式为。其中X的化学式为 ;偏二甲肼(C2H8N2)属于 (填“无机物”“有机物”“氧化物”之一);偏二甲肼(C2H8N2)分子中氮原子和氢原子的个数比为 (填最简整数比)。
(2)中国科学家在磁性芯片高精度检测领域取得新突破!(图2)
磁性芯片生产过程中,需将纳米磁性薄膜均匀铺在晶圆(制作硅半导体集成电路所用的衬底)上。6月24日,北航集成电路学院科研人员利用其研发的晶圆级磁光克尔测试仪,通过微小的磁性针尖在5个原子层厚的纳米磁性薄膜上写下“100年,中国‘芯”,庆祝中国共产党建党100年。这台仪器在测试精度和速度等方面进行了技术革新,实现了自主创新突破。晶圆是由石英砂(主要成分SiO2)提纯的硅制作的,现有120吨SiO2,其中含有硅元素的质量为 吨。
(3)中国能源装备领域获重大突破!(图3)
今年我国首台套天然气长输管道国产30兆瓦级燃驱压缩机组成功鉴定验收。该机组的研制成功,打破了国外技术垄断、填补了国内空白,对于实现能源核心装备自主可控、保障国家能源战略安全具有重要意义。天然气的主要成分CH4中碳、氢元素的质量比为 (填最简整数比),天然气被称为清洁能源的原因是 。
12.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
13.阅读下面科普短文。
土壤酸化是农业面临的问题之一。我国南方部分稻田土壤已出现不同程度的酸化,表现为部分稻田土壤的pH低于5.5。土壤酸化面积与强度仍在加剧。导致土壤酸化的原因有:过量施用氮肥等酸性肥料;工业排放的废气、废水等;不当的农业管理,如频繁耕作等。
水稻和油菜是耐酸性较强的作物,但在土壤酸化程度逐渐加剧的情况下,水稻和油菜的生产明显受到影响。向土壤中加入熟石灰调节pH可有效改良酸性土壤。
科研人员通过实验研究土壤的pH对水稻、油菜产量的影响。原有土壤的pH为4.5,加入一定量的熟石灰,将土壤的pH分别调至5.0、5.5、6.0、6.5和7.0,需要加入熟石灰的用量如下表所示。
土壤pH
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
熟石灰用量(千克/公顷)
0
1492
3154
4815
6477
8139
在同一土壤交替种植水稻和油菜,水稻、油菜产量随土壤pH的变化如下图所示。
实验结果表明:用熟石灰对酸性土壤进行改良可以提高水稻和油菜的产量。
依据文章内容回答下列问题。
(1)我国南方部分稻田土壤出现酸化的表现是 。
(2)土壤酸化与二氧化硫的排放有关,空气中二氧化硫增多的原因是 (写一点)。
(3)假设土壤中的酸性物质为硫酸,写出熟石灰改良酸性土壤的化学方程式 。
(4)将pH=4.5的酸性土壤改良为pH=6.5,每公顷需要加入熟石灰的质量为 kg。
(5)由图1可得出“2016、2017、2018三年,土壤的pH对水稻产量影响的变化趋势基本相同”,这一结论 (填“成立”或“不成立”)。
(6)由图2可得出,油菜的产量与土壤pH的关系为 。
(7)预防土壤酸化可以采取哪些措施 (写两点)。
14.阅读下面短文。
酵母与泡打粉:生活中制作糕点、馒头时一般都要添加酵母或泡打粉进行发酵。在面团发酵初期,面团中的氧气和其他养分供应充足,酵母的生命活动非常旺盛,进行着有氧呼吸,淀粉水解成麦芽糖。接着面粉中原有的微量蔗糖及新产生的麦芽糖水解生成葡萄糖与果糖,最后被酵母氧化成二氧化碳和水。面团中的氧气有限,酵母的有氧呼吸逐渐转为无氧呼吸,生成的二氧化碳在面筋的网络中出不去,加热蒸烤时,二氧化碳受热膨胀,使糕点变得松软。用酵母做的食品松软可口,有特殊风味,易于消化。酵母本身含有丰富的蛋白质及维生素B,可以增加营养价值,因此面点大都用酵母发酵。糖和油对酵母菌有抑制作用。用酵母发酵耗费的时间长,而且发酵时间与温度相关(如图)。因此,也有用泡打粉来代替酵母制作糕点的。泡打粉一般是碳酸氢钠与酒石酸的混合物,通常为碳酸盐与固态酸。将泡打粉调和在面团中,碳酸氢钠与酒石酸遇水以及碳酸氢钠受热时都会产生出二氧化碳气体,使面点成为疏松、多孔的海绵状。泡打粉使用时不受发酵时间限制,随时可用,对多油多糖的面团也照样起发泡疏松的作用。缺点是它的碱性会破坏面团中的维生素,降低营养价值,若混合不均匀反而会导致面制品中有的地方碱太多发黄而不能吃。
依据文章内容回答下列问题。
(1)用酵母和泡打粉都能使制作的面食疏松多孔,是因为 。
(2)在5-10h内,酵母发酵的最佳温度是 。
(3)酵母本身营养丰富是因为 。
(4)NaHCO3的俗称是 。
(5)下列有关酵母和泡打粉的说法中,正确的是 。
A 酵母发酵的过程中既有有氧呼吸也有无氧呼吸
B 消化功能较弱的人宜食用酵母发酵制作的面食
C 泡打粉的发酵效果与面团中含糖、含油多少无关
D 酵母可以直接使面团中的淀粉转化为二氧化碳和水
15.阅读材料,回答问题:
氯元素(Cl)是一种重要的非金属元素,氯气是双原子分子,在通常情况下为黄绿色气体。氯原子在化学反应中易得到1个电子,达到8电子的稳定结构,氯气化学性质很活泼,具有较强的氧化性,能与多种金属和非金属直接化合,还能与水、碱等化合物反应。氢气可以在氯气中剧烈燃烧,生成苍白色火焰,放出热量,生成氯化氢(HCl)。
(1)氯气的化学式为 ,其原子核外电子总数为 ;
(2)请总结氯气的化学性质 ;(找出一点即可)
(3)氯气是一种有毒气体,你认为闻氯气的方法是: ;
(4)氢气在氯气中燃烧的化学方程式: 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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