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2024年中考化学专题训练题---科普阅读题
1.阅读科普短文,回答下列问题。
天然气不仅是优质的能量来源,还是宝贵的化工资源。经过多年努力,我国在天然气的开发利用方面已取得重大突破。
方法一:煤气化生成一氧化碳和二氧化碳。在高温、高压和“甲烷化催化剂”的作用下,一氧化碳、二氧化碳分别与氢气反应生成甲烷,其中“甲烷化催化剂”在这两个化学反应过程中发挥着至关重要的作用。
方法二:开发煤层气。煤层气指储存在煤层中,以甲烷为主要成分的烃类物质,俗称“瓦斯”,是与煤伴生、共生的气体资源。
方法三:开发可燃冰。可燃冰的主要成分是甲烷水合物,甲烷水合物能稳定存在的压强和温度范围如图所示。可燃冰一旦离开海床便迅速分解,容易发生井喷意外,还可能会破坏地壳稳定平衡,引发海底塌方,导致大规模海啸,所以可燃冰的开采困难。
根据以上材料,回答下列问题:
(1)方法一中提到的一氧化碳、二氧化碳分别转化为甲烷的关键反应条件是使用 。
(2)方法一中一氧化碳转化为甲烷的原理可以表示为:CO+3H2CH4+H2O,则二氧化碳转化为甲烷的原理为 (写化学方程式)。
(3)根据方法三,判断有关可燃冰的说法正确的是______。
A.在15℃和100atm时,可燃冰能稳定存在
B.可燃冰开采时若出现差错,可能导致严重的自然灾害
2.连日来,华为低调上市的Mate60 Pro引发的舆论热度居高不下。华为“上新”让人们看到,科技自立自强这条路纵然千难万险,但终有“轻舟已过万重山”之时。本机采用昆龙玻璃+喷砂金属框架,其中含有的金属铁是一种银白色金属,产品常制成丝状、片状和箔状。取丝状该金属在空气中用酒精灯火焰直接加热,不能燃烧。但是在氧气中可以剧烈燃烧,火星四射,生成四氧化三铁(Fe3O4)。根据以上信息回答下列问题:
(1)铁的物理性质 。
(2)铁的化学性质 。
(3)请写出铁与氧气反应的文字表达式 。
3.在日常生产生活中,“含氯消毒剂”被广泛使用,如氯气(Cl2)、84消毒液、二氧化氯(ClO2)、澡白粉等。84消毒液主要成分包括氯化钠、次氯酸钠(NaClO),其中有效成分为次氯酸钠。市售84消毒液的有效氯质量分数为5.1%~6.9%,须稀释后再使用,但是不能将84消毒液与酸性产品(如洁厕类清洁产品)同时使用。
二氧化氯正在逐渐取代氯气用于饮用水消毒。常温常压下,ClO2是一种有刺激性气味的黄绿色气体,熔点-59℃,沸点11℃,1L水中大约能溶解2.9gClO2。ClO2受热或者见光易分解,具有强氧化性和很强的腐蚀性。含有2%ClO2和0.085%Na2CO3的水溶液,常温下稳定,不易分解,可用于杀菌、消毒、除臭、防霉、保鲜,是特性优良、高效安全的消毒剂。
(1)ClO2名称是 。
(2)下列消毒剂中,不属于“含氯消毒剂”的是_________(填字母序号)。
A.84消毒液 B.双氧水 C.氯气 D.过氧乙酸(C2H4O3)
(3)若将84消毒液与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合使用,会产生一种有刺激性气味、有毒的单质气体。该单质气体的化学式为 。
(4)下列有关ClO2的说法正确的是_______(填字母序号)。
A.0℃时,ClO2为黄绿色气体
B.常温下,100g水中大约能溶解0.29gClO2
C.用棕色试剂瓶盛装ClO2,并置于冷暗处保存
D.ClO2溶液浓度越小,杀菌效果越好
(5)ClO2遇热水能反应生成氯气、氧气和次氯酸(HClO),已知每8分子ClO2与2分子H2O恰好完全反应,则该反应的化学方程式为 。
4.2023年3月25日,我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统。
步骤1:光伏发电制氢:利用太阳能产生的余电,将水分解并转化为氢气,可以得到“绿氢”。
步骤2:固态储氢:利用固体与氢气发生物理吸附或化学反应等作用,可以把氢气储存起来。如镁镍合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生作用生成氢化镁。
步骤3:固态氢能发电:在一定条件下将固态储氢装置释放的氢气注入燃料电池。氢气在燃料电池中与氧气发生反应,产生直流电,实现能量的转化,为我们提供“绿电”。
能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化,实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换,很好地解决了新能源发电的随机性、季节性波动强的难题。
(1)将光伏发的电用于电解水制氢,请写出该反应的化学方程式 。
(2)镁镍合金在储氢过程中发生 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)在高压条件下,氢气能被压入电池中,高压加注时氢分子间的间隔变 (选填“大”或“小”)。
(4)氢能作为能源新贵,其优点是 。
5.阅读下面科普短文。
购物小票你知多少
日常生活中,我们到超市购物结账时,都会拿到一张购物小票。网上曾流传“购物小票中含有毒的双酚A”的说法引发关注。
疑问1:小票中的双酚A是什么?
双酚A(BispHenol A,简称BPA)其化学式为C15H16O2,通常状况下为白色结晶粉末,稍有酚味,不溶于水,能溶于碱溶液、乙醇、丙酮等。它是商业上使用量较大的化学品,可在热敏纸上充当显影剂和无色染料,这种热敏纸广泛用于飞机票、ATM机、加油机和收银机的凭据以及其他类型的小票。
疑问2:双酚A影响健康吗?
双酚A的确是一种有毒的化学物质,常温下稳定,高于100℃以上会释放,达到一定剂量会给身体带来健康隐患。专业机构检测结果显示,类似这种超市的购物小票中每100g约含有1g的双酚A,人们在接触过程中的摩擦只会导致部分双酚A转移。也就是说即使是超市的收银员,按照每天接触200g到300g的热敏纸,折合下来也就是1g到2g双酚A的水平,它的量非常低。因而专家表示,即使是超市收银员的工作,也是比较安全的。虽然是在安全范围内,但还是要尽量通过一定的措施减少人体对其的接触和吸收。
疑问3:如何减少双酚A的吸收?
用手接触购物小票,小票中的双酚A会转移到手上,并能够经过皮肤被人体吸收。当使用含有皮肤渗透增强剂的消毒液后,转移量和吸收量还会大大增加。研究者们做了这样一个实验,先让被试者在刚使用完手部消毒液还未干透的情况下,用手掌握住购物小票;而在另一个实验中,被试者则用未使用过消毒液的干燥的手掌握住购物小票。随后研究者们用不含双酚A的湿巾擦拭被试者手掌表面,对残留的双酚A进行提取和分析。结果如下图所示:
虽然权威部门对低剂量双酚A的毒性尚未得出确切的结论,不过采取谨慎的态度,在日常生活中尽量减少对双酚A的接触还是有意义的。目前已有一些造纸企业采用了其他材料来代替双酚A.作为个人,通过养成一些良好的生活习惯,也可以帮助我们减少接触到双酚A,如日常生活中接触小票后,及时洗手可以较容易的冲洗掉。依据文章内容回答下列问题。
(1)双酚A的物理性质有 (写出1条即可)。
(2)日常生活中接触购物小票,其中的双酚A不会对健康产生影响,其理由是 。
(3)根据图2可得出的结论是 。
(4)下列说法不正确的是______(填字母序号)。
A.双酚A是一种有毒的化学物质
B.使用过消毒液的手,尽量擦干后再接触小票
C.日常生活所接触的物品中,只有购物小票中含有双酚A
D.图A中手掌上BPA含量先升高后降低,降低的原因是BPA释放了
(5)请你提出1条日常生活中减小接触到双酚A的建议 。
6.从原子论到分子学说
原子-分子论的创立,奠定了近代化学的基础,阅读下列材料回答问题:
材料一:1803年,道尔顿提出原子论,认为所有物质都是由原子构成的。单质由原子直接构成,同种原子相互排斥不能结合;化合物由“复杂原子”构成,“复杂原子”由不同原子按一定整数比例简单构成。
材料二:1811年,阿伏伽德罗引入新的概念—分子,提出了分子学说。对于化合物而言,分子相当于道尔顿所谓的“复杂原子”;对于单质而言,同种原子可以结合成单质原子。
(1)完成下列表格
物质
葡萄糖
氢气
二氧化硫
氦气
构成物质的微粒(写微粒符号)
(2)上表微粒中符合道尔顿“复杂原子”的是 (写化学式)。
(3)你同意材料一中加点部分的观点吗? ,请选用(1)表中的物质说明理由 。
(4)从原子论的创立到分子学说的提出,谈谈你对科学理论的发展有何感想 。
7.阅读下列短文,回答问题。
氨(NH3)是一种重要的化学物质,可用于制造硝酸和氮肥。氨主要来自于人工合成。1909年,弗里茨·哈伯成功地利用氨气和氢气合成出氨气。工业合成氨的流程如图(左)所示。为了找到合成氨反应合适的催化剂,人们做了6500多次实验,发现铁触媒效果较好。在铁触媒作用下,用体积比为1:3的氮气和氢气合成氨,当容器中氨的含量不再发生变化时(平衡时),测得氨的含量分别与温度和压强的关系如图(右)所示。至今全球合成氨年产量超千万吨,其中大约85%的氨用于生产氮肥,缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾。
(1)请标出氨气中氮元素的化合价 。
(2)工业上获得大量N2的方法属于 变化(物理或化学);从微观角度看流程图中操作②,冷却过程发生了什么变化? 。
(3)请写出合成塔中步骤①的化学反应方程式 。
(4)按下列条件进行合成氨反应,平衡时氨的含量最高的是 (填字母)。
A.200大气压、300℃ B.200大气压、500℃
C.400大气压、300℃ D.400大气压、500℃
8.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,接者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,因此大多数面点用酵母发酵。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(如图所示)。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)酵母本身营养丰富是因为 。
(3)在5-10h内,酵母发酵的最佳温度是 。
(4)写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式 。
(5)下列有关酵母和泡打粉的说法中,正确的是___________。
A.酵母可以直接使面团中的淀粉转化为二氧化碳和水
B.消化功能较弱的人宜食用酵母发酵制作的面食
C.酵母发酵的过程中只有无氧呼吸
D.用泡打粉蒸馒头时,在“加水揉面”和“蒸”的过程中,均能起到蓬松作用
9.阅读下列短文,回答问题。
火箭的燃料多种多样,其中液氢燃料是最清洁的火箭燃料,燃烧产物是水。也是未来火箭燃料的发展趋势之一。液氢由气态氢气加压降温制成,氢气在通常状况下,是一种无色无味、难溶于水、在相同条件下密度最小的气体。它在空气中能安静地燃烧,产生淡蓝色的火焰。工业上常用电解水的方法制取氢气,水在通电的条件下生成氢气和氧气。氢气由于制取原料(以水为原料制取)丰富、燃烧产物是水(无污染)、燃烧放出热量多等优,点,因此被人们所推崇。
(1)氢气的物理性质 (只答一条即可)。
(2)若在实验室制取氢气,可以采用排水法收集,其原因是 。
(3)氢气燃烧的反应文字表达式 。
(4)液氢作为火箭燃料的优点有 (写一条)。
10.阅读下列科普短文,回答相关问题。
2021年2月,我国在张家口建成了首个加氢站(氢气),为2022年冬奥会崇礼赛区大巴加注氢能。作为全国运营氢能公交车最多的城市,张家口市已有 214 辆氢能公交车在运行。
氢气不仅是清洁燃料,而且能实现污染物净零排放。氢气燃烧值高,单位质量氢气燃烧放出的热是天然气的2.6倍、汽油的 3.1倍、煤炭的4倍。
氢能在多个行业有着广阔的应用前景。在运输行业,与传统燃油汽车比,氢燃料汽车不产生污染,同时又比电动汽车加注时间短、续航更远。较长距离、固定路线的快递货车和载重货车等重型卡车,以及水上交通运输等都可大规模应用氢能。
氢能可作为固定能源用于建筑、社区等的备用供能。燃气(CH4)中混入一定量的氢气,燃烧使用与天然气相同,但单位质量燃烧放热更高、碳排放更低。风力发电和太阳能发电与居民用电在季节上、昼夜交替和有风无风等方面存在不匹配问题,而氢能恰好可用来补充调节备用。
氢气可作为化学过程的原料。比如,直接用氢气炼铁(氢气和氧化铁反应)已经成为绿色炼铁的重要发展方向。传统的炼铁采用一氧化碳和氧化铁高温下反应生成液态铁水和二氧化碳,是一种传统的高碳排放行业。采用氢气和氧化铁加热反应,既能降低能耗,又大大减轻了碳排放。
氢气制备来源广泛,可由多种方式制备而得。制备方式不同,得到的氢名称也不同,有绿氢、蓝氢、灰氢和棕氢( 褐氢) 之分。
绿氢由电解水得到,或由氨(NH3)高温分解得到,或生物质气化、光解水得到。电解水是绿氢制备的主要方式,整个过程零碳排放。比如利用风力发电和太阳能发电所产生的电能电解水,技能很好地生成绿氢,也能很好地解决风、光发电所存在电力浪费问题。
蓝氢来自于天然气,由蒸汽甲烷热解等方式转化制取。灰氢主要通过焦炉煤气、氯碱尾气等制备。棕氢 ( 褐氢) 由煤炭、石油等高碳化石能源制备。蓝氢、灰氢 和棕氢( 褐氢) 产自化石能源和工业尾气的制氢过程。
氢能的开发利用尚处于起步阶段,需要解决制备氢气、储存、运输和安全使用等多个瓶颈。尽管如此,氢能在环保和能效方面所具有的巨大潜力正在吸引全世界科学研究和产业投资。有志青少年可投身于氢能开发研究,未来一定大有可为!
(1)氢能是一种清洁燃料的原因是 ;燃烧16g甲烷放出的热是893千焦(kJ),则燃烧16g氢气放出的热是 kJ。
(2)将天然气(甲烷)和氢气混合,充分燃烧,燃烧的产物是 ;在实验室将混合燃气点燃前,需要进行的操作步骤是 。
(3)氨气高温分解可制得绿氢和另一种单质,该单质的分子式是 ;太阳能发电电解水除了生成绿氢,还可得到另一产物的分子式是 。
(4)传统炼铁的反应方程式是:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。参照该方程式,写出用氢气炼铁的化学反应方程式 。
11.阅读下列短文,回答问题。
积极探索新型清洁能源有助于促进我国加快产业结构的优化。氢能是一种热值高、能量大、来源多样的绿色能源。现阶段使用天然气等化石能源重整制氢,以及电解水制氢。
可燃冰外观类似冰,主要含甲烷水合物(由甲烷分子和水分子组成),还含有少量二氧化碳等气体。温度不高、压力足够大、有甲烷气源时,甲烷可与水生成甲烷水合物,分散在海底岩层的空隙中、甲烷水合物能稳定存在的压强和温度范围如图所示。甲烷还是重要的化工原料,可制造氢气、炭黑、已炔、氰化氢等。
(1)可燃冰属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)可燃冰中主要成分甲烷具有可燃性,写出其完全燃烧的化学反应方程式: 。
(3)下列有关说法正确的是______。
A.海底温度低,压强大,有利于甲烷的溶解
B.在 300atm 下,任何温度下都可以形成可燃冰
C.可燃冰开采不合理,会造成温室效应或者海底塌方等
D.可燃冰作为燃料优点是燃烧热值大,对环境不会造成污染
(4)请写出甲烷水合物能稳定存在的压强和温度规律 。
12.阅读下列科普材料,回答相关问题。
镉(Cd)元素位于第五周期ⅡB族,原子序数是48;镉(Cd)是银白色有光泽的金属,熔点320.9°C,沸点765°C,密度8.64g/cm3,能导电、导热,有延展性;镉在潮湿空气中缓慢氧化并失去金属光泽;镉可溶于酸,但不溶于碱;镉在金属活动顺序表中位于铁、锡之间,镉元素在化合物中常显+2价。水体中的镉元素通常以氯化镉的形式存在,氯化镉易溶于水,氢氧化镉、碳酸镉均难溶于水。镉对人体十分有害,摄入过量镉污染的食品和水,会引起肺和肾脏疾病。目前治理被镉污染的河水或土壤的方法是投入一些药剂,使Cd2+形成沉淀,以降低Cd2+的浓度。
(1)单质镉的物理性质有 (任写两点)。
(2)写出铁与氯化镉溶液反应的化学方程式: 。
(3)氢氧化镉的化学式为 。
(4)某河段的镉污染主要是因为河水中含有氯化镉,要治理该污染你认为可以投放的药剂为 (填化学式)。
13.阅读下列材料,回答问题:
“新材料之王”石墨烯的生产是以石墨为原料。从石墨中剥离出来的单层碳原子晶体,是目前为止最薄的二维纳米碳材料。1mm 厚的石墨大约包含 300 万层石墨烯。因其结构特殊,石墨烯具有很多优异性能, 如极高的导热性、导电性、高强度、以及稳定性等。
由于金刚石资源稀少,价格昂贵,难以满足需求,早在 20 世纪 30 年代就已经有了生产人造金刚石的 工厂,所用的原料也是石墨。遗憾的是,这样做成的人造金刚石虽然和天然金刚石硬度相当,但透明度和外形都达不到天然金刚石的水平。
(1)请写出石墨烯的物理性质 (写一条即可)。
(2)石墨,石墨烯、金刚石都是由碳 构成。(填“分子”、“原子”或“离子”)
(3)请写出人造金刚石的一种用途: 。
14.阅读材料,回答相关问题。
钠元素在自然界中分布很广,常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在。
钠是一种银白色金属,质软。金属钠的性质很活泼,能与许多物质发生化学反应。钠暴露在空气中,与氧气反应生成氧化钠(Na2O),钠遇水立即发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气。因此,实验室常将钠保存在煤油中。金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金熔点低,常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂。利用钠的强还原性,在一定条件下可以将钛(Ti)、锆(Zr)等稀有金属从其氯化物中置换出来。
(1)自然界中钠元素以 (填“单质”或“化合物”)形式存在。
(2)金属钠应保存在 中。
(3)过氧化钠中的阳离子为Na+,1个Na+中含有的电子数为 。
(4)钠钾合金可用作热交换剂,由此推测钠钾合金具有良好的 性。
(5)写出高温下钠与四氯化钛(TiCl4)反应的化学方程式: 。
15.【科普阅读】
石墨烯
石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子晶体,是目前为止最薄的二维纳米碳材料,1mm厚的石墨大约包含300万层石墨烯,因其结构特殊,具有很多优异性能,如极高的导热性、导电性及高强度等,被誉为“新材料之王”。
近年来,石墨烯在纺织领域的应用日益广泛,冬季体有比赛时制服就使用了石墨烯材料,其优异性能,为运动员和工作人员保暖护航。石墨烯的远红外升温特性,能瞬间升温,高效蓄热,达到超强保暖的效果。如图1为石墨烯含量对升温效果影响的测试结果。石墨烯还具有良好的防紫外线性能,可有效防止人体皮肤晒伤老化,如图2为不同石墨烯含量的纤维对紫外线透过率影响的测试结果。
随着科学技术的发展,石墨烯材料将会应用在更多的产品和领域中。
(1)“1mm厚的石墨大约包含300万层石墨烯”,说明构成物质的微粒 。
(2)写出石墨烯(主要成分为碳)完全燃烧的化学方程式 ,可以用 验证该反应的生成物。
(3)对比图1中四条曲线,得到的结论是 ,分析图2,为防止人体皮肤被紫外线晒伤老化,最好选择含 石墨烯的纤维。
(4)石墨烯因为 所以可用于制作衣服,石墨烯具有良好的导电性,它还可能的用途有 (写一种)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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