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专题一 化学与工程
例1 (2024·山西)西气东输工程是我国继长江三峡工程之后的又一项世界级特大工程,是我国天然气发展战略的重要组成部分。西气东输输气管线一期工程,西起新疆塔里木,东至上海市,是西部大开发的标志性工程。请分析图文信息,解答(1)~(4)题的相关问题。
西气东输钻探工程 西气东输第1站 西气东输跨黄工程
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(1)西气东输钻探工程。我国在超深层采气方面已有了新的突破,通过这种钻探技术主要得到的是天然气,其主要成分的名称是______。开采时,若钻穿了含有硫化氢(H2S,无色,有毒)酸性气体的岩层,应迅速使用____性钻井液进行处理,保证pH在9.5以上的工程指标。
甲烷
碱
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(2)西气东输第1站。此设备可完成天然气的收集、处理和输送,处理环节可将混合气中的CO2、N2等除去。实验室里除去CO2通常使用氢氧化钠溶液,发生反应的化学方程式为______________________________。这种全线自动化输气控制系统,尽管技术已达到较高的水准,但要做到安全运行、稳定供气,源源不断地将气体如数送达目的地,输送前工程技术人员也必须对沿线管道的质量和__________________进行检查。
CO2+2NaOH=== Na2CO3+H2O
气密性(合理即可)
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(3)西气东输跨黄工程。跨越黄河的管道,采用不锈钢、合金钢和高强度钢等材料制成,这些材料应具备的性能是__________________。由于长期处于潮湿环境,为保护管道外壁,应采取的具体措施为_____________
_______。
硬度大(合理即可)
表面刷漆(合理
即可)
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(4)西气东输横亘西东、纵贯南北,受益人口超过4亿人。这项工程开启了一个前所未有的天然气时代,作为优质、高效的________________能源,天然气自开发使用以来,已减少标煤的使用量约10.7亿吨、减少CO2排放约11.7亿吨[相当于减少_____亿吨碳的燃烧(计算结果保留一位小数)]、减少粉尘约5.8亿吨,相当于种植阔叶林36亿公顷,有效避免了对水体和________________的污染。
清洁(合理即可)
3.2
空气(合理即可)
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例2 (2023·山西)科技缔造生活,创新筑梦未来。我国飞速发展的科学技术,在让青少年深感骄傲和自豪的同时,对培养创新意识、科学精神和家国情怀都具有深远的意义。下面是我国科技领域中引起世界关注的三个典型实例。请分析图文信息,解答(1)~(4)题的相关问题。
图1 海(中国航母) 图2 陆(中国高铁) 图3 空(中国空间站)
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(1)图1:十年砺剑跨越发展,大国重器挺进深蓝。航母作为大型军舰,航行过程需要较强动力,提供这些动力的资源为常规燃油和核能。当使用燃油工作时,能量转化是________________________________________。当使用核能工作时,对其安全问题提出的要求是_____________________
_______________。
图1 海(中国航母)
化学能转化为机械能(或化学能转化为动能)
防止核泄漏(或防止核辐
射,合理即可)
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(2)图2:我国铁路电气化率达到74.9%,与燃油相比,其优点是_________
__________。“和谐号”列车车体内用到了许多环保材料,其中的塑料属于______材料。乘坐高铁时,限制携带的物品中包括火柴和打火机,其原因是________________________。
图2 陆(中国高铁)
无污染(合
理即可)
合成
防止发生火灾(合理即可)
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(3)图3:我国空间站的问天舱中,通过无土栽培种植了螺旋生长的水稻,其栽培过程用到的营养液中,需要量较大的一种营养元素为___________ (用符号表示)。值得赞誉的是,空间站的太阳能电池翼应用了我国自主研发的、全球第一的砷化镓太阳能技术。砷化镓中,砷
和镓的原子结构示意图依次为 、 ,
其中X=___,二者相比,原子结构不同之处为
_________________________________________(写一点)。
图3 空
(中国空间站)
N(或P、K)
3
质子数不同(或最外层电子数不同,合理即可)
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(4)在航母、高铁和空间站建设中,钛和钛合金以其优良的性能而得到普遍应用。钛是用铝粉与二氧化钛(TiO2)在高温条件下发生置换反应制得的,同时生成氧化铝,该反应的化学方程式为_______________________
____________。
2Al2O3
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例3 (2024·太原一模)共建“一带一路”倡议提出已超过十年。过去,中国与共建各方传承丝路精神,从理念到行动互联互通,蓬勃发展,取得了丰硕的成果,“一带一路”已经成为当今世界范围最广、规模最大的国际合作平台。请分析图文信息,解答(1)~(4)题的相关问题。
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(1)贸易互通。“一带一路”将中国的丝织品运销海外,尤其在夏季人们喜爱穿丝织品服装,是因其具有____________________的优良性能。澳洲牛奶、俄罗斯牛肉等也进入了国内市场,牛奶中含有丰富的钙元素,多喝牛奶对人体健康所起的作用是________________________(写一种)。
透气性好(合理即可)
促进生长发育(合理即可)
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(2)基建互助。基础设施互联互通是共建“一带一路”的基石,中国企业承建了多个大型基建项目,在建造过程中使用了大量钢铁,钢铁的主要成分是____。冶炼钢铁的过程中,铁水凝固成为铁锭时,发生变化的微观实质是________________。
铁
铁原子间隔变小
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(3)能源合作。中国-中亚天然气管道为中国输送的天然气在中国天然气进口量中占据重要地位,天然气的主要成分为_______。对运输天然气的管道提出的要求是____________________。启用管道运输天然气时,需先通入氮气,目的是______________________________________。
CH4
密封性好(合理即可)
排出管道空气,防止发生爆炸(合理即可)
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(4)生态共建。绿色是共建“一带一路”的底色,中国宣布海外“退煤”,停止在境外新建燃煤电厂,此项措施可有效减少空气污染物SO2、________________(写一种)等的排放。燃煤电厂废气中的SO2可用熟石灰吸收,生成CaSO3沉淀和水,反应的化学方程式为___________________
__________________。
CO(合理即可)
SO2+Ca(OH)2===
CaSO3↓+H2O
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例4 (2024·太原二模)我国推行支柱产业“立柱”,新兴产业“架梁”,一大批战略性新兴产业集群正加速核心技术攻关,无人体系的蝶变正是其中亮眼的一笔,无人机、无人船、无人车……过去神秘的“硬科技”近年来已逐渐揭开面纱,迈步进入经济社会主战场。分析图文信息,解答(1)~(4)题的相关问题。
无人机 无人船 无人车
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(1)中国无人机性能在不断提升,应用场景越来越多。消防无人机在森林火灾监测及救援指挥等方面具有其独特的优势。人工降雨是扑灭森林火灾的一种方法,其灭火原理是__________________________。可用于人工降雨的一种物质是________________。
降温到可燃物的着火点以下
干冰(合理即可)
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(2)无人船可以适应特殊、极端的各类环境,在海洋保护开发、海上维权执法中具有巨大的优势。传统的无人船壳用铝合金制造,铝合金属于______材料。现代无人船壳用碳纤维复合材料制造,这种材料更轻便,并且延长了无人船壳的使用寿命,这是因为碳纤维复合材料具有的优良性质是__________________(写一条)。
金属
耐腐蚀(合理即可)
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(3)无人配送车是物流领域的研发成果之一,大大解决了物流配送最后一公里的配送难题。作为硬件的“灵魂”,AI芯片的制作材料主要包括硅、铜等。采用湿法炼铜(铁与硫酸铜溶液反应)的化学方程式为___________________________,其基本反应类型属于___________。
Fe+CuSO4=== FeSO4+Cu
置换反应
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(4)无人机、无人船、无人车等无人体系的动力来自电池,其中一种电池是氢氧燃料电池,该电池的优点是______________。未来能够为无人体系提供电力的可再生能源是________________(写一种)。无人体系在现代生活中的应用越来越多,请再举出一例:______________________。
生成物无污染
风能(合理即可)
无人售货机(合理即可)
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4Al+3TiO2 3Ti+
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