2024年中考化学复习分项专练---科普阅读题

2024年中考化学复习分项专练---科普阅读题 1．阅读下列短文，回答相关问题。 氢能的生产与储存 氢能作为21世纪人类可持续发展的清洁可再生能源，更是实现“碳中和”和“碳达峰”的最有效途径之一。 一、氢气的生产 目前，常见的氢气制备方法除了电解水制氢法以外，还有如下几种方法： ①光催化制氢。如在二氧化钛微粒催化下利用光能分解水得到氢气和氧气。 ②生物质发酵制氢。利用厌氧菌发酵水解淀粉和纤维素得到葡萄糖，在酶的作用下进一步转化为氢气。 ③利用化石能源制氢。常用水蒸气改质法和部分氧化法。 水蒸气改质法是利用水蒸气和碳氢化合物反应制造氢气。 部分氧化法是使碳氢化合物与氧气催化反应生成氢气。例如，甲烷部分氧化法的制氢工艺如下所示。 二、氢气的储存 目前的储氢方法主要是高压气态存储和低温液态储氢，两种储氢方法存在一定的安全隐患。因此，目前人们在重点研究固态储氢。Mg-Y-Ni储氢合金是我国科学家研究的一种新型储氢材料。其吸收和释放氢气的效率如下图所示。 (1)生物质发酵法原理如下：，R的化学式是 。 (2)部分氧化法中，CO转化时与高温水蒸气反应的化学方程式是 。去除二氧化碳时采用加压、降温的方法得到气态H2和液态CO2。原理是利用CO2与H2的 不同。 (3)甲、乙、丙、丁四种材料中储氢性能最好的是 ，原因是 。 2．【科普阅读】 据央视新闻报道：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。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”。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。如镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生反应生成氢化镁（MgH2）。 固态氢能发电：其形式之一是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化学反应，产生直流电，可实现能量的转化，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。 随着绿色、循环、低碳等技术的不断发展，化学正在为建设美丽中国贡献巨大力量!依据所给信息，回答下列问题： (1)光伏发电得到的“绿氢”，主要通过 产生的余电将水分解而获得。 (2)镁属于 （填“金属”或“非金属”）。镁在储氢过程中有化学变化发生，判断的依据是过程中生成了 （填名称和化学式）。 (3)MgH2中氢元素的化合价为 ，其易与水发生反应生成Mg（OH）2（氢氧化镁）和H2，请写出MgH2与水反应的化学方程式 。据此，镁系合金储氢装置需要注意的安全问题之一是 。 3．2013年3月浙江大学实验室里诞生了世界最轻的固体材料——“碳海绵”，被称为压不弯的狗尾巴草！是一种气凝胶，主要成分是石墨烯和碳纳米管（二者都是碳单质）。“碳海绵”的横空出世给世界材料科技带来辉煌前景！可用于： ①实心耐油海绵柱——防止海上石油泄漏 ②单面复合布医用海绵——给病人包扎 ③高效空气过滤网——用于雾霾天气口罩。由此请说出“碳海绵”的三条性质 。 4．请阅读下面关于“新型灭菌消毒剂——”的短文，回答有关问题。 目前，新冠肺炎疫情在我国已基本得到控制，但在西方国家仍肆虐流行。为抑制新冠病毒传播，“含氯消毒剂”被广泛使用，其中就包含一种新型灭菌消毒剂——。在通常情况下，是一种有刺激性气味的黄绿色气体，熔点-59℃，沸点11℃。受热或者见光易分解，具有强氧化性。含有2%和0.085% 的水溶液无色、无臭、无腐蚀性，常温下稳定，不易分解，是特性优良、高效安全的消毒剂。我国已逐渐使用取代氯气（）对饮用水进行消毒。 (1)中Cl元素的化合价为 ，Cl原子的核内有17个质子，请画出Cl原子的原子结构示意图 。 (2)宜密封保存在棕色试剂瓶中并置于 环境中。 (3)与热水反应的化学方程式为，X的化学式 。 5．阅读短文并回答问题。 海水制氢辟新路 海水中含有氯离子 、钠离子 、硫酸根离子 、镁离子 、钙离子 、钾离子等。氯离子和镁离子的存在 ，会干扰电解海水制氢。在电解过程中氯离子转化为有毒气体—氯气 ；镁离子 会生成难溶的氢氧化镁沉积在电极表面 ，影响电极寿命 。我国研究团队研制出了海水直接 制氢新技术 ，实现了无副反应、无额外能耗的制氢 ，其原理如图所示。 (1)我国研究团队研制的全球首套 400 升/小时制氢装备 ，在海水中连续运行超 3200 小时 ，验证了这一技术的稳定性和规模化。A 电极与电源的 （填“正 ”或“负 ” ）极相连。 (2)直接电解海水制氢，生成的氢氧化钠与海水中的氯化镁反应 ，生成氢氧化镁沉淀和氯化钠。 ①产生沉淀的化学方程式是 。 ②直接电解海水制氢 ，可能引起的环境问题是 。 6．阅读下列材料，回答相应问题。 材料一：锂元素的原子结构示意图及其在元素周期表中的部分信息如图所示。 材料二：锂曾被称为“白色黄金”，银白色，质软，是最轻的金属。锂是一种活泼金属，能与氮气、氧气、水等物质反应。电解熔融氯化锂可制得金属锂，同时生成氯气(Cl2)。锂及其化合物用途广泛，可用作电池材料。 (1)锂的相对原子质量为 。 (2)锂的物理性质： (写一条)。 (3)锂与氧气反应生成氧化锂，氧化锂的化学式为 。 (4)锂离子电池的正极材料含有LiFePO4，已知Fe化合价为+2，则Р化合价为 。 (5)提出保存金属锂的建议： (写一条)。 7．海水淡化 地球是一个美丽的“水球”，表面约71%被水覆盖，淡水仅占总水量的2.5%，其余是海水或咸水。海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。全球海水淡化水的用途如图1所示。 海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质，能耗大，成本高，膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受到限制。有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜，可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。 阅读分析，解决问题： (1)全球海水淡化水的用途排在首位的是 。 (2)热分离法中，将水与非挥发性物质分离是利用它们的 不同，发生的变化属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)，热分离法的缺点是 。 (3)利用石墨烯海水淡化膜进行海水淡化的原理是 。 (4)海水淡化除去的一种离子是 (写符号)。 (5)除上述方法之外，还可通过 的方法将海水淡化。 8．氮气(N2)是空气中含量最多的气体，是一种宝贵的自然资源，用途极为广泛。常用于粮食、水果、蔬菜等的充氮贮藏与保鲜，果汁、生油及果酱等的充氮排氧保鲜等；在冶金工业中用作连铸、连轧、钢材退火的保护气；还能在塑料生产及贮藏中防氧化。化工上氮气和氢气在高压、高温、催化剂的条件下反应合成氨气，氮气还是合成纤维(锦纶、腈纶)、合成橡胶等的重要原料。也是生产碳酸氢铵、氯化铵、硝酸铵等的重要原料。 近些年，科学家发现高纯N2，被离子化后，通过氮离子束溅射技术，以高纯石墨为靶材沉积出的氮化碳薄膜是一种性能优越的光伏材料，氮化碳薄膜中碳、氮元素的质量分数与氮离子束能量的关系如图所示。 依据所给信息，回答下列问题： (1)空气中N2的体积分数约为 ，氮原子的结构示意图是 。 (2)N2能在塑料生产及贮藏中防氧化，体现了N2的 性质。 (3)化工上用氮气和氢气合成氨气的反应的化学方程式为 。 (4)合成纤维属于 材料。 (5)用氮气生产的氯化铵(NH4Cl)中氮元素的化合价为 ，氯化铵的一种常见用途是 。 (6)氮化碳薄膜中碳、氮元素的质量分数与氮离子束能量的关系为 。 9．海水淡化：地球的表面约71%被水覆盖，淡水仅占总水量的2.5%，其余是海水或咸水。海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。 海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质，能耗大、成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受限制。有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜。可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图所示。 阅读分析，解决问题： (1)海水淡化后所得淡水的用途有哪些?（至少写出两种） (2)从微观角度分析热分离法淡化海水时蒸发和冷凝过程中水分别发生的变化。 (3)热分离法不能大规模用于海水淡化的原因是什么? (4)结合图文分析，利用石墨烯膜分离法淡化海水时，哪种微观粒子能通过淡化膜? (5)膜分离法淡化海水的过程，类似于实验室中哪种实验基本操作? (6)石墨烯是由碳原子构成的纯净物，请你判断石墨烯属于哪类纯净物。 (7)结合资料分析生活中我们应该节约用水的原因。 10．2022年2月4日至20日，第24届冬奥会在北京成功举办。作为历届奥运会中备受关注的元素之一，此次冬奥火炬“飞扬”一经亮相就吸睛无数。    冬奥火炬“飞扬”采用氢气作燃料，替代了传统燃料丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10），保证了火炬在极寒天气中能使用，即使温度再低也不影响火炬燃烧。“飞扬”将碳纤维与高性能树脂结合在一起做成碳纤维复合材料，质量只有钢的四分之一左右，强度是钢的7～9倍。为实现耐高温，火炬上半段燃烧端在1000℃以上高温中进行陶瓷化，有效解决了在高温制备过程中火炬外壳起泡、开裂等难题，达到了既能耐高温又耐火的要求，实现了燃烧温度大于800℃氢气燃烧环境下的正常使用。碳纤维复合材料制造的“飞扬“与传统的铝合金火炬相比，既分量轻又更牢固，摔不坏，还避免了冬季传递时冰凉的触感。 请阅读以上科普材料，回答下列问题。 (1)写出火炬中氢气燃烧的化学方程式 。 (2)下列物质中属于有机化合物的是 （填字母序号）。 A．丙烷 B．丁烷 C．氢气 D．铝合金 (3)火炬“飞扬”中所采用碳纤维复合材料具有的优良性能有 （填字母序号）。 A．密度小 B．强度高 C．导热性强 D．耐高温 11．阅读下面的科普短文，回答相关问题。 “可燃冰”是一种新型能源，在我国南海储量很高。我国是全球第一个实现在海域“可燃冰”试开采中获得连续稳定产气的国家。可燃冰是CH4被H2O分子形成的笼包裹(如图)，在海底低温和高压作用下形成的甲烷水合物，因其外观像冰且遇火可直接点燃，被称作“可燃冰”。1立方米可燃冰可释放出160~180立方米的天然气，其能量密度是煤的10倍，而且燃烧后不产生任何残渣和废气。可燃冰深藏海底，但开采难度很大，原因之一是可燃冰极不稳定易爆炸，大量甲烷气体涌入大气层，会产生比二氧化碳更为严重的温室教应。置换法是开采方法之一，将CO2液化后进入1500米以下的洋面，就会生成二氧化碳水合物沉入海底，因CO2较甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子置换出来。 (1)甲烷水合物称作“可燃冰”的原因是 。 (2)下列说法错误的是 (填字母序号) A．可燃冰属于纯净物 B．开采可燃冰不会产生环境问题 C．可燃冰和冰的成分相同 D．二氧化碳水合物比可燃冰稳定 (3)可燃冰成分甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式为 。 (4)与化石燃料相比较，开采可燃冰的积极意义有 (写一条)。 12．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)下述葡萄酒生产步骤中属于化学变化的是______（填序号）。 A．葡萄除梗 B．榨汁 C．葡萄汁发酵 (2)在4℃时，酿酒葡萄储存4周时，腐烂率最低的是______（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．葡萄汁发酵时最好隔绝空气 B．二氧化硫属于空气污染物，溶于雨水后会形成酸雨 C．为确保有效抑制杂菌的滋生，二氧化硫添加越多越好 (4)葡萄糖（C6H12O6）属于 （填“有机物”或“无机物”）， 其中C、H、O的原子个数比为 （填最简比） (5)酒精可以做燃料，属于 （填“可再生能源”或“不可再生能源”），其完全燃烧的化学方程式为 。 13．中国积极布局储能行业，深耕“钠离子电池”领域，为未来能源革命再添“一把火”。钠离子的结构简图如图1所示。钠离子电池是一种可充电电池，主要依靠钠离子在正极和负极之间的移动来工作，与锂离子电池工作原理相似(如图2所示)。 (1)由图1可知钠离子核电荷数为 ，推测钠原子最外层电子数为 。 (2)图2中放电时的变化为 →Na+(写化学符号)，此过程是 (填“得”或“失”)电子。 (3)图2是钠离子电池微观示意图，图中的“铝箔”是起承接钠原子的作用。废旧钠离子电池回收处理时，粉碎筛选后，若将固体用盐酸浸泡处理，金属铝与盐酸反应的化学方程式为 ，浸泡液中的金属离子主要有Al3+、 (写化学符号)。 (4)若钠离子电池技术上得到突破，取代锂离子电池，从原料角度看，现实意义是 。 14．地球是一个美丽的“水球”，表面约71%被水覆盖，淡水仅占总水量的2.53%，其余是海水或咸水，海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。全球海水淡化水用途如图1所示。海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用热发和冷凝分离水与非挥发性物质，能耗大，成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受到限制，有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜。可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。 依据上文，回答下列问题。 (1)根据图1全球海水淡化水用途排在首位的是 。 (2)限制热分离法大规模应用的原因是 。 (3)石墨烯海水淡化膜允许通过的微粒是 （用化学符号表示）。 15．阅读下面的短文，回答问题。 2021年2月10日晚，天问一号探测器抵达火星轨道，将于5月至6月择机实施火星着陆，开展巡视探测。 火星的大气密度只有地球的大约1%，主要是由二氧化碳（95.3%）、氮气（2.7%）、氩气（1.6%）和微量的氧气（0.15%）和水汽（0.03%）组成的。火星表面平均温度为零下55℃，以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有沙尘暴发生。火星表面的土壤中含有大量氧化铁，火星就像一个生满了锈的世界。天问一号用了两种气凝胶材料，分别用来应对“极热”和“极寒”。气凝胶是一种具有纳米孔隙结构的材料，大量的纳米孔隙可以把单个的气体分子关起来，让气体分子既不能流动也不能彼此接触。 气凝胶材料主要有二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶和碳气凝胶等。把一块气凝胶放置在一个新鲜的花蕾上，不会对花蕾造成任何的影响。气凝胶材料可以给火星车减负，让火星车“跑”的更快，“跑”的更远。 (1)气凝胶材料能应对“极热”和“极寒”，与气凝胶的 结构有关。 (2)火星不适于地球生命生存的原因之一是 。 (3)写出几种气凝胶材料中所有属于氧化物的化学式 。 (4)火星呈现红色的原因是 。若用火星土壤在高炉中炼铁，发生反应的化学方程式是 。 (5)气凝胶的一条性质是 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$