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2025年中考化学复习能力提升系列:科普阅读题
1.阅读科普短文。工业革命以来,大量化石能源的燃烧使二氧化碳等温室气体激增,引发全球变暖等问题。同时,传统能源面临短缺与安全风险。如何高效转化利用二氧化碳,将其变废为宝,对缓解能源危机、实现“碳达峰”“碳中和”战略意义重大。利用绿色氢气与二氧化碳制备甲醇是一条重要的途径。我国科学家利用二硫化钼催化剂,成功实现了低温、高效、长寿命催化二氧化碳加氢制甲醇,为二氧化碳的低能耗、高效率转化开辟了新途径,其概念示意图如图所示。
近年来,我国能源转型升级驶入“快车道”,从风力发电到光伏电板再到氢能供应,能源供给结构持续优化,低碳、零碳能源正加速向纵深发展。
(1)“碳达峰”“碳中和”中的“碳”是指 (选填“C”“CO”或“”)。
(2)光催化制氢过程中的能量转化形式为 。
(3)反应Ⅱ的化学方程式为 。
(4)我国能源的开发与利用向 的方向发展。
2.阅读下列材料,回答相关问题。
实现碳达峰、碳中和是解决全球变暖的重要途径之一。氢能是理想的清洁能源,但目前仍存在储存成本高、长距离运输困难等弊端。氨具有可燃性,可替代煤、石油等燃料,燃烧过程不产生,相较于氢气,氨易于液化以便储存运输。但氨的燃烧具有点火困难、火焰不稳定等缺陷,不仅导致燃料燃烧效率低,部分未燃氨逃逸,且会产生大量的氮氧化物。若能与混合使用,将有望提高氨的燃烧性能,实现稳燃。研究人员对混合的氨的燃烧进行分析,随体积分数的改变,混合气体燃烧速率变化如图所示。
(1)“碳中和”中的“碳”指的是 (填字母)。
a.碳元素 b.碳单质 c.一氧化碳 d.二氧化碳
(2)用氨作燃料的优点是 、 。
(3)氨在氧气充足条件下反应生成和,而氧气不足时反应生成单质,其反应原理如下:
①氧气充足时,氨与反应的化学方程式为 。
②氧气不足时,生成物X的化学式为 。
(4)由图可知,氨对的燃烧速率也有影响,当混合气体中氨的体积分数约为 时,混合气体燃烧速率最快。
3.【科普阅读】
阅读下面材料。
氨(NH3)是一种“零碳”燃料,其理想燃烧产物为氮气和水,单位体积放热约为氢气的1.3倍。比较氨与氢气部分性质(如表)可知,氨在某些方面也具有一定优势。
纯氨燃烧非常困难,且燃烧速度较慢。氨中掺混其他燃料是提高氨燃烧速度的常见方法之一、科研人员在相同压强、不同当量比(燃料完全燃烧理论上所需的空气量与实际供给空气量之比)下,向氨中掺混其他不同燃料进行燃烧速度的检测实验,结果如图所示。
随着科技的不断发展,氨燃料有望在航海、航空和燃料电池等方面得到广泛应用。
氨与氢气的部分性质对比表
性质
氨
氢气
沸点/℃
-33.35
-252.67
溶解性
极易溶于水
难溶于水
爆炸极限*/%
15.5~27.0
4.0~74.2
*爆炸极限:容易导致爆炸的空气中可燃性气体的体积分数范围。
依据上述材料及所学化学知识,回答下列问题。
(1)文中涉及的物质中属于单质的为 (写出一种即可)。
(2)氨燃烧生成理想产物的化学方程式为 。
(3)分析表中信息,与氢气相比,氨作为燃料的优势有 (写出两点)。
(4)为实现“零碳”目标、提高燃烧速度,最优氨的混合物为 (填“甲”“乙”或“丙”),其最佳当量比在 (填标号)范围内。
A.0.50~0.75 B.0.75~1.00
C.1.00~1.25 D.1.25~1.50
4.阅读下列短文,回答相关问题。
新型碳材料——环碳
碳是一种常见的元素,在自然界中有多种形式。其外在表现形式取决于每个碳原子周围与之连接的碳原子数目。当每个碳原子与周围4个碳原子连接时,就形成了金刚石;当每个碳原子与周围3个碳原子连接时,就形成了石墨;当每个碳原子与周围2个碳原子连接时,则形成环形纯碳分子(环碳)。
同种元素组成的不同单质称为同素异形体,环碳、金刚石、石墨都是碳的同素异形体。环碳中碳原子与碳原子之间的连接方式(也叫成键方式)有两种:一种是累积烯炔型,碳原子通过连续双键连接,如
“”;另一种是聚炔型,碳原子通过单键与叁键交替连接,如“”。
2019年,牛津大学的研究团队通过环氧碳分子在5K(K是温度单位)温度下脱去CO制备环碳,验证了为聚炔型结构,转化过程如图所示。
2023年我国同济大学用全氯化萘()和全氯化蒽()两种前驱体分子,在NaCl薄膜表面上合成了两种环碳分子和。原子力显微镜显示,和均为累积烯炔型结构,如下图。
研究人员表示,该项研究提出的表面合成策略有望成为一种合成系列环碳的普适方法,合成的环碳有望成为新型半导体材料,在分子电子器件中有广阔的应用前景。
(1)金刚石和石墨物理性质差异很大的原因是 。
(2)1个全氯化萘()分子和1个全氯化蒽()分子中所含原子个数之比是 ;已知苯的结构为,结合全氯化萘和全氯化蒽的分子结构可推断,1个全氯化苯分子中含有 个氯原子。
(3)制备的转化过程中,碳元素的质量分数 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(4)用制备的化学方程式为 。
(5)下列叙述正确的是 (填序号)。
a.是碳的一种同素异形体
b.的分子中每个碳原子与周围2个碳原子连接
c.与中碳原子的连接方式都是单键与叁键交替连接。
5.可燃冰
“可燃冰”是未来洁净的新能源。它的主要成分是甲烷分子。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿。埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中,厌气性细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气(石油气)。其中许多天然气又被包进水分子中,在海底的低温与压力下又形成“可燃冰”。
有天然气的地方不一定都有“可燃冰”,因为形成“可燃冰”除了压力主要还在于低温,所以一般在冰土带的地方较多。长期以来,有人认为我国的海域纬度较低,不可能存在“可燃冰”,而实际上我国东海、南海都具备生成条件。
中国工程院院士、海洋专家金翔龙带领的课题组根据天然气水化物存在的必备条件,在东海找出了“可燃冰”存在的温度和压力范围,并根据地温梯度结合东海地质条件,勾画出“可燃冰”的分布区域,计算出它的稳定带的厚度,对资源量做了初步评估,得出蕴藏量很可观的结论。这为周边地区在新世纪使用高效新能源开辟了更广阔的前景。
阅读文本,回答问题:
(1)可燃冰形成的条件 ,它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿,写出石油综合利用的产品 (写1种)。
(2)可燃冰属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)将甲烷气体加压体积变小,该变化的微观实质 。
(4)可燃冰用作燃料时燃烧的化学方程式 。
(5)开采可燃冰应考虑的因素是 (写1点)。
6.在当今社会,人类需要的大部分能量是由化学反应产生的,最常见的就是生活燃料的利用。同学们通过对小区内居民的走访调查,了解了不同时代的家庭燃料,分析了家庭燃料迭代升级之后给生活环境带来的变化。
活动一:认识化石燃料。
新中国成立后,家庭燃料主要经历了以下几个阶段:20世纪50~60年代多数家庭以柴草为燃料,60~80年代以燃煤为主,21世纪初液化石油气和管道煤气成为家庭的主要燃料,发展至今几乎家家户户都在使用天然气。
(1)煤是复杂的混合物,主要含有 元素。煤作为燃料,主要是利用 所放出的热量。
(2)天然气的主要成分是 (填化学式),天然气充分燃烧的化学方程式为 。
活动二:探究如何合理使用燃料。
任务1:认识如何使燃烧更充分。
(3)同学们经过走访调查,了解到煤炭的使用过程中,把煤做成蜂窝煤后燃烧更加充分,请从燃烧的角度解释这一现象: 。
任务2:了解家庭燃料变化的意义。
(4)同学们查阅资料发现,充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生的二氧化硫的质量如图所示。请结合图中的信息分析家庭燃料从煤升级到天然气的原因: 。
7.向海洋进军——LNG船:航行在大洋上的巨轮中,有一种我国自主研发、制造难度堪比航母的巨轮,它就是LNG液化天然气运输船,被喻为世界造船业“皇冠上的明珠”。
天然气装载时,应该在-163℃环境下将其变为液态。而液化后的体积是气态的,大大提高了运输效率。一般17万立方米的运输船装载的液态天然气经汽化后形成的容量,可满足2418万人一个月的使用量,是一种“海上超级冷冻车”。
装载这类货物的运货系统所用钢板,含镍量达到36%,称为殷瓦钢。它非常薄,只有0.7mm,在-196℃之内,其收缩量膨胀系数非常低。它在空气中对温度的要求非常高,如在施工过程中沾上汗水,24小时内就会被锈穿,使得钢板报废。殷瓦钢还在制造精密仪器、仪表零部件中有着广泛的应用。
依据上文,回答下列问题。
(1)殷瓦钢的主要成分为 。
(2)下列关于殷瓦钢的说法不正确的是 (多选,填字母)。
A.殷瓦钢是纯净物 B.殷瓦钢的硬度比铁小
C.殷瓦钢的熔点比镍低 D.殷瓦钢中各成分均不与稀盐酸反应
(3)天然气燃烧时发生反应的化学方程式为 。
(4)LNG船可通过降温加压使天然气液化后再运输的原因是 。
8.阅读下面科普短文,并回答相关问题。
谈到二氧化硫,人们可能会想到它对人体健康和环境的危害。其实在食品行业,是一种国内外允许使用的食品添加剂,通常以焦亚硫酸钠、亚硫酸钠等形式添加在食品中,起到护色、漂白、防腐和抗氧化的作用。常用于葡萄酒的生产加工。作为保鲜剂,在低温环境下可有效减缓酿酒葡萄的腐烂。研究人员在4℃时,采用不同浓度的对酿酒葡萄进行预处理,经过四周的储藏,测得酿酒葡萄的腐烂率如下图所示。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,葡萄汁的发酵过程是在酵母的作用下将多糖转化为酒精,此过程需添加抑制杂菌的滋生,为保证安全使用,我国《食品添加剂使用标准》明确了各种食品中最大残留量如下表:
食品
蜜饯
葡萄酒
食糖
水果干
巧克力
果蔬汁
最大残留量
世界卫生组织也规定,每人每天摄入的(比体重)应控制在以内,否则会中毒。
(1)葡萄汁发酵过程中添加的作用是 。
(2)由图可知,酿酒葡萄在4℃时储存一周,腐烂率最高的是在_____。
A.未添加 B.低浓度 C.高浓度
(3)一个体重为的成年人,每天安全摄入量是在 mg以内。
(4)判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。
①按照国家标准,巧克力中的最大残留量为 。
②生产葡萄酒的步骤中,所涉及的变化均属于化学变化 。
9.阅读下面的科普短文。
四川泡菜是以白菜、萝卜等新鲜蔬菜为原料,添加食盐、白酒和花椒、干辣椒等香辛料,通过自然发酵或人工接种发酵的方式制成。泡菜的品质主要决定于发酵产生的乳酸菌和亚硝酸盐。
乳酸菌能产生多种风味物质,影响产生乳酸菌的主要因素有温度、食盐浓度,表1是四川白菜泡菜在不同浓度的食盐中乳酸菌的变化。
乳酸菌食盐浓度
生长速率
达到最大量的时间/d
最大量/(CFU/mL)
2%
很快
3~5
5%
较快
5~7
8%
较慢
7~10
表1 不同浓度食盐中乳酸菌的变化
(注:CFU为菌落形成单位)
泡菜中的亚硝酸盐主要是亚硝酸钠(),亚硝酸钠是白色至淡黄色的粉末,无臭,味微咸,易溶于水。人体摄入少量亚硝酸盐可促进心血管的健康,但亚硝酸盐在短时间内的摄入量超过0.3g就会中毒甚至致死。人体摄入过量的亚硝酸盐会与胃酸反应生成溶于水的亚硝酸(),亚硝酸不稳定分解生成三氧化二氮气体和水,三氧化二氮与蛋白质分解产生的胺类物质反应会生成强致癌物亚硝胺。泡菜的发酵方式、温度、食盐浓度等对亚硝酸盐含量都有较为明显的影响,图1在其他条件相同时,不同发酵方式的泡菜中亚硝酸盐含量的变化。
因此,在追求泡菜美味的同时,需以科学的调控方法,确保其食用安全,为享受美食保驾护航。
依据文章内容回答下列问题:
(1)亚硝酸钠的物理性质有 (写两点即可)。
(2)根据表1可知, (填“高盐”或“低盐”)环境对乳酸菌的生长有一定的抑制作用。
(3)写出亚硝酸分解的化学方程式 。
(4)下列说法错误的是______(填字母标号)。
A.泡菜的品质主要决定于发酵产生的乳酸菌和亚硝酸盐
B.亚硝酸盐不能作为任何食品的添加剂使用
C.泡菜制作后2—3天为最佳食用时间
D.食盐浓度为2%的白菜泡菜中乳酸菌最高可达到
(5)对比图1的两条曲线,你可以得出的结论是:在实验研究的时间范围内, (写一点即可)。
10.阅读下面科普短文,回答下列问题:
在全球可持续发展的大背景下,污水不是一种废物,可以看作是一种资源和能源的载体,是一种放错位置的潜在可利用的水资源。
我国科学家提出的基于微藻能源的水/烟道气联合处理技术(图1),利用微藻等低等植物同时实现固定、烟道气中的等污染物去除及能源回收。
生物柴油是生物燃料的一种,可直接使用或与汽油混合使用,从而缓解能源危机。但在其生产中,副产物甘油的产生,制约着其产业的可持续化发展。甘油的处理方法之一为光催化重整法。这种方法是在常温常压和太阳光的驱动下,利用甘油合成氢气。目前二氧化钛()由于具有无生物毒性、耐腐蚀、廉价可重复利用等优异性能,成为甘油处理最常用的催化剂之一。为了提高催化效果,常将与其他物质相结合形成复合催化剂。其他条件相同时,几种催化剂的催化效果如图2所示。
图1 图2
(1)自来水厂进行污水处理时是在沉降 (填“前”或“后”)加入絮凝剂。
(2)曝气的方法之一为压缩空气曝气,请从微粒的角度分析,空气压缩过程中发生变化的主要是 。
(3)微藻固定的方式主要是进行光合作用,这一过程是将光能转化成 能。
(4)生物柴油中主要含有碳、氢、氧三种元素,根据图1分析可知,经过微藻生物反应器能除去污水或烟道气中的 (填元素名称)元素。
(5)二氧化钛()中钛元素的化合价为 价。
(6)光催化处理甘油时,常用二氧化钛作催化剂的原因之一是 。
(7)依据图示可知,在生产时间相同时,影响氢气产量的主要因素为 ,通过对比可知,催化效果最好的催化剂是 。
11.自然界中的“碳”
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,每年排放的二氧化碳(CO2)越来越多,近一半存留在大气层,其它被陆地和海洋吸收。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所示。
CO2的吸收是碳封存的首要环节,常选用氢氧化钠、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所示。
我国提出2060年前实现碳中和,彰显了大国的担当。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。依据上述内容回答下列问题。
(1)所谓低碳生活是指减少 的排放。自然界碳的循环中,CO2释放主要来源于 ,排入大气中的CO2越来越多,导致 ,自然界中吸收二氧化碳的主要途径是 。
(2)过量的CO2进入海洋生成碳酸,使海洋酸化,其反应的化学方程式为 。
(3)由图1可知,到2050年,对全球碳中和贡献率最大的途径是 ,下列举措能从根本上达到目的的是 (填字母序号)。
A.天然气采暖 B.使用乙醇汽油 C.光伏发电 D.植树造林
(4)对比图2中三条曲线,得出CO2脱除率的结论是 。在该实验中,从控制变量的角度来看,我们应该使用 的一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾等吸收剂。
(5)实现碳中和,请说说你在校园中的低碳行为: (写出一条即可)。
12.阅读下面科普短文,回答问题。
加快能源转型升级,发展新质生产力。氢气是最理想的清洁能源,依据不同制取方式,可分为“绿氢”“灰氢”“蓝氢”“紫氢”和“金氢”等。如图带你认识“多彩”的氢。
储氢是实现氢能广泛应用的重要环节,分为物理储氢和化学储氢,前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式,后者将氢气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨,进行储存。
(1)氢气被称为最理想的清洁能源的原因是 。电解水制氢的化学方程式为 。
(2)属于“绿氢”的发电方式有 (写出一种)。
(3)将氢气降温液化进行储存,属于物理储氢中的 储存方式。
(4)“灰氢”对环境造成的影响有 (写出一点)。
13.阅读下列科技短文并回答问题。
过氧化氢可用于消毒杀菌,具有不稳定性。将水蒸气冷凝在硅、玻璃、塑料、金属等材料表面,均发现了过氧化氢的存在。
研究显示:水蒸气冷凝为粒径小于10微米的液滴时,部分水分子会转化为过氧化氢分子。水微滴中形成的过氧化氢含量随液滴尺寸的增大而减少。过氧化氢的产生量与湿度、温度等环境条件密切相关。当使用硅材料、相对湿度为55%时,得到过氧化氢的最大浓度随温度变化关系如图所示。
(1)水蒸气在冷凝过程中部分水分子会转化为过氧化氢分子,同学们推断还需要氧气作为反应物,其理由是 ;
(2)下列说法错误的是________(填字母序号)。
A.水蒸气在冷凝过程中可能发生化学变化
B.水蒸气在玻璃表面冷凝得到的液滴一定为纯净物
C.一定条件下,水蒸气冷凝可用于材料表面的绿色消毒
D.水蒸气冷凝为水滴时,水分子间的间隔减小
(3)如图中a点(-2.8℃)未生成过氧化氢的原因可能是 。
14.随着矿物燃料消耗量的增加,大气中CO2含量不断升高,引起的温室效应给地球环境带来严重影响。目前,矿物燃料仍然是主要能源,因此,减少CO2排放量或将产生的CO2转化为有用的资源(又称CO2再资源化),已成为人类所关切的世界性问题。
CO2再资源化方法的关键是能否将CO2高效率的转化以及方法的能耗和经济问题。研究人员将磁铁矿在一定温度下经过H2活化处理,制得缺O2-磁铁矿,该缺O2-磁铁矿可直接分解CO2,将其转化为碳。
用汽油发动机排放气和缺O2-磁铁矿进行CO2分解实验,在其他条件相同时,测得不同温度下反应过程中装置内气体压强变化(压强高代表CO2含量高)如图1、图2所示。
在相同条件下,分别用Fe、缺O2-磁铁矿进行CO2分解实验,测得CO2的分解率如表所示。
表分别用Fe、缺O2-磁铁矿实验时,CO2分解率(300℃)
物质
CO2分解率(%)
4h后
10h后
缺O2-磁铁矿
98
99
金属Fe
1.3
2.5
由此可见,用缺O2-磁铁矿分解CO2的方法具有反应温度低、反应效率高、磁铁矿廉价易得、生成物碳可再资源化等优点,具有广泛的应用前景。
依据文章内容回答下列问题。
(1)CO2中C元素化合价是 。
(2)CO2再资源化方法的关键是 。
(3)对比图1、图2,可以得到的结论是 。
(4)由表数据推断,在相同条件下,更有利于提高CO2分解率的物质是 。
15.(一)认真阅读短文,回答问题
加快能源转型升级,发展新质生产力。氢气是最理想的清洁能源,依据不同制取方式,可分为“绿氢”“灰氢”“蓝氢”“紫氢”和“金氢”等。如图带你认识“多彩”的氢。
储氢是实现氢能广泛应用的重要环节,分为物理储氢和化学储氢,前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式,后者将氢气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨,进行储存。依据上文,回答问题。
(1)属于“绿氢”和“紫氢”的分别是 和 (填字母)。
A.风能发电制氢 B.煤燃烧发电制氢 C.核能发电制氢
(2)从微观角度解释,氢气能被压缩储存的原因是 。
(3)将氢气降温液化进行储存,属于物理储氢中的 储存方式。
(4)“液氨储氢”属于 (填“物理”或“化学”)储氢。
(5)写出氢能的一种应用 。
(二).高纯碳酸钙广泛应用于陶瓷、医药等领域。工业上用优质石灰石为原料制备高纯碳酸钙的工业流程如下图所示。
【查阅资料】①;②不与稀盐酸反应且不溶于水。
(6)步骤1常将石灰石研磨成粉末状,其目的是 。
(7)操作①的名称是 ,在实验室进行该操作时,玻璃棒的作用是 。
(8)该工业流程中可以循环利用的物质是 。
(9)步骤3发生反应的过程中有水参加,该反应的化学方程式为 。
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
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