内容正文:
热点02 科技前沿与材料创新
热点速递 考法破译 限时实战
第一部分 热点信息解码 融合热点考点,明确备考方向
热点速览 考向解码 考法预测
考向01 我国载人航天新成就
考向02 智能机器人新突破
考向03 米兰冬奥会
考向04 能源革新与绿色未来
考向05 2026春晚科技赋能
第二部分 热点限时训练 活用热点素材,精练解题能力
热●点●信●息●解●码
考向01 我国载人航天新成就
热点速览
一、天舟十号成功发射:6.2吨物资+700公斤推进剂+1套舱外航天服,在轨停靠一年,十战十捷;
二、2026年任务:神舟二十三号、二十四号载人飞行,港澳航天员有望首飞,1人将驻留一年;
三、登月重大突破:长征十号与梦舟飞船最大动压逃逸试验成功,重复使用火箭技术迈出关键一步,瞄准三、2030年前登月;
四、国际合作:巴基斯坦航天员将首访中国空间站
五、空间站成果:267项科学项目、18人次驻留、13次出舱,运行稳定效益良好
考向解码
板块一:航天材料——物质的分类与性质
1. 复合材料的识别与应用
航天实例:神舟飞船返回舱的防热大底、空间站机械臂、航天服壳体均采用碳纤维复合材料
化学考点:复合材料是由两种或多种不同性质材料组合而成的新材料,不属于金属材料、无机非金属材料或有机高分子材料中的单一类别
2. 合金——性能优化的典型
航天实例:铝合金(舱体结构)、钛合金(发动机部件)、铝锂合金(贮箱材料)
化学考点:合金的硬度一般大于其组成金属,熔点低于其组成金属,抗腐蚀性增强
易错提醒:合金属于金属材料,不要误判为合成材料或复合材料
3. 特殊涂层材料——性质决定用途
航天实例:火箭返回舱表面涂有氢氧化铝阻燃涂层
化学考点:氢氧化铝受热分解 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O,分解吸热并产生水蒸气,主要起到降低温度的作用(从燃烧三要素角度分析)
板块二:航天推进剂——化学反应与能量
1. 传统推进剂(偏二甲肼+四氧化二氮)
反应方程式:C₂H₈N₂ + 2N₂O₄ = 2CO₂ + 4H₂O + 3N₂
考点:化学方程式配平、反应物与生成物的物质类别判断、氧化还原反应初步认识
缺点:生成NO₂红棕色有毒气体,污染环境
2. 新一代绿色推进剂(液氢+液氧)
反应方程式:2H₂ + O₂ = 2H₂O
考点:书写方程式、判断反应类型(化合反应)、说明环保优势(产物无污染、热值高)
挑战:氢气制取成本高、储存运输困难(液化温度-253℃)
3. 能量转化分析
火箭发射过程:化学能 → 内能 → 机械能
考点:能量守恒定律、燃烧放热的应用
板块三:空间站生命保障——物质转化与循环
1. 氧气的来源——环控生保系统的核心
电解水制氧:2H₂O 2H₂↑ + O₂↑
考点:方程式书写、氢气和氧气的体积比(2:1)、质量比(1:8)、能量转化(电能→化学能)
固体氧气发生器(应急备用):2NaClO₃ = 2NaCl + 3O₂↑
2. 二氧化碳的处理——实现“零排放”闭环
短期任务(吸收法):CO₂ + 2LiOH = Li₂CO₃ + H₂O
考点:书写方程式、比较NaOH与LiOH吸收能力的差异(等质量下LiOH吸收CO₂更多)
长期任务(催化还原法)——萨巴蒂尔反应:CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O
考点:判断反应类型(化合反应?不是,属于氧化还原反应中的“加氢还原”)、分析该反应的循环意义(生成的水可电解制氧,甲烷可进一步利用)
原子经济性:该反应中反应物原子全部进入目标产物(水进入循环,甲烷储存能量),符合绿色化学理念
3. 水的净化与再生
工艺路线:多层过滤(物理)→催化氧化(化学)→低压蒸馏(物理)→冷凝(物理)
考点辨析:
过滤:除去不溶性杂质(物理变化)
活性炭吸附:除去色素和异味(物理变化,利用了吸附性)
催化氧化:将有机物转化为CO₂和H₂O(化学变化)
低压蒸馏:利用沸点差异分离(物理变化,沸点随气压降低而降低)
板块四:天宫课堂实验——特殊条件下的化学原理
实验名称
涉及的化学原理
与地面实验的差异(考点)
太空冰雪实验
醋酸钠过饱和溶液结晶
微重力下结晶不受容器壁干扰,形成规整球状晶体
奥运五环实验
酸碱指示剂变色、氧化还原反应
液体表面张力主导扩散,颜色边界清晰
泡腾片实验
酸(柠檬酸)与碳酸盐反应生成CO₂
微重力下浮力消失,气泡停留时间长,形成“气泡水球”
水膜张力实验
分子间作用力(表面张力)
太空可拉出更大更稳定的水膜,体现表面张力的存在
共性考点:分子在不断运动(“闻到香气”)、化学反应的发生不依赖重力(反应实质不变)、微重力改变的是物理过程而非化学本质
考法预测
1.2026年,中国载人航天工程将深化推进空间站应用与发展和载人月球探测两大主线任务。下列探月过程属于化学变化的是( )
A.点火起航 B.箭器分离
C.月背着陆 D.采集月壤
【答案】A
【解析】点火起航过程中燃料发生燃烧,有新物质生成,属于化学变化;箭器分离仅为物体连接状态改变,月背着陆仅为航天器位置改变,采集月壤仅为月壤的位置改变,均无新物质生成,均属于物理变化。
“天宫”建造全面展开,我国载人航天进入“空间站时代”。化学为航空、航天领域的发展提供了强有力的支撑。结合所学知识,完成下面小题。
2.生产航天服的原料之一是二苯甲烷二异氰酸酯(),关于二苯甲烷二异氰酸酯的说法正确的是( )
A.是一种氧化物
B.由15个碳原子、10个氢原子、2个氮原子、2个氧原子构成
C.氢、氧元素质量比为1∶1
D.由碳元素、氢元素、氮元素和氧元素组成
3.制造载人飞船时使用大量钛合金。根据如图所示,下列关于钛元素的说法正确的是( )
A.中子数为22 B.位于元素周期表第四周期
C.化学性质与氢元素相似 D.相对原子质量为47.87g
【答案】2.D 3.B
【解析】2.A、氧化物是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,二苯甲烷二异氰酸酯由碳、氢、氮、氧四种元素组成,不是氧化物,此选项错误;
B、二苯甲烷二异氰酸酯是由分子构成的,一个二苯甲烷二异氰酸酯分子由15个碳原子、10个氢原子、2个氮原子、2个氧原子构成,此选项错误;
C、氢、氧元素质量比为:,化成最简比是:5:16,此选项错误;
D、由二苯甲烷二异氰酸酯的化学式可知,它由碳元素、氢元素、氮元素和氧元素组成,此选项正确。
故选D。
3.A、在元素周期表单元格中,左上角数字表示原子序数,原子序数=质子数,钛的原子序数为22,即质子数为22,相对原子质量≈质子数+中子数,钛的相对原子质量约为47.87,则中子数约为,此选项错误;
B、钛原子的核外有4个电子层,元素周期表中周期数等于电子层数,所以钛位于元素周期表第四周期,此选项正确;
C、元素的化学性质主要由原子的最外层电子数决定,钛原子最外层电子数为2,氢原子最外层电子数为1,最外层电子数不同,化学性质不相似,此选项错误;
D、相对原子质量的单位是“1”,不是g,钛的相对原子质量为47.87,此选项错误。
故选B。
4.神舟十五号是中国载人航天工程的重要里程碑之一。神舟十五号飞船中的部分装置使用了钛合金等金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是( )
A.铝是目前世界上年产量最高的金属
B.大多数金属元素以单质形式存在于地壳和海洋中
C.纯金属的抗腐蚀性能一般比它们组成的合金更好
D.钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹、航天飞机等
【答案】D
【解析】A、目前世界上年产量最高的金属是铁,而不是铝,故A错误;
B、大多数金属的化学性质比较活泼,在自然界中以化合物的形式存在,只有少数化学性质不活泼的金属,如金、银等以单质形式存在于地壳和海洋中,故B错误;
C、一般情况下,合金比组成它的纯金属硬度更大、熔点更低、抗腐蚀性能更好,所以纯金属的抗腐蚀性能一般不如它们组成的合金,故C错误;
D、钛和钛合金具有熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能非常好等优点,被广泛应用于火箭、导弹、航天飞机等,故D正确;
故选:D。
5.2026年中国载人航天工程将实施多次发射任务,航天员在空间站中生活需要氧气。下列关于氧气的说法正确的是( )
A.氧气具有可燃性,可用作火箭燃料 B.氧气由氧原子构成
C.氧气不易溶于水,可用排水法收集 D.氧气在空气中的质量分数约为21%
【答案】C
【解析】A. 氧气具有助燃性,无可燃性,不能用作火箭燃料,错误。
B. 氧气由氧分子构成,不是由氧原子直接构成,错误。
C. 氧气不易溶于水且不与水反应,可用排水法收集,正确。
D. 氧气在空气中的体积分数约为21%,不是质量分数,错误。
6.2025年12月,蓝箭航天自主研发的朱雀三号可重复使用运载火箭成功实施首次飞行。该火箭箭体采用高强度不锈钢合金材料,贮箱结构采用新型铝合金材料。下列有关说法正确的是( )
A.不锈钢合金属于非金属材料 B.铝合金的硬度比纯铝小
C.合金的性能与纯金属有显著差异 D.不锈钢合金的熔点比纯铁高
【答案】C
【解析】A、不锈钢合金属于金属材料,不属于非金属材料,错误。
B、合金的硬度一般大于其组成纯金属的硬度,因此铝合金的硬度比纯铝大,错误。
C、合金是在金属中加热熔合其他金属或非金属制得的具有金属特性的物质,性能与纯金属有显著差异,如硬度更大、抗腐蚀性更强等,正确。
D、合金的熔点一般低于其组成纯金属的熔点,因此不锈钢合金的熔点比纯铁低,错误。
7.阅读材料,回答下列问题。
清除是载人航天器环境控制和生命保障的重要问题,目前主要包括LiOH清除、固态胺吸附和分子筛吸附等方式。LiOH清除利用LiOH能与发生反应,得到一种能溶于水的盐。由于不可再生,该技术目前多用于短期载人航天任务。固态胺能吸附和水蒸气,且可在真空条件下再生,因此可用于中长期载人航天任务。研究发现,分压和温度对吸附量有影响,如图1所示。分子筛中的吸附剂是沸石,沸石的吸附能力强,且能在高温条件下再生,因此多应用在多人、长期航天任务中。水会影响沸石的吸附性能,通常需对沸石进行干燥处理。相同温度下,干燥时间对不同种类沸石吸附量的影响如图2所示。
科学家们会依据任务持续时间、成员人数及对应的消耗品、设备质量等因素,选择适合的清除技术,以保障宇航员的生命安全。
依据文章内容回答下列问题。
(1)是造成___________加剧的主要气体。
(2)目前航天器中的清除技术有___________(写出一种即可)。
(3)已知LiOH具有与类似的性质,请写出LiOH溶液与反应的化学方程式___________。
(4)分析图1,可得出结论:相同温度下,在0-2.0kPa范围内,___________。
(5)分析图2可知,同一温度下,干燥时间相同时,沸石A的吸附量___________沸石B的吸附量(填“<”或“>”)。
(6)下列说法正确的是___________(填字母)。
A.由于LiOH不可再生,因此不能用于载人航天任务
B.固态胺能吸附,可在真空条件下再生,可用于中长期载人航天任务
C.分子筛对的吸附能力强,且可循环利用,多用于长期航天任务
【答案】(1)温室效应
(2)清除(或固态胺吸附、分子筛吸附,任写一种即可)
(3)
(4)的吸附量随分压的增大而增大
(5)>
(6)BC
【解析】(1)二氧化碳是主要的温室气体,过量排放会造成温室效应加剧。
(2)原文明确说明目前航天器清除的技术有清除、固态胺吸附、分子筛吸附三种,任写一种即可。
(3)与化学性质相似,与反应生成碳酸钠和水,为+1价,因此反应生成碳酸锂和水,配平得到上述化学方程式。
(4)由图1可知,固定温度不变,在0~2.0kPa范围内,分压越大,吸附量越大,因此得到该结论。
(5)由图2可知,任意相同干燥时间下,沸石A的吸附量的柱高都大于沸石B。
(6)A、原文说明不可再生,多用于短期载人航天任务,不是完全不能用于载人航天,错误;
B、描述和原文一致,正确;
C、分子筛吸附剂可高温再生,再生即可循环利用,原文说明多用于多人长期航天任务,正确;
8.我国载人航天任务中,长征火箭使用液氢、液氧作为推进剂,空间站则采用氢氧燃料电池为部分设备供电。下列图一是氢气燃烧的微观示意图;图二是氢氧燃料电池工作原理示意图。请根据图示回答下列问题:
(1)长征火箭使用液氢、液氧是因为液态时分子间隔_____,便于储存更多燃料。
(2)甲中两种分子的相同点是_____(从构成分子的原子种类角度回答)。
(3)根据质量守恒定律,应在丙中补充的微观粒子图形是______(填字母)。
A. B.
(4)图二,负极的氢分子在催化作用下分解成氢原子,氢原子失去电子变成_____(填离子符号),该离子在酸性溶液中穿过离子交换膜移向正极,最终生成水。
(5)图一、图二反应原理虽然不同,但都能说明,在化学反应前后,_____的种类(填“分子”或“原子”)发生改变。
【答案】(1)小
(2)均由同种原子构成(化合即可)
(3)B
(4)H+
(5)分子
【解析】(1)长征火箭使用液氢、液氧是因为液态时分子间隔小,体积小,便于储存更多燃料;
(2)由图可知,甲中两种分子的相同点是:均由同种原子构成,每个分子均由2个原子构成等;
(3)根据质量守恒定律, 化学反应前后原子的种类和数目不变,反应物中含4个H、2个O,生成物中也应含4个H、2个O,氢气燃烧生成水,每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成,则丙中应补充2个水分子。
故选B;
(4)氢原子的最外层电子数为1,小于4,在化学反应中容易失去一个电子,从而带上1个单位的正电荷,形成氢离子,故氢离子表示为:;
(5)在化学变化中,分子可分,原子不可分,图一中氢气燃烧生成水,图二中氢气和氧气在催化剂的作用下反应生成水,虽然反应原理不同,但是均能说明在化学反应前后,分子的种类发生改变,原子的种类不变。
9.2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船发射成功。
(1)航天材料:我国的“飞天”舱外航天服是用铝合金材料制作的壳体,铝与氧气在常温下可发生氧化反应,写出生成物的化学式______。
(2)能源系统:用作锂电池的金属锂可通过电解氯化锂()来获得。氯化锂与氯化钠的构成相似,构成氯化锂的阳离子符号为______。
(3)生命保障:太空舱中的氧气主要来自水的电解,电解水的化学方程式为______。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)铝(Al)的化合价通常为+3,氧(O)的化合价为-2。为满足化合价代数和为零。
设化学式为,根据化合价代数和为零,
可得,故需要两个铝原子和三个氧原子,形成化学式 (氧化铝)。
(2)氯化钠(NaCl)是离子化合物,阳离子为钠离子()。氯化锂(LiCl)结构类似,锂(Li)与钠(Na)同为碱金属,化合价均为+1,故阳离子为锂离子()。
(3)水分子()由氢元素和氧元素组成。电解时,水分解为氢气()和氧气(),故电解水的化学方程式为;
10.阅读材料,回答下列问题:
2025年4月24日,搭载着神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,这标志着我国载人航天工程迈入了新的发展阶段,而在这辉煌成就的背后,处处闪耀着化学科学的智慧光芒。
材料护征程:坚固可靠的航天器是探索宇宙的基石。神舟飞船和空间站的诸多关键结构部件均采用了高性能的钛合金材料。这种材料强度高、耐腐蚀、质量相对较轻,能有效抵御太空极端环境的考验。在地球上,工业上通常通过冶炼四氯化钛TiCl4来制备金属钛。
燃料助腾飞:火箭的冲天之力来源于高效能的推进剂。长征二号F运载火箭使用的推进剂之一——偏二甲肼(C2H8N2),以其巨大的能量推动飞船挣脱地球引力。衡量一种燃料的性能,其组成元素的比例至关重要,这直接关系到燃烧效率和能量释放。
生命有保障:航天员要在太空长期驻留,维持舱内宜居环境是首要任务。我国自主研发的“再生式”环控生保系统,实现了氧气和水等生命必需资源的循环利用。其中,处理航天员呼出的二氧化碳CO2是核心技术之一。该技术为三步制氧法,主要包括二氧化碳吸附—解吸浓缩、加氢反应生成水、电解水制氧三个环节,将二氧化碳转化为生命所需的氧气,实现制氧系统维持氧再生循环。
(1)材料中提到的钛合金材料,按照化学中的物质分类属于_______(“纯净物”或“混合物”),使用的钛合金相对于纯金属的优点有_______(填一个即可)。
(2)已知四氯化钛中氯元素的化合价为-1,则钛元素的化合价为_______。
(3)电解水制取氧气是宇航员在外太空生存的重要保障,请写出该反应的化学方程式_______。
【答案】(1)混合物 硬度大(或耐腐蚀等)
(2)+4
(3)
【解析】(1)钛合金是由钛等多种物质混合而成,属于混合物;
合金比组成它的纯金属硬度大,耐腐蚀,钛合金是钛的合金,故使用的钛合金相对于纯金属的优点有:硬度大、耐腐蚀;
(2)已知四氯化钛中氯元素的化合价为-1,设钛元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=+4;
(3)水通电分解生成氢气和氧气,该反应的化学方程式为:。
11.2025年11月25日,在我国酒泉卫星发射中心,神舟二十二号飞船顺利升空。这是中国载人航天工程的首次应急发射。
(1)飞船太空舱中,可促进航天员呼出的转化为,而的质量和化学性质不变,在此转化过程中起______作用。
(2)航天服中有废气处理系统,能使呼吸产生的废气进入装有活性炭的装置进行净化,这是利用了活性炭的_________性。
(3)神舟飞船表面的“烧蚀层”使用了钛合金,钛在元素周期表中的信息及原子结构示意图如下图所示。据图分析可知:钛的相对原子质量为_________;钛原子结构示意图中的_________.
【答案】(1)催化
(2)吸附
(3)47.87 2
【解析】(1)可促进航天员呼出的转化为,而的质量和化学性质不变,符合催化剂的特点:只改变反应速率,其化学性质和质量不变,故在此转化过程中起催化作用。
(2)活性炭具有疏松多孔的结构,可以吸附色素和异味,这是利用了活性炭的吸附性。
(3)元素周期表中元素名称正下方表示的是相对原子质量,故钛的相对原子质量为47.87;在原子中,核电荷数=核外电子数,故。
12.文房四宝——笔、墨、纸、砚,在我国书法和绘画的发展历史上发挥了重要作用。
(1)《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画,此画能够保存至今而不变色的原因是________。
(2)竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆,还可以被加工成竹炭,用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味,这是利用了竹炭的_________性。
(3)载人航天:空间站返回舱的舱体建造使用的是新型铝基碳化硅复合材料,是由颗粒状的铝和碳化硅(SiC)复合而成。有关反应为。关于该反应说法正确的是_______(选填字母序号之一)。
A.SiO2是由硅原子和氧分子构成
B.单质C是该反应的还原剂
C.反应前后各元素的化合价均未发生变化
【答案】(1)常温下碳单质的化学性质稳定
(2)吸附或良好的吸附
(3)B
【解析】(1)此画能够保存至今而不变色的原因是:常温下碳单质的化学性质稳定,即使受日光照射或与氧气接触,也不易起变化;
(2)竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆,还可以被加工成竹炭,用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味,这是因为竹炭结构疏松多孔,具有吸附性,即利用了竹炭的吸附性;
(3)A、二氧化硅是原子构成的,不是由硅原子和氧分子构成的,不符合题意;
B、该反应中,碳得到氧,发生了氧化反应,单质C是该反应的还原剂,符合题意;
C、二氧化硅中氧元素显-2价,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得硅元素显+4价,碳单质中碳元素化合价为0,SiC中碳元素显-4价,硅元素显+4价,CO中碳元素显+2价,氧元素显-2价,则碳元素的化合价发生了改变,不符合题意。
故选B。
13.叩问天穹,化学助力,用化学用语填空。
(1)万户飞天:明代陶成道飞天时用黑火药(含有硫、木炭和硝酸钾)作火箭固体燃料。反应方程式为:,则中阴离子是___________(用离子符号表示)。
(2)卫星发射:今年3月我国鹊桥二号中继星被送入太空。其合金钛(Ti)材料工业制取方法:,式中中Ti化合价为___________。
(3)载人航天:2024年4月“神舟十八号”载人飞船发射。运载火箭的燃料之一偏二甲肼()燃烧生成水、氮气、二氧化碳,请写出化学反应方程式___________。
(4)探月探火:太空飞船用硝化纤维素做推进剂,碳、氮元素的质量比为___________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)12:7
【解析】(1)在 (硫化钾)中,钾元素(K)显+1价,硫元素(S)显-2价。阴离子是带负电荷的离子,硫元素在此化合物中形成硫离子,离子符号为 。
(2)在 中,氯元素(Cl)通常显-1价。设钛元素(Ti)的化合价为 ,根据化合物中各元素化合价代数和为零的规则,有 ,解得 。因此 Ti 的化合价为+4。
(3)偏二甲肼()燃烧是与氧气反应,生成水()、氮气()和二氧化碳()。配平方程式依据原子守恒:
碳原子:反应物中有 2 个 C,生成物中 系数为 2(保证 2 个 C)。
氢原子:反应物中有 8 个 H,生成物中 系数为 4(每个 含 2 个 H,共 8 个 H)。
氮原子:反应物中有 2 个 N,生成物中 系数为 1(每个 含 2 个 N)。
氧原子:生成物中 含 4 个 O(2×2), 含 4 个 O(4×1),共 8 个 O;反应物中 系数为 4(每个 含 2 个 O,共 8 个 O)。燃烧条件通常为“点燃”。
反应的化学方程式为。
(4)根据硝化纤维素的分子式,碳元素的相对原子质量总和为12×6n=72n,氮元素的相对原子质量总和为14×3n=42n。则碳、氮元素的质量比为72n:42n=12:7,所以碳、氮元素的质量比为12:7。
14.中国空间站的建成、神舟系列载人飞船的成功发射,标志着我国航天科技水平已处于世界领先地位。航空航天科学研究涉及许多化学知识。
(1)硅是制造空间站太阳能电池板的核心材料。硅元素属于___________(填“金属”或“非金属”)元素。
(2)我国载人航天环控生保系统已实现由“补给式”向“再生式”的根本转换,空间站氧气资源100%再生。环控生保系统利用循环水电解制氧气,其反应的化学方程式为___________。电解90g水,理论上可产生氧气质量为___________g。
【答案】(1)非金属
(2) 80
【解析】(1)硅元素的偏旁是“石”字旁,属于非金属元素;
(2)水通电生成氢气和氧气,化学方程式是:;
解:设生成氧气的质量为x
故填:80。
15.二氧化碳()去除系统是空间站环境控制的关键再生系统,核心方式及特点如下:①氢氧化锂去除:靠氢氧化锂与反应除,但该物质不可再生,仅用于短期载人航天任务;②固态胺吸附:能大量吸附,且可在真空下再生,适用于中长期任务;③分子筛吸附:以沸石为吸附剂,吸附能力强,可高温再生,多用于多人、长期任务。
此外,分压和温度会影响吸附量(见图1);水会干扰沸石吸附性能,通常需对沸石进行干燥处理。相同温度下,干燥时间对不同种类沸石的吸附量有影响(见图2)。
科学家们会依据任务持续时间、成员人数及对应的消耗品、设备质量等因素,选择合适的去除技术,以保障航天员的生命安全。
(1)二氧化碳()由_______(选填“分子、原子、离子”)构成。航天器中二氧化碳的主要来源是_______;目前航天器中的去除技术有_______(写一种)。
(2)分析图1,可得出的结论是:在相同温度下,_______。
(3)分析图2可知,同一温度下,干燥时间相同时,沸石A的吸附量_______沸石B的吸附量(填“<”或“>”)。
(4)下列说法正确的是_______(填字母)。
A.由于氢氧化锂不可再生,因此不能用于载人航天任务
B.固态胺能大量吸附,且可在真空条件下再生,可用于中长期载人航天任务
C.分子筛对的吸附能力弱,且不可循环利用,多用于长期航天任务
【答案】(1)分子 人的呼吸作用 氢氧化锂去除、固态胺吸附、分子筛吸附(任写一种)
(2)二氧化碳分压越大,二氧化碳的吸附量越大
(3)>
(4)B
【解析】(1)二氧化碳是由非金属元素组成的化合物,由分子构成;
呼吸作用消耗氧气,生成二氧化碳,航天器中二氧化碳的主要来源是人的呼吸作用;
由题干信息可知,目前航天器中的去除技术有:氢氧化锂去除、固态胺吸附、分子筛吸附;
(2)由图1可知,在相同温度下,二氧化碳分压越大,二氧化碳的吸附量越大;
(3)分析图2可知,同一温度下,干燥时间相同时,沸石A的吸附量>沸石B的吸附量;
(4)A、由题干信息可知,由于氢氧化锂不可再生,仅用于短期载人航天任务,不符合题意;
B、由题干信息可知,固态胺能大量吸附,且可在真空下再生,适用于中长期任务,符合题意;
C、由题干信息可知,分子筛吸附以沸石为吸附剂,吸附能力强,可高温再生,多用于多人、长期任务,不符合题意。
故选B。
16. 清除是载人航天器环境控制和生命保障的重要问题,目前主要包括LiOH清除、固态胺吸附和分子筛吸附等方式。
LiOH清除利用了LiOH与的反应,因LiOH不可再生,该技术目前多用于短期载人航天任务。
固态胺能吸附和水蒸气,且可在真空条件下再生,因此可用于中长期载人航天任务。在0~2.0kPa范围内,分压和温度对吸附量的影响如图1。
分子筛中的吸附剂是沸石。沸石的吸附能力强,且能在高温条件下再生,因此多应用在多人长期航天任务中。水会影响沸石的吸附性能,通常需对沸石进行干燥处理。相同温度下,干燥时间对不同种类沸石的吸附量的影响如图2。
(1)目前航天器中的清除技术有________(写出一种即可)。
(2)已知LiOH具有和NaOH类似的性质,请写出LiOH与反应的化学方程式________。
(3)相同温度下,在0~2.0kPa范围内,分压越大吸附量越________(填“大”或“小”)。
(4)相同温度下,干燥时间相同时,沸石A的吸附量________(填“小于”或“大于”)沸石B的吸附量,沸石作为分子筛的有效成分吸附,其可能具备________的结构特点。
(5)下列说法正确的是________(多选,填字母)。
A.由于LiOH不可再生,因此不能用于载人航天任务
B.固态胺能吸附和水蒸气,且可在真空条件下再生,可用于中长期载人航天任务
C.分子筛对的吸附能力强,且可循环利用,多用于长期航天任务
【答案】(1)LiOH清除(或固态胺吸附、分子筛吸附)
(2)
(3)大
(4)大于 疏松多孔
(5)BC
【解析】(1)文中明确提到目前航天器中清除技术有LiOH清除、固态胺吸附和分子筛吸附。
(2)因为LiOH与NaOH性质类似,NaOH与CO2反应生成Na2CO3和H2O,所以LiOH与CO2反应生成Li2CO3和H2O,化学方程式为。
(3)由图 1 可知,相同温度下,在0~2.0kPa范围内,随着CO2分压增大,CO2吸附量增大。
(4)根据图 2,相同温度下,干燥时间相同时,沸石 A 的吸附量大于沸石 B 的吸附量。
吸附剂能吸附物质,是因为其具有疏松多孔的结构,可增大表面积,增强吸附能力。
(5)A、文中提到LiOH清除技术目前多用于短期载人航天任务,A 错误;
B、固态胺能吸附CO2和水蒸气,且可在真空条件下再生,可用于中长期载人航天任务,B 正确;
C、分子筛中的吸附剂沸石吸附能力强,能在高温条件下再生,多用于多人长期航天任务,C 正确。
故选BC。
17.探索星空的道路上,从古至今,中国人的脚步从未停下。其中,化学发挥着重要的作用。
(1)万户飞天:明代万户飞天时用黑火药(含有硫、木炭和KNO3)作火箭燃料。其中KNO3中氮元素的化合价为_______。
(2)卫星发射:1970年我国首颗人造卫星“东方红一号”成功入轨,制造人造卫星常用到钛合金,工业制取钛(Ti)的一种方法是金属钠和四氯化钛(TiCl4)在高温条件下发生反应,同时得到氯化钠,其化学方程式为_______。
(3)载人航天:2003年“神舟五号”载人飞船成功发射。运载火箭的燃料之一偏二甲肼(C2H8N2)中氢、氮元素的质量比为_______。偏二甲肼燃烧过程中_______(填“吸收”或“放出”)热量。
(4)探月探火:“祝融号”火星车发现火星低纬度地区存在液态水,为星际移民的能源供给提供了可能。利用太阳能电池电解水制氢气的化学方程式为_______。
【答案】(1)+5
(2)
(3)2:7 放出
(4)
【解析】(1)K元素的化合价为+1,O元素的常见化合价是-2,根据化合物中各元素化合价代数和等于0可知,设氮元素化合价为x,(+1)+x+(-2)×3=0,x=+5;
(2)钠和四氯化钛在高温条件下反应生成钛和氯化钠,反应的方程式为:;
(3)化学式中元素的质量比等于各元素的原子个数乘以相对原子质量之比,所以偏二甲肼中氢、氮元素的质量比为:(1×8):(14×2)=2:7;
偏二甲肼可以作为火箭的燃料,说明偏二甲肼在燃烧时会放出大量热,故填:放出;
(4)利用太阳能电池电解水制氢气,水通电分解生成氢气和氧气,该反应的化学方程式为:。
18.认真阅读短文,回答问题。
清除CO2是载人航天器环境控制和生命保障的重要问题,目前主要包括LiOH清除、固态胺吸附和分子筛吸附等方式。LiOH清除利用了LiOH与CO2反应生成Li2CO3和水,由于LiOH不可再生,该技术目前多用于短期载人航天任务。固态胺能吸附CO2和水蒸气,且可在真空条件下再生,因此可用于中长期载人航天任务。在0~2.0kPa范围内,CO2分压和温度对CO2吸附量的影响如图1所示。分子筛中的吸附剂是沸石。沸石的吸附能力强,且能在高温条件下再生,因此多应用在多人长期航天任务中。水会影响沸石的吸附性能,通常需对沸石进行干燥处理。相同温度下,干燥时间对不同种类沸石的CO2吸附量的影响如图2所示。科学家们会依据任务持续时间、成员人数及对应的消耗品、设备质量等因素,选择合适的CO2清除技术,以保障航天员的生命安全。
(1)目前航天器中的CO2清除技术有_____(写出一种即可)。
(2)写出LiOH与CO2反应的化学方程式_____。
(3)分析图1,可得出结论:相同温度下,在0~2.0kPa范围内,CO2分压越大CO2吸附量越_____(填“大”或“小”);分析图2,可得出结论:相同温度下,干燥时间相同时,沸石A的CO2吸附量_____(填“小于”或“大于”)沸石B的CO2吸附量。
(4)下列说法不正确的是______(填字母序号)。
A.由于LiOH不可再生,因此不能用于载人航天任务
B.固态胺能吸附CO2和水蒸气,且可在真空条件下再生,可用于中长期载人航天任务
C.分子筛对CO2的吸附能力强,且可循环利用,多用于长期航天任务
D.温度对CO2的吸附量影响很大
【答案】(1)LiOH清除、固态胺吸附、分子筛吸附
(2)
(3)大 大于
(4)AD
【解析】(1)由题干信息可知,目前航天器中的清除技术有:LiOH清除、固态胺吸附和分子筛吸附等;
(2)由题干信息可知,LiOH清除利用了LiOH与反应生成和水,化学方程式为;
(3)分析图1,可得出结论:相同温度下,在0~2.0kPa范围内,分压越大吸附量越大;
分析图2,可得出结论:相同温度下,干燥时间相同时,沸石A的吸附量大于沸石B的吸附量;
(4)A、由题干信息可知,由于LiOH不可再生,故LiOH清除技术多用于短期载人航天任务,说法错误,符合题意;
B、由题干信息可知,固态胺能吸附和水蒸气,且可在真空条件下再生,因此可用于中长期载人航天任务,说法正确,不符合题意;
C、由题干信息可知,分子筛中的吸附剂是沸石,沸石的吸附能力强,且能在高温条件下再生,因此多应用在多人长期航天任务中,说法正确,不符合题意;
D、由图1可知,分压相同时,温度对吸附量影响不大,说法错误,符合题意。
故选:AD。
19.神舟系列太空飞船的成功发射,标志着我国载人航天进入新的发展阶段。
I.航天材料
(1)航天员舱外航天服使用的聚氨酯橡胶是___________(填“金属”或“合成”)材料。
(2)太阳能电池板需要使用铝合金箔片,铝合金能加工成箔片是利用了金属的___________性。
Ⅱ.生命保障
(3)航天食品中包含牛肉和蔬菜,其中主要为航天员提供维生素C的食品是___________。
(4)空间站内的空气为___________(填“混合物”或“纯净物”)。
Ⅲ.能源系统
(5)长征2F型火箭使用的推进剂为偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4),反应点燃,的化学方程式为___________(填化学式)。该反应___________(填“吸收”或“放出”)热量。
(6)太空舱使用锂电池。Li可以通过Al与Li2O在高温下发生反应得到,同时生成Al2O3.该反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)合成
(2)延展
(3)蔬菜
(4)混合物
(5)N2 放出
(6)2Al+3Li2OAl2O3+6Li
【解析】(1)航天员舱外航天服使用的聚氨酯橡胶是一种合成橡胶,属于合成材料;
(2)太阳能电池板需要使用铝合金箔片,铝合金能加工成箔片是利用了金属的延展性;
(3)航天食品中包含牛肉和蔬菜,其中主要为航天员提供维生素C的食品是蔬菜,牛肉中富含蛋白质;
(4)空间站内的空气中含有多种物质,属于混合物;
(5)化学反应前后,原子的种类与数目不变。由化学方程式C2H8N2+2N2O4═2CO2+4H2O+3____可知,反应前有:2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子与8个氧原子;反应后有:2个碳原子、8个氢原子、8个氧原子,则空格处的化学式为N2;长征2F型火箭的推进需要能量,则偏二甲肼与四氧化二氨反应过程中放出热量;
(6)根据题意可知,铝与氧化锂在高温下发生置换反应生成氧化铝和锂,反应的化学方程式为:2Al+3Li2OAl2O3+6Li。
20.阅读下列科技短文并回答问题
我国空间站天和核心舱实现了氧气再生与二氧化碳高效净化,为航天员长期驻留提供保障。舱内通过电解水持续制备氧气;利用无水氢氧化锂(LiOH)固体吸收航天员呼出的二氧化碳,生成碳酸锂和水,净化后的空气重新循环利用。氢氧化锂与氢氧化钠化学性质相似,吸收二氧化碳能力更强、质量更轻,更适合航天环境使用。
(1)文中提到的氧化物有______(填化学式)
(2)从微观角度分析,空间站内空气由多种_____(填“分子”“原子”“离子”)构成。
(3)宇航员呼出的气体中除外,还含有_____(填化学式,1种即可)。
(4)LiOH、NaOH均可吸收,请写出NaOH吸收反应的化学方程式_____。
(5)相同条件下,不同吸收剂吸收的最大质量关系如图所示。由图可知,选用LiOH作吸收剂的原因是_____。
【答案】(1)、
(2)分子
(3)(或、,合理即可)
(4)
(5)等质量的比吸收的能力更强(或相同质量的吸收剂,能吸收更多)
【解析】(1)氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物,水(H2O)、二氧化碳(CO2)符合氧化物的定义。
(2)空间站内空气的主要成分如、、等均由分子构成。
(3)人体呼出的气体中除外,还含有水蒸气、氮气、未消耗完全的氧气等,任写一种即可。
(4)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O。
(5)由图像可知,吸收剂质量相同时,对应吸收的最大质量更大,吸收效率更高,更适合航天环境。
21.“感知宇宙奥秘,放飞航天梦想”。航天员在空间站生活需要水和氧气,如图为天宫空间站中水、气部分循环系统简图。
(1)循环系统中,反应①的基本反应类型是_______反应。
(2)科学家也可以将氧气压缩入氧气罐,从地球运送到空间站。请从微观角度分析,氧气能被压缩的原因是________。
(3)反应②的化学方程式为,则X的化学式为______。
【答案】(1)分解
(2)分子间存在间隔,气体分子间间隔较大,受压时分子间间隔减小
(3)
【解析】(1)反应①为水通电分解生成氢气和氧气,符合“一变多”的反应特征,属于分解反应。
(2)氧气由氧分子构成,气体分子间存在间隔,且气体的分子间隔较大,容易被压缩,因此氧气能被压缩存入氧气罐。
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数目不变。反应物中共有1个C原子、2个O原子、8个H原子,生成物中2个已经提供了4个H原子、2个O原子,因此X中含1个C原子、4个H原子,化学式为。
22.我国航天科技广泛运用了能源、材料及生活相关技术,完成下面小题。
I.建设太空舱需要大量材料。
(1)太空舱的主体框架采用钢,钢属于_______(填序号)。
a.复合材料 b.合成材料 c.合金
(2)太空舱的壳层采用轻便、抗腐蚀的铝制板,铝具有很好的抗腐蚀性能,原因是_______(用化学方程式表示)。
Ⅱ.宇航员的饮食需要确保营养和安全。
(3)富含蛋白质的航天食品是_______(填序号)。
a.酱萝卜 b.鱼肉 c.椰蓉面包
(4)宇航员在失重状态下容易发生骨质疏松,应该适当补充_______(填序号)。
a.锌元素 b.硒元素 c.钙元素
Ⅲ.空间站采用循环技术保证航天员的用水和呼吸。循环系统(部分)如图所示。
(5)萨巴蒂尔反应系统内部提供高温、高压和催化剂等条件,反应系统内发生反应的化学方程式为_______。
【答案】(1)c
(2)
(3)b
(4)c
(5)
【解析】(1)a. 复合材料:由两种或多种材料复合而成,如玻璃钢,不符合题意;
b. 合成材料:塑料、合成橡胶、合成纤维,不符合题意;
c. 钢是铁碳合金,属于金属材料,符合题意。
(2)铝在空气中易与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止内部铝继续被氧化,反应方程式为:。
(3)a. 酱萝卜主要含维生素、无机盐,蛋白质含量低,错误;
b. 鱼肉富含蛋白质,正确。
c. 椰蓉面包主要含糖类,蛋白质含量低,错误。
(4)a. 锌元素影响人体生长发育、食欲,不符合题意。
b. 硒元素提高人体抗氧化能力、提高免疫力,不符合题意。
c. 钙元素维持人体骨骼和牙齿健康,正确。
(5)从流程图可知,反应物是氢气和二氧化碳,生成物是水和甲烷,反应条件是高温、高压、催化剂,该反应化学方程式为。
23.中国空间站“天宫”已进入长期运营阶段,航天员在轨工作、生活与化学密不可分。请结合化学知识回答下列问题。
(1)生命保障——水的再生与利用
①空间站将航天员的尿液、汗液等废水通过多层过滤、催化氧化等净化方法处理,实现水的循环利用。下列有关净水方法的说法正确的是______(填字母)。
A.过滤可以除去水中的可溶性钙镁化合物
B.活性炭吸附可除去水中的色素和异味
C.催化氧化过程中会发生化学变化
②空间站通过电解水制取氧气供航天员呼吸,同时得到的氢气可用于二氧化碳的资源化利用。电解水会产生氢气和氧气,证明水是由______组成的;得到的氢气与航天员呼出的二氧化碳在一定条件下反应生成甲烷(CH4)和水,实现资源循环利用,写出该反应的化学方程式_______。
(2)材料科学——航天新材料的应用
航天员舱外航天服的硬质躯干部分采用铝钛合金等金属材料制成,其具有密度小、强度高、耐腐蚀等特点。钛合金属于_____(填“金属材料”或“合成材料”),
(3)能量转化与金属防护
空间站的太阳能电池板将_____能转化为电能,供电解水等使用:电解水的过程中,电能转化为化学能储存在氢气中。
【答案】(1)BC 氢元素和氧元素
(2)金属材料
(3)太阳/光
【解析】(1)①A、过滤只能除去水中的不溶性杂质,无法除去可溶性钙镁化合物(这是硬水软化的对象),错误。
B、活性炭具有疏松多孔的结构,有吸附性,可除去水中的色素和异味,正确。
C、催化氧化过程中有新物质生成,属于化学变化,正确。
②氢气只含氢元素、氧气只含氧元素,电解水生成氢气和氧气,根据化学反应前后元素种类不变,说明水由氢元素和氧元素组成;略。
(2)钛合金属于合金,合金是金属材料的一种,因此钛合金属于金属材料。
(3)太阳能电池板的作用是将太阳能(光能) 转化为电能,供电解水等设备使用。
24.“神舟”问天、“天宫”遨游、“嫦娥”揽月……人类将进入大航天时代。
(1)空间站内的人造空气成分与地球表面的大气相似,其中含量最多的是___________。
(2)电解水是空间站供氧的一种方法,氧气从电源的___________(填“正”或“负”)极获得。
(3)航天器外壳常用钛合金制造,钛合金与纯钛相比,硬度更___________(填“大”或“小”)。
(4)聚丙烯、聚氨酯属于___________(填“天然”或“合成”)材料,可以作月球基地建设的粘结固化剂。
【答案】(1)氮气/
(2)正
(3)大
(4)合成
【解析】(1)地球表面空气按体积分数计算,氮气约占78%,是含量最高的气体,空间站的人造空气成分与地球表面的大气相似,因此含量最多的是氮气;
(2)电解水实验中,与电源正极相连的一端产生氧气;
(3)合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大,因此钛合金的硬度比纯钛更大;
(4)聚丙烯、聚氨酯都是人工合成的有机高分子材料,不是天然存在的,因此属于合成材料。
25.2025年11月25日“神舟二十二号”太空飞船成功发射并对接空间站,再次展现了我国航天科技的强大实力。
(1)航天材料:航天员舱外航天服使用的聚氨酯橡胶是___________(填“隔热”或“导热”)材料;太阳能电池板需要使用铝合金箔片,铝合金能加工成箔片利用了金属的___________性。
(2)生命保障:航天食品中包含牛肉和蔬菜,其中主要为航天员提供蛋白质的食品是___________。
(3)能源系统:长征二号F遥二十二号运载火箭使用的推进剂为偏二甲肼和四氧化二氮,反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4=2CO2+4X+3N2,则X的化学式为___________。锂电池在航天工程中发挥着重要作用,锂元素在元素周期表中的部分信息如图所示,下列说法错误的是___________ (填字母)。
3 Li
锂
6.94
A.锂属于金属元素 B.锂原子的核外电子数为3
C.锂元素符号为LI D.锂元素的原子易失电子
【答案】(1)隔热 延展
(2)牛肉
(3)H2O C
【解析】(1)舱外温度极端,航天服的聚氨酯橡胶需要起到隔热作用保护航天员,故填写:隔热;
金属具有延展性,因此铝合金可以被压制成箔片,故填写:延展。
(2)牛肉富含蛋白质,蔬菜主要提供维生素、膳食纤维等营养,故填写:牛肉。
(3)①根据质量守恒定律,反应前后原子种类、数目不变:反应物总原子数为C:2、H:8、N:6、O:8,生成物已知原子数为C:2、N:6、O:4,因此4个X共含8个H、4个O,得X为H2O。
②元素符号书写遵循“一大二小”规则,锂的元素符号为Li,C错误;其余选项:锂带“钅”属于金属元素(A正确),原子序数=核外电子数=3(B正确),锂原子最外层1个电子易失电子(D正确),故填写:C。
26.我国航天事业经过一系列的发展历程。
(1)1970年,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功。制造卫星要用到铝合金材料,铝制品具有很好的抗腐蚀性能,原因是铝表面容易形成一层致密的___________(填化学式)保护膜。
(2)2003年,神舟五号首次成功进行载人航天飞行。运载火箭的燃料之一为偏二甲肼(),碳、氢、氮属于不同种元素是因为它们原子中的___________(填“质子数”或“中子数”)不同。
(3)2022年,中国空间站全面建成。空间站核心舱内的气体组成和地球空气基本一致,其中含量最多的气体是___________。
(4)2025年,中国航天圆满完成首次应急发射任务。飞船表面的“烧蚀层”使用了钛(Ti)合金,工业上用制取Ti,中Ti元素的化合价为___________。
【答案】(1)
(2)质子数
(3)氮气(N2)
(4)+4
【解析】(1)常温下铝和空气中的氧气反应,会在表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻碍内部铝继续被腐蚀,氧化铝的化学式为。
(2)元素的定义是具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称,因此不同种元素的本质区别是原子的质子数不同。
(3)地球空气中氮气的体积分数约为78%,是含量最高的气体,空间站气体组成和地球空气基本一致,因此含量最多的是氮气(N2)。
(4)化合物中各元素正负化合价代数和为0,元素通常显-1价,设的化合价为,列等式,解得。
27.我国航天重大工程取得的辉煌成就,离不开对新型材料和新型能源的探索。某兴趣小组在开展“我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用”实践活动中了解到部分运载火箭装载的推进剂是偏二甲肼()和四氧化二氮(),二者接触即可发生反应:,释放出强大的能量,将载人飞船送入预定轨道。
(1)X的化学式是___________,推测依据是___________。
(2)若某次发射任务中使用了150 t偏二甲肼,则需要四氧化氮的质量是多少?
【答案】(1)N2 质量守恒定律(或化学反应前后原子的种类、数目均不变)
(2)解:设需要四氧化二氮的质量为x。
答:需要四氧化二氮的质量为460t。
【解析】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数目均不变,反应前2个C,8个H,6个N,8个O,反应后2个C,8个H,8个O,故3X中含有6个N,X是N2。
(2)详见答案。
28.中国的创新动力、发展活力勃发奔涌。C919大飞机实现试飞,神舟家族太空接力,麒麟芯片突破壁垒给中国制造增添了新亮色……
【C919大飞机筑梦蓝天】
(1)2025年3月30日,国产大飞机C919首航沈阳桃仙机场,C919机身使用了先进的铝锂合金,铝是一种常见的金属元素,其原子结构图如图所示,其最外层有______个电子,在化学反应中容易______(填“得”或“失”)电子。
(2)C919在中央翼缘条、发动机吊挂、球面框缘条、襟缝翼滑轨、垂尾对接接头等部位应用了钛合金。钛合金属于________(填“纯净物”或“混合物”),应用于C919的钛合金具有的优良性能有__(填标号)。
A.熔点低 B.密度大 C.可塑性好 D.抗腐蚀性好
【神舟飞船探秘苍穹】
从1999年到2025年,神舟一号到神舟二十号飞船见证了我国载人航天事业的辉煌。“神十六”航天员曾在燃烧科学实验柜中以甲烷为燃料进行在轨点火燃烧实验,观察到甲烷火焰与地面对照实验的火焰相比,显得短而圆且微弱。
(3)下列分析正确的是________(填标号)。
A.空间站甲烷燃烧,不需要氧气
B.空间站失重条件下燃烧的热气流向四周扩散,地面上热气流向上扩散
C.空间站失重条件下空气流动性差,甲烷燃烧的火焰比较微弱
(4)火箭的推进力量主要源于偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮的燃烧,其反应的化学方程式为:,其中X的化学式为________。
(5)飞船常使用的一种助燃剂液氧是由氧气加压降温制成的淡蓝色液体,氧气在该过程发生的变化属于________(填“物理”或“化学”)变化。
【麒麟芯片智领未来】
中国芯彰显中国“智”造,制备高纯硅(芯片的基材)的工艺流程如图:
(6)反应Ⅰ的基本反应类型是________反应(填基本反应类型)。
(7)反应Ⅱ需在无氧气环境中进行,原因是________________。
(8)上述生产流程中,可以循环利用的物质是________(填化学式)。
(9)现有纯度为95%的石英砂100吨,则理论上最多能获得高纯硅的质量为________吨(精确到0.1)。
【答案】(1)3 失
(2)混合物 CD
(3)BC
(4)
(5)物理
(6)置换
(7)
防止氢气与氧气混合高温发生爆炸,同时防止生成的硅在高温下被氧化
(8)
(9)46.2
【解析】(1)由铝原子结构示意图可知最外层电子数为3,小于4,化学反应中易失去电子达到稳定结构。
(2)合金是由多种物质组成的,属于混合物;
航空用钛合金需要可塑性好、抗腐蚀性好、密度小、熔点高,故选CD。
(3)A、燃烧必须有氧气参与,不符合题意;
B、失重环境无重力影响,热气流向四周扩散,地面热气流密度小向上扩散,符合题意;
C、失重条件下空气对流弱,氧气补给不足,因此火焰微弱,符合题意;
故选BC。
(4)根据质量守恒,反应前后原子种类和数目不变,计算可知2个X共含2个碳原子、4个氧原子,因此X为。
(5)液氧只是氧气的状态由气态变为液态,无新物质生成,属于物理变化。
(6)反应I为二氧化硅与镁反应生成氧化镁和硅,该反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应,基本反应类型是置换反应。
(7)氢气是可燃性气体,和氧气混合高温易爆炸,且高温下生成的硅也会和氧气反应,因此需无氧环境。
(8)反应II生成的可作为反应物回到前面的流程中使用,可循环利用。
(9)石英砂中硅质量为,根据元素守恒,硅元素全部转化为单质硅,硅的质量为46.2吨。
考向02 智能机器人新突破
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2026年的智能机器人已不再是由简单的金属和塑料拼装而成。其核心“新突破”主要体现在三个前沿维度:基础材料、能源动力和人工智能。
考向解码
(一) 基础材料突破:让机器人“身轻如燕、无坚不摧”
1. 导电之王:新型碳纳米管与石墨烯
科学新突破:传统的铜导线已逐渐无法满足机器人内部极速、高频的数据传输需求。科学家们正在研发的新型碳纳米管,其导电性能远超铜,且密度极低,能大幅减轻机器人内部的“血管”负重。而石墨烯,这种“新材料之王”不仅导电性优异,更重要的是,它具有极高的化学稳定性,能在海水侵袭、酸碱腐蚀等恶劣环境下依然保持稳定性能。
中考出题趋势:这不仅仅是新材料,更是对金属活动性顺序和物质的化学性质等高阶考点的综合考查,难度会有显著提升。
2. 机器人“皮肤”:液态金属与柔性传感器
科学新突破:为了让机器人动作更拟人,科学家们正尝试用液态金属(如镓铟合金)制造柔性电路。这是一种能在常温下保持液体状态的神奇材料,意味着机器人皮肤下的线路可以随意拉伸、弯折,真正模拟人类的柔软触感。而机器人的仿生皮肤,也大量采用有机硅等环境友好型材料,在追求柔韧性的同时保障了使用安全。
3. 智能骨骼:“超材料”的出现
科学新突破:最前沿的“声学/光学超材料”被用于机器人壳体的制造。这种材料拥有自然界不存在的特殊物理性质,例如,能像“隐形斗篷”一样让机器人规避声呐探测,极大地拓展了机器人在军事、深海探测等特殊领域的应用潜力。
二、能源与动力突破:为机器人打造“绿色心脏”
1. 固态电池:革命性的能量存储
科学新突破:传统锂电池中的液体电解质易燃易爆,是机器人的一大安全隐患。新型固态锂电池则完全颠覆了这一局面。它使用固体电解质,能量密度大幅提升,能让机器人连续工作更久,同时彻底消除了漏液和爆炸风险,是机器人安全的“守护神”。
2. 氢燃料电池:终极的环保方案
科学新突破:在一些需要长时间户外作业的机器人身上,氢燃料电池正逐步取代传统的蓄电池。氢气燃烧的最终产物是水,实现了真正意义上的 “零碳排放” ,是环保化学在中考物理与化学跨学科案例分析中当之无愧的“座上宾”。
(三) 人工智能辅助研发:用AI设计新材料
1. 硅芯片的迭代:多元素的新型半导体
科学新突破:传统的高纯硅芯片正面临物理极限。科学家们已经在研发新一代半导体材料,例如在硅中掺杂锗元素生产硅锗芯片,这实际上是利用 “掺杂” 来改变半导体的导电性能。
2. AI驱动新材料设计
科学新突破:现在,人工智能算法本身也被用来研发化学材料。科学家们正利用AI从海量的分子组合中,快速筛选出高性能的“预分子介体”。通过AI辅助的“量子化学+机器学习”,可在短时间内从数百种候选分子中精准筛选出最适合的材料设计方案。
中考出题趋势:AI的应用将化学从实验室带入了一个前所未有的高效时代。这不仅要求我们掌握基础知识,更要在新情境下快速迁移应用。
考法预测
1.2026年科技兴国“十五五开局”核心要点“国产芯片”、“先进材料”“生物医药”“智能机器人”等列为未来产业重点培育方向,以下不属于化学范畴的是( )
A.芯片的制造材料 B.高强度芳纶复合材料
C.制造药物 D.机器人AI技术
【答案】D
【解析】A、芯片制造材料的研发涉及物质的制备、性质研究,属于化学范畴。
B、芳纶复合材料的研制属于新材料开发,属于化学范畴。
C、药物的制造涉及物质的合成与制备,属于化学范畴。
D、 机器人AI技术属于信息技术、计算机科学研究范畴,不涉及物质的化学相关研究,不属于化学范畴。
故选D。
2.智能机器人在生活中发挥着重要作用,以下应用过程中涉及化学变化的是( )
A.导览讲解 B.送餐服务
C.消防灭火 D.清扫灰尘
【答案】C
【解析】A、导览讲解的过程中没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
B、送餐服务的过程中没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
C、消防灭火的过程中有新物质生成,属于化学变化,符合题意;
D、清扫灰尘的过程中没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意。
故选C。
3.某智能机器人的手臂关节采用新型复合材料,内含石墨烯涂层以增强导电性和耐磨性。石墨烯是从石墨中分离出的单层碳原子材料,共导电性优于铜,强度极高。下列相关说法正确的是( )
A.石墨烯与金刚石均由碳分子构成
B.石墨烯的碳原子排列方式与金刚石不同
C.石墨烯属于合成材料
D.石墨烯在氧气中完全燃烧生成一氧化碳
【答案】B
【解析】A. 石墨烯和金刚石均由碳原子直接构成,而非碳分子,两者均为碳的单质,结构上无分子存在,故A错误;
B. 石墨烯为平面六元环结构,金刚石为四面体结构,原子排列方式不同,故B正确;
C. 石墨烯是天然石墨的单层结构,属于无机非金属材料,而非人工合成的合成材料,故C错误;
D. 碳单质完全燃烧生成二氧化碳(CO₂),一氧化碳(CO)为不完全燃烧产物,故D错误。
故选:B。
4.AI大数据控制的智能机器人系统备受关注。下面是几种常见的人工智能机器人,请根据图文回答下列问题。
(1)人工给扫地机器人电池充电过程是将电能转化为_______能,机身外壳使用的主要是铝合金,铝合金与它的组分金属比较,具有的特点有_______等(写一点即可)。
(2)机器人跑马拉松时需要借助先进高清的视觉系统,其智能处理芯片的核心材料是高纯度的硅,构成硅的微观粒子是_______(填微粒的名称)。
(3)消毒机器人主要使用含氯消毒剂(如84消毒液),其中84消毒液的有效成分是次氯酸钠(NaClO),它的酸根离子是_______,其遇过量的厕所清洁剂(主要成分是稀盐酸)会产生有毒的氯气而失效,同时生成氯化钠水溶液,该反应的化学方程式为_______。
【答案】(1)化学 硬度大
(2)硅原子
(3)
【解析】(1)充电时,电能被转化为化学能并储存于电池内部,放电时再转化为电能。电池充电过程是将电能转化为化学能。
合金的性能通常优于纯金属,铝合金的典型优点包括硬度更高、耐腐蚀性更强等。
(2)硅(Si)是半导体材料,属于固态非金属单质。与金属一样,固态非金属单质也是由原子直接构成的。因此,构成硅的微观粒子是硅原子。
(3)离子的表示方法:在元素符号右上角标注离子所带的电荷数,数字在前,正负号在后,数字为“1”,省略不写,次氯酸钠(NaClO)化合物中钠元素化合价为+1价,依据化合物中各元素正负化合价代数和为0可知:次氯酸根化合价为-1价,即次氯酸根带1个单位的负电荷,次氯酸根离子:。
次氯酸钠与盐酸发生反应,生成氯化钠、水和有毒的氯气,该反应化学方程式:。
5.2025年,随着科技的飞速发展,智能机器人已经广泛应用于家庭、学校、医院和工厂等各个领域。这些机器人不仅能完成各种复杂的任务,还能帮助人们解决生活中的实际问题。最近,一款名为“LifeBot”的家用机器人进入市场,LifeBot在工作中遇到了一些与化学相关的问题,需要你运用所学的化学知识来帮助它解决。
(1)该机器人的电池部分在充电时会利用到电解水产生的氢气作为辅助能源,电解水的化学方程式为 _______,正极和负极产生的气体的体积比为 _______。
(2)机器人在厨房中帮助主人做饭时,发现燃气灶的火焰呈黄色,并且锅底有黑色物质。这时它需要将灶具的进风口 _______ (填“调大”或“调小”);厨房中的不锈钢锅表面有少量的锈迹,不锈钢的主要成分是铁,铁在空气中生锈是铁与空气中的 _____发生复杂的化学反应的结果。
(3)为了让餐后甜品更健康,机器人制作了一份富含钙元素的酸奶水果沙拉,钙是人体所需的 ______(填“常量”或“微量”)元素,儿童缺钙易患 _____(填“佝偻病”或“骨质疏松症”)。
【答案】(1) 1∶2
(2)调大 氧气、水
(3)常量 佝偻病
【解析】(1)电解水时,水在通电条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式为;
在电解水实验中,正极产生氧气,负极产生氢气,正极和负极产生气体的体积比为1∶2。
(2)燃气灶火焰呈黄色且锅底有黑色物质,说明燃气燃烧不充分。要使燃气充分燃烧,需要增大氧气的量,所以应将灶具的进风口调大;
铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生复杂化学反应的结果。
(3)钙是人体所需的常量元素,儿童缺钙易患佝偻病。
6.金属在科技、生产和生活中的应用极为广泛。
(1)钨广泛用于制灯丝,有“光明使者”的美誉。这主要是因为钨的__________。
(2)2026年政府工作报告连续第二年将“具身智能”列入未来产业重点培育清单,而智能机器人是具身智能最主要的应用载体和产品形态之一。铝合金具有轻量化、耐腐蚀的优点常被用作机器人外壳材料。铝制品耐腐蚀的原因是__________。
(3)某化学小组进行铁的化学性质探究实验后,得到了含有硫酸铜、硫酸和硫酸亚铁的废液。该小组从废液中回收铜和硫酸亚铁晶体,实验方案如图所示(部分生成物已略去)。
请回答下列问题:
①步骤I所得滤渣的成分是__________。
②步骤II中发生反应的化学方程式为__________。
【答案】(1)熔点高
(2)铝与氧气反应生成致密的氧化膜
(3)铁、铜
【解析】(1)灯丝工作时温度很高,钨的熔点高,受热不易熔化,因此适合制作灯丝。
(2)常温下铝和氧气反应生成致密的氧化膜可以隔绝铝和氧气、水等接触,起到保护作用。
(3)向混合液中加入过量的试剂A,得到滤渣和滤液,滤液经过步骤Ⅲ得到硫酸亚铁晶体,说明滤液的成分是硫酸亚铁,试剂A是铁;滤渣成分是铁和铜,向其中加入试剂B产生氢气,且得到铜和硫酸亚铁溶液,说明试剂B是稀硫酸。综合分析,滤渣含有剩余的铁和生成的铜。
步骤II中发生反应的是硫酸和铁,两者反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式略。
7.小明对展出的“智能机器人”的很感兴趣,他也准备制作一台小型灭火机器人,材料有:锂电池、铜导线、金器合金,塑料,合成橡胶小轮、马达等。其中属于有机合成材料的是_____________,若模拟扑灭衣物着火,机器人搭载的灭火器及对应灭火的原理是____________。
【答案】 塑料、合成橡胶 隔绝氧气
【分析】根据已有的材料的类别、灭火的原理进行分析解答即可。
【解析】塑料和合成橡胶属于有机合成材料;模拟扑灭衣物着火,应该隔绝氧气。
8.锂电池核心技术获突破
中国航天科技集团八院和南开大学组成的科研团队日前成功研制出用于高能量密度与低温电池的氟代烃电解液,该技术使现有锂电池实现续航力成倍提升,耐低温性能也将明显增强。
电解液作为连接锂电池正负极的关键组成部分,在锂电池中起着传导离子的功能,就像正负极之间的一条“高速公路”。传统电解质溶剂以氧基和氮基配体为主,优点是对锂盐的溶解性很强,但同时也限制了电荷的转移,导致锂电池能量密度难以进一步提升,限制了其低温性能。目前,市场上的锂电池在室温下的能量密度为300瓦时/千克左右,在零下20℃的环境下,能量密度会骤降到150瓦时/千克以下。
科研团队通过多年技术攻关,合成了含单氟化烷烃的新型电解液溶剂,有效降低了电解液的黏度,提升了氧化稳定性和低温离子电导率,以及高能量密度锂电池的低温能量输出性能,可以使锂电池的能量密度在室温环境下大于700瓦时/千克,在零下50℃的环境下仍可达到约400瓦时/千克。一块同样质量的锂电池,在零下70℃的极端低温下仍可正常工作。
这项突破研究的应用前景十分广阔:在高新技术领域,它能让航天器等设备在极寒的深空环境下拥有更可靠的能源保障,为无人机以及各类智能机器人带来更长的续航时间和更强的负载能力;在日常生活中,它可以为下一代电动车、手机电池扫清关键障碍,有望让电动汽车续航里程、低温环境下手机待机时间实现质的飞跃,破解电池的“储电能力焦虑”和“温度适应焦虑”难题,为更高能、更安全的未来能源提供无限可能。
阅读分析,解决问题:
(1)传统电解质溶剂存在的问题是______。
(2)锂的化学性质与钠相似,它在常温下就能与空气中的氧气发生反应。请写出锂在空气中生成氧化锂的化学方程式:______。
(3)新型电解液溶剂含单氟化烷烃,氟元素属于______(填“金属” 或“非金属”)元素,氟原子在化学反应中容易______电子。
(4)含单氟化烷烃的新型电解液溶剂的优点是_______。
(5)写出一条采用该新型电解液锂电池的应用场景_______。
【答案】(1)限制电荷转移,导致锂电池能量密度难以进一步提升,限制了其低温性能
(2)
(3)非金属 得到
(4)降低了电解液的黏度,提升了氧化稳定性、低温离子电导率和高能量密度锂电池的低温能量输出性能
(5)用作深空环境中航天器的能源电池(或电动汽车电池、手机电池、无人机电池等,合理即可)
【解析】(1)传统电解质溶剂以氧基和氮基配体为主,限制了电荷的转移,导致锂电池能量密度难以进一步提升,限制了其低温性能;
(2)锂元素显+1价,氧化锂化学式为,锂和氧气反应生成氧化锂,反应的化学方程式为:;
(3)氟元素名称带“气”字头,属于非金属元素;氟原子最外层有7个电子,化学反应中容易得到1个电子达到8电子稳定结构;
(4)含单氟化烷烃的新型电解液溶剂降低了电解液的黏度,提升了氧化稳定性、低温离子电导率和高能量密度锂电池的低温能量输出性能;
(5)该新型电解液锂电池可用作深空环境中航天器的能源电池或电动汽车电池、手机电池、无人机电池等。
9.现代人形机器人是一种智能机器人,一般有智能陀机、主控板和金属支架组成。
(1)主控板中的芯片材料是高纯度硅,利用石英砂(主要成分是二氧化硅)在高温条件下与碳反应,可生成硅和一种有毒气体,该反应的化学方程式___________。
(2)机器人的眼睛处安装有光敏感玻璃传感器,玻璃属于___________材料。
(3)金属支架一般用铝合金材料,该材料的优点有___________。生活中铝制品不易被腐蚀的原因是___________。
【答案】(1)
(2)无机非金属/非金属
(3)密度小、强度高、耐腐蚀性好 铝在空气中与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,阻止内部金属进一步被腐蚀。
【解析】(1)主控板中的芯片材料是高纯度硅,利用石英砂(主要成分是二氧化硅)在高温条件下与碳反应,可生成硅和一种有毒气体,根据质量守恒定律可知,该有毒气体为一氧化碳,方程式为:;
(2)玻璃的主要成分是硅酸盐,属于无机非金属材料;
(3)铝合金具有密度小、硬度大、耐腐蚀性好和易加工成型等优点;
铝在空气中与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,阻止内部金属进一步被腐蚀,所以生活中铝制品不易被腐蚀。
10..2026年央视春晚运用多种前沿科技,让舞台呈现出震撼的视觉效果与创新体验。
(1)8K超高清屏幕核心材料为高纯硅(Si),制备高纯硅的反应之一为,该反应属于基本反应类型中的_______反应。
(2)《武BOT》中的具身智能机器人的表演精彩绝伦。
①机器人的电子皮肤导电传感层使用了石墨烯,可以将压力、温度转化为电信号,实现触觉感知。石墨烯是由_______元素组成的单质。
②机器人的动力来源主要是锂电池,电极材料中元素的化合价为+1,P元素的化合价为+5,则中Fe元素的化合价为_______。
【答案】(1)置换
(2)碳 +2
【解析】(1)该反应符合置换反应的特征:一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物,因此属于置换反应。
(2)①石墨烯是碳单质的一种结构,由碳元素组成;
②根据化合物中各元素正负化合价代数和为0的规则,设Fe的化合价为x,由已知化合价得:,解得。
11.2026年春晚智能机器人广泛亮相,多数机器人框架中含铝合金,外壳搭配工程塑料。
(1)工程塑料属于____(填“天然”或“合成”)高分子材料;
(2)固态锂电池通过反应为机器人提供电能,该反应属于_______(填基本反应类型);
(3)常温下铝制品耐腐蚀的原因是______________(用化学方程式解释)
(4)铝可加工成各种构件,利用了金属良好的_____性。
(5)如图所示实验能比较出铝、铜、锌的金属活动性,a和b是金属单质,则c溶液中的溶质为_____。
【答案】(1)合成
(2)置换反应
(3)
(4)延展
(5)氯化锌(合理即可)
【解析】(1)略;
(2)该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的特征,属于置换反应;
(3)常温下铝与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻碍内部铝进一步被氧化,故铝制品耐腐蚀;
(4)略;
(5)三种金属活动性为,采用“两金夹一盐”的验证方法,选择铝片、铜片和活动性居中的锌的可溶性盐溶液,如氯化锌溶液,铝能与氯化锌反应生成氯化铝和锌,有固体析出,说明铝比锌活泼,铜与氯化锌不反应,无明显现象,说明锌比铜活泼,可以验证三种金属的活动性顺序。
12.第十五届全运会开幕式上,智能机器人敲响了盛行于春秋战国时期的乐器青铜句鑃(读gōudiào),这不仅是文化的传承,更是历史与未来的相拥。
(1)下列矿物是冶炼青铜的常见原料,其主要成分属于氧化物的是_____(填字母)。
A.辉铜矿(主要成分是Cu2S) B.赤铜矿(主要成分是Cu2O)
C.锡石(主要成分是SnO2) D.白铅矿(主要成分是PbCO3)
(2)青铜文物保护不当,会生成Cu2(OH)2CO3、Cu2O、Cu2(OH)3Cl等多种锈蚀物。如果你负责博物馆中青铜文物的展览,应做好哪些保护措施?从反应物和反应条件的角度各写一条:_____、_____。
(3)智能机器人的骨架、关节轴承、传感器膜分别用到了表中的一种材料。
编号
材料
特性
1
氮化硅陶瓷
耐高温、自润滑、耐磨性好
2
碳纤维复合材料
质轻,强度为钢的5倍以上
3
石墨烯
单原子层厚度,导电、导热性能优异
①分析比较可知,智能机器人的骨架用到的材料是_____(填编号)。
②氮化硅中Si元素与N元素的质量比为3:2,则氮化硅的化学式为_____。
③1cm厚的石墨约有3×107个碳原子层。将体积为2cm3的石墨分离成石墨烯,得到石墨烯的总面积约为_____cm2。
【答案】(1)BC
(2)保持干燥或真空保存 放置阴凉处
(3)2
【解析】(1)氧化物定义为由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物。、符合氧化物特征;不含氧元素,含三种元素,均不符合。
(2)青铜锈蚀需要、、、含氯物质等反应物参与,可从隔绝反应物角度防护;温度越高反应速率越快,可从降低温度(反应条件)角度减慢锈蚀速率。
(3)机器人骨架需要质轻、强度高的特性,对应编号2的碳纤维复合材料。
设氮化硅化学式为,相对原子质量为28,为14,根据元素质量比得,解得,故化学式为。
单层碳原子层厚度为,石墨烯总面积=体积÷单层厚度=。
13.阅读科普短文,回答下列问题:
2026年春晚,智能机器人通过AI(人工智能)算法精准控制动作,惊艳亮相,展现了人工智能与现代科技的高度融合。
AI不仅能用于表演,在化学学习与研究中也有许多新的应用。AI算法通过分析大量历史实验数据,快速识别深度、压强、催化剂等因素与反应结果的联系,预测最佳反应条件;实验室里,智能机器人可作为AI的“双手”精准执行操作;在材料科学领域、AI能对材料的成分、结构和性能关系进行建模预测,帮助科学家更高效地开发新型材料。
然而,技术背后亦存隐忧:AI算法无法解释部分化学反应的微观机理,甚至可能虚构实验数据产生“幻觉”,且长期依赖AI可能减弱人们独立探究的热情。
(1)智能机器人外壳常使用强度高、耐腐蚀的钛合金材料。钛属于________(填“金属”“非金属”或“稀有气体”)元素;
(2)关于AI在化学研究中的应用,下列说法不合理的是________;
A.AI能帮助科学家开发新型材料,减少盲目尝试
B.智能机器人能作为实验室中AI的“操作手”
C.AI预测效果取决于算法,与实验数据无关
(3)结合上述材料,从利与弊的角度谈谈AI对化学研究的影响________。
【答案】(1)金属
(2)C
(3)AI对化学研究有利方面:AI算法能够分析大量历史实验数据,快速识别深度、压强、催化剂等因素与反应结果的联系,预测最佳反应条件;实验室里,智能机器人可作为AI的“双手”精准执行操作;在材料科学领域、AI能对材料的成分、结构和性能关系进行建模预测,帮助科学家更高效地开发新型材料。
AI对化学研究有弊方面:AI算法无法解释部分化学反应的微观机理,甚至可能虚构实验数据产生“幻觉”,且长期依赖AI可能减弱人们独立探究的热情。
【解析】(1)钛的汉字带“钅”字旁,属于金属元素。
(2)材料明确说明AI算法需要分析大量历史实验数据才能识别反应规律、预测结果,预测效果和实验数据密切相关,因此C的说法不合理。
(3)略
14.AI技术的运用能够有效提高人们的工作效率和劳动效率,其中AI大数据控制的智能机器人系统备受关注。下面是几种常见的人工智能机器人,请根据图文回答下列问题。
(1)人工给扫地机器人电池充电过程是将电能转化为_________能,机身外壳使用的主要是铝合金,它与组分金属比较的特点有_________等(写一点即可)。
(2)①机器人跑马拉松时需要借助先进高清的视觉系统,其职能处理芯片的核心材料是高纯度的硅,硅的原子序数为_________。
②工业制硅的反应之一是,X的化学式是_________。
(3)①消毒机器人主要使用含氯消毒剂(如84消毒液),其中84消毒液的有效成分是次氯酸钠(NaClO),它的酸根离子是_________,其遇过量的厕所清洁剂(主要成分是稀盐酸)会产生有毒的氯气而失效,同时生成氯化钠水溶液,该反应的化学方程式为_________。
②下表列举了消毒机器人使用的其它消毒剂及其成分、注意事项:
消毒剂类型
成分
使用注意事项
醇类消毒剂
医用酒精(),含量为75%)
远离火源
过氧化物类消毒剂
过氧化氢()消毒剂
见光或受热易分解,有腐蚀性、有灼伤危险
过氧乙酸()消毒剂
的化学名称是_________,“75%”指的是_________(填“体积分数”或“质量分数”)。
③请根据表格中“过氧化物类消毒剂”的使用注意事项,对这类消毒剂的保存方法提出一点建议:_________。
【答案】(1)化学 硬度大
(2)14 SiCl4
(3) NaClO + 2HCl = NaCl + H2O + Cl2↑ 乙醇 体积分数 避光、密封,并放置在阴凉处保存
【解析】(1)充电时,电能被转化为化学能并储存于电池内部,放电时再转化为电能。
电池充电过程是将电能转化为化学能。
合金的性能通常优于纯金属,铝合金的典型优点包括硬度更高、耐腐蚀性更强等。
(2)①在元素周期表的一格中,左上角的数字为原子序数,硅的原子序数为14。
②根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变。反应后有1个硅原子、4个氢原子和4个氯原子。反应前有4个氢原子,因此X中应含有1个硅原子和4个氯原子,故X的化学式为。
(3)①离子的表示方法:在元素符号右上角标注离子所带的电荷数,数字在前,正负号在后,数字为“1”,省略不写,次氯酸钠(NaClO)化合物中钠元素化合价为+1价,依据化合物中各元素正负化合价代数和为0可知:次氯酸根化合价为-1价,即次氯酸根带1个单位的负电荷,次氯酸根离子:。
次氯酸钠与盐酸发生反应,生成氯化钠、水和有毒的氯气,该反应化学方程式:NaClO + 2HCl = NaCl + H2O + Cl2↑。
②的化学名称是乙醇。医用酒精的浓度通常用体积分数表示,指纯酒精的体积在酒精溶液总体积中所占的比例,“75%”指的是体积分数。
③这类消毒剂见光或受热易分解,且具有腐蚀性,因此需要避光、密封,并放置在阴凉处保存。
15.近期宇树科技的智能机器人在明星演唱会上灵动的表演深入人心。中国制造落地舞台、人机协同开启演出新范式、科技成为艺术表达的重要工具。机器人的关节电机驱动、电源管理都用到碳化硅(SiC)。碳化硅拥有多重“硬核”本领:硬度极高,仅次于金刚石;性质稳定,常温下难溶于水,不与盐酸、硫酸反应。碳化硅的用途十分广泛:在工业生产中,它被制成砂轮、砂纸等研磨材料;在航空航天领域,它可用于制造火箭喷管、燃气轮机叶片;在能源领域,它是太阳能热水器的理想材料;作为第三代半导体的代表材料,碳化硅还广泛应用于新能源汽车和5G通信技术。工业上用碳和二氧化硅在高温的条件下反应制取碳化硅,同时生成一氧化碳。
(1)碳化硅属于______(选填“单质”或“化合物”)。碳元素和硅元素在元素周期表的同一个______(选填“周期”或“族”)。
(2)碳化硅可作为研磨材料,原因是______。
(3)工业生产碳化硅的反应微观模拟示意图如下,请将变化后的示意图补充完整,则应选择:_____(选填“A”或“B”)。
A. B.
(4)参加上述反应的两种物质的质量比为:______(填最简整数比)。
【答案】(1)化合物 族
(2)硬度极高,仅次于金刚石,性质稳定
(3)B
(4)3:5/5:3
【解析】(1)碳化硅由硅、碳两种元素组成的纯净物,属于化合物;碳和硅最外层电子数相同都为4,则位于元素周期表同一族。
(2)研磨材料需要具备硬度大的性质,题干明确说明碳化硅硬度仅次于金刚石,符合研磨材料的要求。
(3)
根据图示可知反应物为1个SiO2与3个C,生成物中含有1个SiC,根据质量守恒定律可知化学反应前后原子的种类与个数不变,则剩余2个C与2个O,O无法直接构成物质,则剩余的生成物为2个CO,图示为:;
(4)该反应的化学方程式为 ,参加反应的和C的质量比为 。
16.2026年春晚,AI大数据控制的智能机器人系统备受关注。下面是几种常见的人工智能机器人,请根据图文回答下列问题。
(1)人工给扫地机器人电池充电过程是将电能转化为_____能,机身外壳使用的主要是铝合金,铝合金常用于制造机器人的外壳、躯干关节等结构部件。铝在空气中易形成致密的氧化铝薄膜,从而阻止反应进一步进行,该反应的化学方程式为________。
(2)机器人跑马拉松时需要借助先进高清的视觉系统,其智能处理芯片的核心材料是高纯度的硅,构成硅的微观粒子是_______(填微粒的名称)。机器人的动力来源主要是锂电池,电极材料LiFePO4中Li元素的化合价为+1,P元素的化合价为+5,则LiFePO4中Fe元素的化合价为______。
(3)消毒机器人主要使用含氯消毒剂(如84消毒液),其中84消毒液的有效成分是次氯酸钠(NaClO),它的酸根离子是______,其遇过量的厕所清洁剂(主要成分是稀盐酸)会产生有毒的氯气而失效,同时生成氯化钠水溶液,该反应的化学方程式为______。
【答案】(1)化学
(2)硅原子 +2
(3)
【解析】(1)电池充电时电能转化为化学能储存;铝常温下即可与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,据此可以写出化学方程式。
(2)硅属于固态非金属单质,由硅原子直接构成;化合物中正负化合价代数和为0,设Fe化合价为,列式,解得。
(3)次氯酸钠由和构成,酸根为次氯酸根离子;根据题干可知次氯酸钠与盐酸反应生成氯化钠、氯气和水,据此可以写出化学方程式:。
考向03 米兰冬奥会
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2026年米兰-科尔蒂纳冬奥会于2月14日正式开幕,是意大利时隔20年再次主办冬季奥运会,也是奥运会第四次落户意大利。本届冬奥会开幕式突破传统单一场地模式,在米兰、科尔蒂纳、利维尼奥与普雷达索四地联动举行,并首次采用双火炬点燃方式,彰显体育和平与人类团结的核心主题。整场仪式深度融合音乐、体育与当代视觉叙事,将奥运举办城市风貌与阿尔卑斯山自然景观巧妙结合,呈现高水准的国际化体育文化表达。
考向解码
一、题型特点与解题总原则
1.1 命题特点
特点
说明
情境真实
以冬奥会中的火炬燃料、制冰技术、场馆材料、服饰面料等为背景
考查基础
本质是教材核心知识(物理变化/化学变化、燃料、材料、环保等)
强调应用
突出化学知识在解决实际问题中的价值
体现理念
“绿色冬奥”“科技冬奥”蕴含的低碳、环保理念常考
1.2 解题总原则
剥离冬奥情境,回归化学本质——无论题干多“高大上”,考点都是课本上的。
三步法:
①圈关键词:找出题干中的化学物质(H₂、CO₂、石墨烯等)、操作(燃烧、制冰、发电等)
②联想考点:快速匹配对应的教材知识点
③规范作答:用化学用语(方程式、化学式)准确表达
二、核心考点与解题要点
考点1:物理变化与化学变化的判断
典型题干:
“2026年米兰冬奥会的下列筹备活动中,涉及化学变化的是( )”
解题要点:
选项示例
变化类型
判断依据
雕刻赛事主题冰雕
物理变化
形状改变,无新物质生成
户外人工造雪铺设雪道
物理变化
水的状态变化(液态→固态)
冬奥火炬“飞扬”试燃
化学变化
燃烧生成新物质(CO₂、H₂O等)
为滑雪板打磨打蜡
物理变化
形状改变,无新物质生成
一句话技巧:燃烧一定涉及化学变化,造雪、熔化、雕刻都是物理变化。
考点2:氢能——火炬燃料与清洁能源
这是米兰冬奥会化学题中最核心的考点!
2.1 氢气燃烧的化学方程式
标准写法:
2H2+O22H2O
易错提醒:
❌ 漏写“点燃”条件
❌ 漏写“↑”或“↓”(本反应不需要)
❌ 化学式写错(H₂不是H,O₂不是O)
2.2 氢能的优点(高频填空)
优点
规范表述
环保性
燃烧产物是水,无污染(不产生CO₂、SO₂等)
热值高
相同质量下,氢气燃烧放热比化石燃料多
可再生
可通过电解水制取,原料来源广泛
答题模板:
氢能的优点是______(写一点即可)。
答:燃烧产物是水,无污染(或热值高/可再生)
2.3 氢燃料电池
考点:将化学能转化为电能
典型题目:
氢燃料电池车的作用是将______能转化为______能。
答案:化学;电
2.4 微观解释
考点:液氢和氢气化学性质相同的原因
答案:都是由氢分子构成的(或同种分子化学性质相同)
考点3:二氧化碳跨临界直冷制冰技术
这是体现“绿色冬奥”理念的核心技术,取代了破坏臭氧层的氟利昂。
3.1 氟利昂的危害
标准答案:氟利昂会破坏臭氧层
拓展知识(结合图示题):
氟利昂在破坏臭氧层的过程中起催化作用(本身质量和化学性质不变)
3.2 CO₂制冰过程的判断
典型题目(结合“CO₂跨临界直冷”原理图):
说法
正误
解析
降温时CO₂的化学性质不变
✓
物理变化中化学性质不变
上述过程中发生的均为物理变化
✓
只有状态变化(气→液→气),无新物质
CO₂从流体变为气体放出热量
✗
汽化(液态→气态)需要吸收热量
CO₂气体加压时分子间间隔减小
✓
加压使分子间距变小,气态→液态
3.3 “低碳”理念中的“碳”
答案:二氧化碳(CO₂)
注意:题干中的“低碳”指减少CO₂排放,不是指碳单质。
考点4:新材料——分类与性质
4.1 常见冬奥材料的分类
材料
来源/组成
分类
考题形式
钢(场馆结构)
铁合金
金属材料
选择/填空
碳纤维(火炬外壳)
碳元素为主
无机非金属材料/复合材料
判断类别
聚乙烯(纪念品)
合成树脂
合成有机高分子材料
判断类别
聚丙烯(纪念钞)
(C₃H₆)n
合成有机高分子材料
判断类别
石墨烯(礼仪服)
碳的单质
无机非金属材料
性质判断
玄武岩纤维
玄武岩熔化拉丝
无机非金属材料
判断类别
4.2 石墨烯的性质与用途
典型题目(冬奥会礼仪服采用石墨烯发热材料):
说法
正误
解析
石墨烯属于化合物
✗
是碳的单质
与金刚石的硬度相近
✗
石墨烯很薄,金刚石最硬,硬度差异大
导热性能好
✓
能用于发热材料的原因
室温下能够稳定存在
✓
碳单质常温下化学性质稳定
考点5:营养与健康——运动员饮食
解题技巧:记住常见食物中的主要营养素
食物
主要营养素
脱脂牛奶、鸡蛋、牛肉、鱼肉
蛋白质
玉米、土豆、米饭、面包
糖类(淀粉)
西兰花、青菜、水果
维生素
食用油、坚果
油脂
速记口诀
冬奥化学热点多,氢能材料是核心。燃烧一定化学变,造雪制冰物理变。
氢气点燃方程式,条件箭头不能错。氢能优点三方面:无污高值可再生。
氟利昂坏臭氧,CO₂制冰绿色行。碳纤复合聚乙烯,分类判断要分清。
考法预测
1.2026年米兰冬奥会践行“绿色冬奥”理念,大量使用新型材料。下列用品所用材料属于金属材料的是( )
A.火炬点火组件——不锈钢 B.速滑服——涤纶
C.观赛窗——玻璃 D.围巾——纯羊毛
【答案】A
【分析】金属材料包括纯金属和合金。
【解析】A、不锈钢是铁的合金,属于金属材料,正确。
B、涤纶属于合成纤维,是有机合成材料,错误。
C、玻璃属于无机非金属材料,错误。
D、纯羊毛属于天然有机高分子材料,错误。
2.2026年2月19日,在米兰冬奥会速度滑冰男子1500米比赛中,宁忠岩以1分41秒98刷新奥运纪录的成绩摘得金牌。下图是某品牌速滑运动员充满科技感的冰刀鞋信息,下列说法错误的是( )
A.制冰过程中,水变成冰,其分子种类不变
B.铝合金和钢都属于合金
C.冰刀具备高强度、高硬度和良好的耐磨性
D.在使用和存放冰刀鞋时,无需避开酸性物质
【答案】D
【解析】A. 水变成冰是物理变化,分子种类不变,只是分子间隔发生改变,此选项正确;
B. 铝合金是铝的合金,钢是铁的合金,铝合金和钢都属于合金,此选项正确;
C. 冰刀需适应冰面滑行,具备高强度、高硬度和良好的耐磨性,此选项正确;
D. 冰刀的主要成分是铝、铁等金属,均能与酸性物质反应,因此使用和存放时需避开酸性物质,此选项错误。
故选D。
3.2026年,第25届冬奥会在米兰-科尔蒂纳丹佩佐举行。中国代表团获得5金4银6铜的成绩。下列食物能为选手提供蛋白质的是( )
A.脱脂牛奶 B.玉米
C.西兰花 D.土豆
【答案】A
【解析】A、脱脂牛奶属于奶制品,富含蛋白质,该选项符合题意;
B、玉米中富含淀粉,属于糖类,该选项不符合题意;
C、西兰花富含维生素,该选项不符合题意;
D、土豆中富含淀粉,属于糖类,该选项不符合题意。
故选A。
4.2026年米兰-科尔蒂纳冬奥会,从赛事筹备到顺利举办,各环节都蕴含着丰富的化学知识。
(1)冬奥村制作糕点时,常用碳酸钠调节面团酸性。碳酸钠属于________(填“酸”“碱”或“盐”),它调节面团酸性的反应原理为,则X的化学式为________。
(2)冬奥会建筑中大量使用氢氧化镁作为环保阻燃剂。它能和盐酸反应,反应的化学方程式为________。
(3)饮用含碳酸氢钠的运动饮料可缓解运动后的疲劳,测得该饮料的pH为8.6。取少量该饮料,滴入无色酚酞试液,观察到的现象是________。
【答案】(1)盐
(2)
(3)溶液变红
【解析】(1)碳酸钠由钠离子和碳酸根离子构成,属于盐;
所给方程式反应物中原子种类和个数为:碳原子7个、氢原子12个、氧原子9个、钠原子2个,生成物中原子种类和个数:碳原子7个、氢原子10个、氧原子8个、钠原子2个,根据质量守恒定律,反应前后原子种类、数目不变,X中含有2个氢原子和1个氧原子,故X化学式为。
(2)氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,方程式为。
(3)该饮料pH=8.6>7,呈碱性,无色酚酞试液遇碱性溶液会变红,取少量该饮料,滴入无色酚酞试液,观察到的现象是溶液变红。
5.2026年米兰冬奥会如期而至,奥运圣火不断传递,火炬的燃料也不断发展。从油脂到液化石油气再到氢气,也反映了人类能源的探索史。
(1)请写出氢气在空气中燃烧的化学方程式:___________。
(2)对比传统化石能源,氢能的优点是___________(写一点即可)。
【答案】(1)
(2)燃烧的产物只有水,对环境无污染/燃烧热值高
【解析】(1)氢气在空气中燃烧生成水,化学方程式为;
(2)对比传统化石能源,氢能的优点是燃烧的产物只有水,对环境无污染,且燃烧热值高。
6.生活中常常用到化学知识。
(1)2026年米兰·科尔蒂纳丹佩佐冬奥会筹备过程中,赛道修建使用了与金刚石结构类似的氮化硅材料。下列关于氮化硅的说法正确的有______(填序号)。
A.氮化硅可用于制造耐磨、耐高温的赛道部件,说明其硬度大
B.氮化硅由氮原子和硅原子构成
C.氮化硅的化学式为Si4N3
D.氮化硅属于层状结构
(2)家用净水器采用“活性炭+超滤层+煮沸”净水工艺,活性炭具有吸附作用,是利用了活性炭具有_____的结构。
(3)已知在同温同压下,等体积气体所含的分子数目相同。据此分析,在相同条件下,使等体积的CO和CH4充分燃烧,消耗氧气较多的是_____。
(4)酒精是可再生的能源,写出酒精完全燃烧的化学方程式______。
【答案】(1)AB
(2)疏松多孔
(3)CH4/甲烷
(4)
【解析】(1)A、氮化硅结构类似金刚石(原子晶体),硬度大、耐磨耐高温,可用于赛道部件,说法正确。
B、金刚石是由碳原子构成的物质,氮化硅与金刚石结构类似,可知氮化硅是由氮原子和硅原子构成的,说法正确。
C、化合物中元素正负化合价代数和为0,氮化硅中硅为+4价,氮为-3价,化学式应为Si3N4,不是Si4N3,说法错误。
D、金刚石是立体网状结构,可知氮化硅也是立体网状结构,并非层状结构,说法错误。
故选AB。
(2)活性炭具有疏松多孔的结构,因此具有很强的吸附能力,可吸附水中的色素和异味。
(3)同温同压下等体积的CO和CH4分子数相同。CO燃烧:,2个CO分子消耗1个O2分子;CH4燃烧:,1个CH4分子消耗2个O2分子,即2个CH4分子消耗4个O2分子,因此等体积时,CH4消耗氧气更多。
(4)酒精(乙醇)完全燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为。
7.2026年2月第25届冬季奥林匹克运动会,在意大利米兰和科尔蒂纳丹佩佐举办。冬奥会的筹备及比赛过程中,处处都有化学的贡献。请回答下列问题:
(1)吉祥物雪融“蒂娜”和雪花“弗洛”玩偶的填充物中含有再生涤纶。涤纶属于______材料;
(2)供给冬奥会的蔬菜,在种植过程中若出现叶片发黄,可以施加的一种有机氮肥是______(填化学式);
(3)冬奥会场馆的饮水设备中使用了活性炭,净水器中的活性炭能起到的作用有过滤和______;
(4)运动员的饮食中常出现:鸡肉、蛋类、鱼虾。它们主要为运动员补充的一种营养物质是______;
(5)中国的“宇通纯电新能源客车”穿越风雪为冬奥会提供了零排放的高品质服务。与传统的燃油车相比,纯电驱动车的应用,可以减少____(填化学式)、氮的氧化物以及烟尘等污染物的排放;
(6)运动员低血糖的时候会服用含葡萄糖的制剂,36 g葡萄糖中含有氧元素的质量为______g。
【答案】(1)合成
(2)CO(NH2)2
(3)吸附
(4)蛋白质
(5)CO
(6)19.2
【解析】(1)涤纶属于合成纤维,是三大合成材料之一,因此归类为合成(有机合成)材料。
(2)叶片发黄是植物缺氮的表现,常见的有机氮肥是尿素,化学式为CO(NH2)2(有机物是指含碳元素的化合物,除去一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐等)。
(3)活性炭疏松多孔,在净水器中除过滤掉不溶性杂质外,还可以吸附除去水中的色素和异味。
(4)鸡肉、蛋类、鱼虾都富含蛋白质,是人体补充蛋白质的主要食物来源。
(5)燃油车的燃油不完全燃烧会生成一氧化碳(CO),属于化石燃料燃烧排放的常见污染物。
(6)36g葡萄糖中氧元素的质量为:。
8.2026年2月第25届冬季奥林匹克运动会,在意大利米兰和科尔蒂纳丹佩佐举办。冬奥会的筹备及比赛过程中,处处都有化学的贡献。请回答下列问题:
(1)吉祥物白鼬“蒂娜”和“米洛”玩偶的填充物中含有再生涤纶。涤纶属于___________(填“天然”或“合成”)材料。
(2)奥运村餐厅优先采购本地食材,菜单突出米兰和科尔蒂纳周边的奶酪、谷物与葡萄酒,既降低运输碳排放,也支持区域农业。谷物为运动员提供的主要营养物质是___________。
(3)中央电视台2026年米兰冬奥宣传片中,宇树科技旗下人形机器人完成全球首次人形机器人极寒自主行走挑战。机器人表面常刷漆是为了防止材料与氧气发生___________(填“缓慢”或“剧烈”)氧化而生锈。
(4)组委会评估,本届冬奥会整体碳排放比传统模式降低至少45%。请你写出生活中有利于降低“碳排放”的一条做法:___________。
【答案】(1)合成
(2)糖类
(3)缓慢
(4)减少化石燃料使用/植树造林
【解析】(1)略;
(2)谷物的主要成分为淀粉,淀粉属于糖类;
(3)机器人一般是金属材料制成,金属材料在空气中会与氧气等物质发生化学反应,这种反应通常进行得较为缓慢,不容易被察觉,属于缓慢氧化;
(4)降低“碳排放”即降低二氧化碳的排放,可以减少化石燃料使用、植树造林等。
9.生活中常常用到化学知识。
(1)2026年米兰·科尔蒂纳丹佩佐冬奥会筹备过程中,赛道修建使用了与金刚石结构类似的氮化硅材料。下列关于氮化硅的说法正确的有__________(填序号)。
A.氮化硅属于层状结构
B.氮化硅由氮原子和硅原子构成
C.氮化硅(氮元素显-3价,硅元素显+4价)的化学式为
D.氮化硅可用于制造耐磨、耐高温的赛道部件,说明其硬度大
(2)家用净水器采用“活性炭+超滤层+煮沸”净水工艺,利用了活性炭,是因其具有__________性。
(3)已知在同温同压下,等体积气体所含的分子数目相同。据此分析,在相同条件下,使等体积的CO和充分燃烧,消耗氧气较多的是__________。
(4)酒精是可再生的能源,酒精完全燃烧的产物的化学式为__________。
【答案】(1)BD
(2)吸附
(3)甲烷
(4)
【解析】(1)A、氮化硅结构与金刚石类似,金刚石是空间网状原子晶体,层状结构是石墨的特征,因此A错误。
B、氮化硅由硅原子和氮原子构成,因此B正确。
C、根据化合物中正负化合价代数和为0,氮元素为-3价,硅元素为+4价,设化学式为,则(+4)x+(−3)y=0,解得x:y=3:4,化学式为,因此C错误。
D、氮化硅用于制造耐磨、耐高温的赛道部件,说明其硬度大、熔点高,符合原子晶体的性质,因此D正确。
故选BD。
(2)活性炭具有疏松多孔的结构,因此具有吸附性,可以吸附水中的色素、异味等杂质,是家用净水器净水工艺的核心原理之一。
(3)根据题意,同温同压下等体积的和分子数相等,若使等体积的CO和充分燃烧,CO燃烧:,2个CO分子消耗1个O2分子;燃烧:,1个CH4分子消耗2个O2分子,即2个CH4分子消耗4个O2分子,因此等体积时,消耗氧气更多。
(4)由酒精的化学式C2H5OH可知,酒精是由碳氢氧三种元素组成的,完全燃烧生成二氧化碳和水。
10.“碳”利用
(1)超临界CO2是指温度与压强达到一定值时,CO2形成气态与液态交融在一起的流体,研究发现超临界CO2流体和水相似,溶解能力强,被誉为“绿色环保溶剂”。下列关于超临界CO2流体的说法,正确的有_____(不定项)。
A.它是混合物 B.它的化学性质与普通二氧化碳相同
C.它的分子不再运动 D.它可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂
(2)北京举办冬奥会时,其标志性场馆“冰丝带”利用了无处不在的“空气能”为3000m2场馆供暖,从而实现每年减排CO2160t,进而缓解了温室效应。下图是小江同学验证温室效应的实验装置,在_____(填“阳光”或“黑暗”)环境中一段时间后,可观察到水柱向_____(填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)BD
(2)阳光 左
【解析】(1)A、超临界流体仅由一种物质组成,属于纯净物,错误;
B、其分子构成与普通完全一致,因此化学性质相同,正确;
C、分子在任何状态下都在永不停息地做无规则运动,错误;
D、题干明确其为溶解能力强的“绿色环保溶剂”,可替代很多有害、有毒、易燃的溶剂,正确;
(2)验证温室效应需要阳光提供热量,的温室效应强于空气,相同照射条件下右侧充的瓶内温度升高更快、压强更大,因此水柱会被压向压强更小的左侧。
11.人类的生存离不开能源,能源与环境成为人们日益关注的问题。试回答:
(1)化石燃料包括___________石油和天然气等,属于___________(填“不可再生”或“可再生”)资源。请写出天然气燃烧时的化学方程式:___________。
(2)冬奥会火炬“飞扬”传递结束后,采用关闭燃料阀门的方法熄灭火炬,其中蕴含的灭火原理是___________。
(3)若CO2能合理利用,它是一种重要的原料。CO2与H2在催化条件下反应生成甲醇,反应的化学方程式为,X的化学式为___________。
【答案】(1)煤 不可再生
(2)撤离可燃物
(3)CH4O/CH3OH
【解析】(1)化石燃料包括煤、石油和天然气等,它们是古代生物的遗体经过漫长的地质年代形成的,属于不可再生资源。天然气的主要成分是甲烷(CH4),甲烷燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为。
(2)采用关闭燃料阀门的方法熄灭火炬,其中蕴含的灭火原理是撤离可燃物。关闭燃料阀门后,火炬没有了可燃的气体,从而使火焰熄灭。
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变。在中,反应前有1个C原子、2个O原子、6个H原子;反应后H2O中有2个H原子和1个O原子,所以X中应含有1个C原子、1个O原子和4个H原子,X的化学式为CH4O(或CH3OH)。
12.2026年米兰冬奥会蕴含很多化学知识:
(1)速滑馆采用先进的CO2跨临界直冷制冰技术制冰。制冰过程中,多台CO2压缩机同时运作,将气态CO2压缩为液态。请你从分子角度解释气态CO2被压缩为液态的过程。
(2)颁奖花束践行“绿色冬奥”理念,其主体部分使用了纯棉绒线和回收塑料再生的聚酯纤维两种材质。请设计一个简单的实验来区分这两种纤维。(简述操作即可)
【答案】(1)分子之间存在间隔,受压后,分子之间的间隔变小
(2)灼烧、闻气味
【解析】(1)见答案;
(2)纯棉的主要成分是纤维素,灼烧有纸燃烧的气味,聚酯纤维灼烧无此气味,故区分这两种纤维,可通过灼烧、闻气味的方法。
13.2026年2月19日,在米兰冬奥会速度滑冰男子1500米比赛中,黑龙江籍选手宁忠岩刷新奥运纪录的成绩摘得金牌。这也是中国在速滑男子1500米比赛中赢得的首枚冬奥金牌。打破了欧美在该项目长达102年的垄断。请你回答相关化学问题。
(1)所用冰刀的刀刃材料有很多种,其中一种是不锈钢,主要利用不锈钢的哪些性能_________(填字母)
A.导电性好,强度高 B.强度高,硬度大
(2)所穿比赛服的材质通常采用聚酯纤维(涤纶)为基础原料,涤纶属于_________(填字母)
A.天然纤维 B.合成纤维
(3)米兰冬奥会期间,运动员饮食非常丰富,其中意大利面备受欢迎,面粉富含的营养素①_________(填无机盐或糖类),能为人体提供能量。若小麦生长过程中叶片发黄,可以考虑施加氮肥,下列属于氮肥的是②_________。
a. b. c.
(4)冶炼不锈钢的原料是生铁,若用60t含80%的赤铁矿(杂质中不含铁元素,也不发生化学反应)理论上能生产含铁96%的生铁的质量为_________t。
【答案】(1)B
(2)B
(3)糖类 a
(4)35
【解析】(1)冰刀刀刃需要满足耐磨、耐划的使用需求,主要利用不锈钢强度高、硬度大的性能,做冰刀不需要利用导电性,故选B。
(2)涤纶(聚酯纤维)是人工合成的高分子材料,属于合成纤维,天然纤维是自然界原本存在的(如棉、蚕丝等),故选B。
(3)面粉的主要成分是淀粉,淀粉属于糖类,可以为人体提供能量;化肥中只含氮元素的属于氮肥:尿素含氮元素,属于氮肥;是磷肥,是钾肥,故选a。
(4)赤铁矿中的质量:;
中铁元素的质量:;
含铁96%的生铁质量:。
考向04 能源革新与绿色未来
热点速览
能源革新与绿色未来热点速览(2026年5月)
随着全球碳中和进程加速和地缘政治格局变化,能源领域正经历深刻变革。以下为你梳理近期最值得关注的能源革新热点
考解码
一、电动汽车:2025年全球新能源汽车销量达2191万辆,占新车销量超25%,预计2030年占比将超40%。
二、光伏王者之路:太阳能光伏预计2026年超越风电、核电,2029年超越水电,成为全球最大单一可再生能源来源,2026-2030年年均新增发电量超600太瓦时。
三、 光伏登顶:2029年将成全球最大单一电源,中国风电光伏装机历史性超火电
四、 绿色燃料启航:首入政府工作报告,绿氨、绿色甲醇、SAF成新赛道
五、储能上位:从“配套”变“主体”,虚拟电厂崛起
六、全球分化:中欧深度合作碳市场,美国转向化石燃料,哥伦比亚启动化石燃料退出外交
备考提示:以上内容涉及“新型储能”“绿色燃料”“氢能”“电力时代”等热点,均可能作为中考化学“能源与环境”专题的命题情境素材,重点关注燃料分类、能量转化、低碳理念等核心知识点。
考法预测
1.2026年安徽低碳行动聚焦双控管理、能源转型、工业降碳、交通建筑、生活低碳等方向,是“十五五”绿色低碳开局年的核心部署,下列哪一项不可能是行动的措施( )
A.推广分散式风电、分布式光伏 B.加大报废旧车购买新能源汽车补贴力度
C.继续审批新建常规燃煤电厂 D.鼓励公共交通、公共自行车出行
【答案】C
【解析】A、分散式风电、分布式光伏属于清洁能源,可替代化石能源发电,减少碳排放,符合要求;
B、新能源汽车相比传统燃油车碳排放更低,加大补贴鼓励换购可降低交通领域碳排放,符合要求;
C、常规燃煤电厂以煤炭为燃料,燃烧过程会排放大量二氧化碳,不符合降碳目标;
D、公共交通、公共自行车出行可减少私家燃油车的使用频率,降低碳排放,符合要求。
2.2026年我国在绿色低碳、新材料、新能源领域取得多项突破,下列研究内容不属于化学研究范畴的是( )
A.研发新型可降解塑料治理白色污染 B.探究绿氢制备与二氧化碳转化利用
C.观测卫星在轨运行的轨道参数 D.合成抗肿瘤放射性创新药物
【答案】C
【解析】A、研发新型可降解塑料属于合成新物质,属于化学研究范畴,故选项不符合题意;
B、绿氢制备与二氧化碳转化利用涉及物质的制备与转化,属于化学研究范畴,故选项不符合题意;
C、观测卫星在轨运行的轨道参数属于物理学、航天学的研究内容,不涉及物质的组成、结构、变化等相关研究,不属于化学研究范畴,故选项符合题意;
D、合成抗肿瘤放射性创新药物属于制造新物质,属于化学研究范畴,故选项不符合题意。
3.我国的新能源产业全球第一,下列新能源产业的研发内容属于化学研究范畴的是( )
A.设计光伏电站布局 B.测试智能驾驶系统
C.研发电池电极材料 D.规划风电发展蓝图
【答案】C
【解析】化学是在分子、原子层次上研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的一门基础学科,据此分析:
A. 设计光伏电站布局属于工程规划类研究范畴。
B. 测试智能驾驶系统属于信息、自动化工程研究范畴。
C. 研发电池电极材料涉及新物质的制备、性质研究,属于化学研究范畴。
D. 规划风电发展蓝图属于能源产业规划类研究范畴。
4.党的二十大报告中提出“持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战,持续优化生态环境”。下列做法不符合这一要求的是( )
A.生活污水集中处理,达标后再排放 B.大力植树造林,增加森林植被面积
C.为增加粮食产量,大量施用农药、化肥 D.提倡使用新能源汽车,减少燃油汽车的使用
【答案】C
【解析】A、生活污水集中处理,达标后再排放,可以防治水体污染,故A项符合这一要求;
B、大力植树造林,增加森林植被面积,可以净化空气,防治大气污染,故B项符合这一要求;
C、为增加粮食产量,大量施用农药、化肥,会造成土壤和水体污染,故C项不符合这一要求;
D、新能源汽车的使用,可以减少汽车尾气对大气的污染,故D项符合这一要求。
故选C。
5.“氨-氢”能源密不可分。在碳中和背景下,氨气()作为零碳燃料和氢能的载体,是实现未来绿色发展的重要支柱。氨气中氮、氢元素的质量比为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】氨气中氮、氢元素的质量比为,故选:A。
6.在“双碳战略”背景下,氨燃料船舶已成为未来绿色船舶的主流发展方向。氨气在纯氧中燃烧的微观示意图如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应中不存在氧化物 B.氨气作为燃料的优点是不污染环境,更加环保
C.该反应的类型为复分解反应 D.反应生成的丙和丁的质量比为
【答案】B
【分析】由反应的微观示意图可知,该反应是氨气和氧气燃烧反应生成氮气和水,反应的化学方程式为:。
【解析】A、由两种元素组成其中一种元素是氧元素的化合物叫氧化物,由物质的组成可知,图中的氧化物有丁(H2O)一种,故说法错误;
B、由可知,该反应是氨气和氧气燃烧反应生成氮气和水,所以氨气作为燃料的优点是不污染环境,更加环保,故说法正确;
C、由可知,该反应是是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应,故说法错误;
D、由可知,反应生成的丙和丁的质量比为(28×2):(18×6)=14:27,故说法错误。
故选B。
7.生产、生活、科技、环保等都离不开化学。
(1)新能源汽车常用锂电池供电,锂在化合物中常显+1价,其氧化物的化学式为__________。
(2)医用负压救护车利用气压差防止病毒扩散,车内常用过氧乙酸消毒,过氧乙酸中氢、氧元素的质量比为__________。
(3)“天问一号”在火星着陆后,利用三节砷化镓太阳能电池作为其动力,制取砷化镓(GaAs)的化学原理为,X的化学式为__________。
【答案】(1)
(2)1:12
(3)
【解析】(1)氧化物中氧元素显-2价,锂元素显+1价,根据化合物中正负化合价代数和为0的规则,利用数字十字交叉法,可推出化学式为。
(2)过氧乙酸 ( CH3COOOH ) 中氢、氧元素的质量比=。
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类、数目均不变。反应前共有3个C、12个H、1个Ga、1个As,反应后中已有1个Ga和1个As,因此3个X共含3个C、12个H,推得X的化学式为。
8.阅读下面短文。
能源多样化是实现碳减排的重要措施。
新型能源 甲醇(CH3OH)作为一种能够破解能源安全和“双碳”难题的“超级燃料”,极具开发潜力。甲醇在常温常压下为无色液体,具有燃烧高效、排放清洁、可再生等特点,运输及使用相对安全、便捷,是全球公认的新型能源。研究人员用二氧化碳与氢气反应制备甲醇,在选择催化剂时,用两种催化剂探究了影响该反应效果的因素如图1所示。(反应效果可用甲醇的选择性衡量,数值越大,反应效果越好。)
新能源汽车 纯电动汽车是一种采用蓄电池作为储能动力源的汽车,几类常用蓄电池的部分性能指标如下图2所示,其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量;乙醇汽车是以乙醇为燃料,属于可再生生物燃料汽车;氢动力汽车是以氢气为燃料,反应原理是氢气和氧气在催化剂的作用下生成水。
“零碳甲醇”是指用可再生能源发电,将电解水制得绿氢与CO2反应生成甲醇,甲醇燃烧后生成的CO2又能继续反应再生成甲醇,实现了零污染、零碳排放,广泛用于车船交通、化工原料等,是一种零碳清洁能源。
回答下列问题。
(1)写出甲醇的一条物理性质_________。
(2)据图1可知,影响二氧化碳与氢气制备甲醇反应效果的因素有:温度、______、______。
(3)据图2可知,镍氢电池优于锂电池的性能指标是______。
(4)氢动力汽车是新能源汽车中最环境友好型的汽车,原因是______(用化学方程式表示)。
(5)据测算,1kg氢气完全燃烧可释放14.3×104kJ的热量,1kg汽油完全燃烧可释放4.6×104kJ的热量。由数据可知,氢动力车与汽油车相比的优势是______。
(6)使用“零碳甲醇”作为能源的重要意义______。(写出1条即可)
(7)下列说法正确的是______(填序号)
A.生产“零碳甲醇”的原料不含碳元素
B.“零碳甲醇”中的“碳”指的是二氧化碳
C.乙醇汽车属于不可再生的生物燃料汽车
【答案】(1)常温常压下为无色液体
(2)催化剂的种类 二氧化碳和氢气的比例
(3)循环寿命
(4)
(5)相同质量的氢气和汽油,氢气完全燃烧释放的热量多
(6)减少碳排放,有利于缓解温室效应(或助力实现“双碳”目标,缓解能源安全问题,合理即可)
(7)B
【解析】(1)物理性质是不需要发生化学变化就能表现的性质,可直接从题干“甲醇在常温常压下为无色液体”提取。
(2)分析图1的变量:横坐标为和的比例,图例包含不同催化剂、不同温度,因此除温度外另外两个影响因素为催化剂种类、反应物配比。
(3)对比图2中锂电池和镍氢电池的指标:镍氢电池循环寿命高于锂电池,能量密度低于锂电池,因此优势为循环寿命更长。
(4)氢动力汽车的反应原理是氢气和氧气在催化剂作用下生成水,配平得到对应化学方程式,产物无污染。
(5)对比等质量氢气和汽油完全燃烧的放热数值,氢气放热量远高于汽油,因此氢动力车热值更高,相同质量下提供能量更多。
(6)略。
(7)A、生产零碳甲醇的原料含,含有碳元素,错误;
B、“零碳”指全生命周期净排放为零,“碳”指二氧化碳,正确;
C、乙醇属于可再生生物燃料,错误。
9.新能源汽车已经走进我们的生活,新能源汽车的能量来源更加多元化。
电动汽车:电池为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示,其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。
氢内燃车:氢内燃车以氢气为燃料,不排放任何污染物。氢气可通过电解水等多种方式获得,据测算,1kg氢气完全燃烧可释放的热量,1kg汽油完全燃烧可释放的热量。
乙醇汽车:乙醇汽车以乙醇为燃料,乙醇是可再生能源,可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物,或发酵粮食收割后剩余的秸秆大量提取。我国新能源汽车发展迅速,未来可期。
依据文章内容回答下列问题。
(1)依据图可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最______。
(2)传统汽车采用化石燃料为能源,化石燃料都属于______(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)乙醇汽车以乙醇为燃料,写出乙醇完全燃烧的化学方程式为________。
(4)依据测算数据可知,氢内燃车与汽油车相比的优势是____________。
【答案】(1)小
(2)不可再生
(3)
(4)相同质量的燃料完全燃烧,氢气释放的热量更多,且燃烧产物只有水,无污染
【解析】(1)能量密度指单位体积电池具有的能量,提供相同能量时,能量密度越高,所需电池体积越小;由图可知铝空电池能量密度最高,因此体积最小。
(2)化石燃料形成周期极长,短时间内无法从自然界得到补充,属于不可再生能源。
(3)乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水,配平后得到上述方程式,需标注反应条件“点燃”。
(4)由测算数据可知,等质量的氢气完全燃烧放出的热量远高于汽油,且氢气燃烧无污染物排放,更加环保。
10.阅读科普短文,回答下列问题。
新能源汽车已经走进了我们的生活。与传统汽车使用化石燃料不同:新能源汽车的能量来源更加多元化。电动汽车:电池能为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。氢内燃车:氢内燃车以氢气为燃料,不排放任何污染物。据测算,1 kg氢气完全燃烧可释放的热量,1 kg汽油完全燃烧可释放的热量。
乙醇汽车:乙醇汽车以乙醇为燃料,乙醇可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物、植物秸秆大量提取。太阳能汽车:以太阳能电池驱动,低碳环保,真正实现了零排放。我国新能源汽车发展迅速,未来可期。
(1)新能源汽车的发展对缓解环境污染、实现碳中和有着重要的意义,下列有关汽车零部件制作材料中,属于金属材料的是________。
A.合金外壳 B.车窗玻璃 C.橡胶轮胎 D.塑料内饰
(2)下列说法不正确的是________(填序号)。
A.据图可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最小
B.农业大国盛产甘蔗和玉米,有利于推广乙醇汽车
C.报废的电动汽车电池,要及时用土进行掩埋处理
(3)依据文中信息可知,氢内燃车与汽油车相比的优势是________。
【答案】(1)A
(2)C
(3)等质量的氢气和汽油完全燃烧,氢气释放的热量更多,且氢气燃烧不排放任何污染物
【解析】(1)金属材料包含纯金属和合金,合金外壳属于金属材料;玻璃属于无机非金属材料,橡胶轮胎、塑料内饰都属于有机合成材料,因此选A。
(2)A、能量密度是单位体积电池所具有的能量,由图可知铝空电池能量密度最高,因此提供相同能量时,铝空电池的体积最小,该项正确;
B、乙醇可以通过甘蔗、玉米发酵制取,农业大国原料充足,有利于推广乙醇汽车,该项正确;
C、报废电动汽车电池含有重金属等有害物质,直接掩埋会污染土壤和地下水,不能直接掩埋处理,需要分类回收,该项错误;
故选C。
(3)根据题干给出的数据,相同质量的氢气完全燃烧释放的热量远大于汽油,且题干明确说明氢气燃烧不排放任何污染物,都是氢内燃车相比汽油车的优势。
11.阅读下列材料。
新能源汽车主要包括电动汽车、氢内燃车和乙醇汽车等类型。电动汽车依靠电池提供动力,其续航能力和性能与电池的能量密度(单位体积的电池所具有的能量)密切相关。几类电池的部分性能指标如图1所示。氢气可通过电解水(如图2所示)等多种方式获得。乙醇汽车使用的乙醇可通过农作物或秸秆发酵得到。发展新能源汽车对推动能源结构转型、减少化石能源依赖和实现绿色低碳交通具有重要意义。
回答下列问题:
(1)图1中能量密度最高的电池类型是______。
(2)图2中生成的气体A为_____。
(3)有关乙醇汽车使用的燃料,下列说法正确的是_____(填标号)。
A.乙醇属于氧化物 B.乙醇是可再生能源
C.可减少对化石能源的依赖 D.符合绿色低碳的环保要求
【答案】(1)铝空电池
(2)氧气/O2
(3)BCD
【解析】(1)由图1可知,铝空电池的能量密度最高。
(2)电解水时,正极产生氧气,负极产生氢气,则A气体为氧气。
(3)A、乙醇中含有三种元素,不属于氧化物,该选项说法不正确;
B、乙醇可通过农作物或秸秆发酵得到,属于可再生能源,该选项说法正确;
C、使用乙醇可减少对化石能源的依赖,该选项说法正确;
D、根据材料可知,使用乙醇对实现绿色低碳交通具有重要意义,该选项说法正确。
故选BCD。
12.新能源汽车已经走进我们的生活,新能源汽车的能量来源更加多元化。
电动汽车:电池为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示,其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。
氢内燃车:氢内燃车以氢气为燃料,不排放任何污染物。氢气可通过电解水等多种方式获得。据测算,氢气完全燃烧可释放的热量,汽油完全燃烧可释放的热量。
乙醇汽车:乙醇汽车以乙醇为燃料,乙醇是可再生能源,可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物,或发酵粮食收割后剩余的秸秆大量提取。我国新能源汽车发展迅速,未来可期。依据文章内容回答下列问题。
(1)传统汽车采用化石燃料为能源,化石燃料都属于___________(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)乙醇汽车以乙醇为燃料,写出乙醇完全燃烧的化学方程式:___________。
(3)依据测算数据可知,氢内燃车与汽油车相比的优势是 ___________。
(4)下列说法正确的是 ___________(填序号,可多选)。
A.依据图可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最小
B.氢内燃车在行驶过程中将化学能直接转化为动能
C.农业大国盛产甘蔗和玉米,有利于推广乙醇汽车
(5)太阳能电池需要大量的单质硅,单质硅是由石英固体(SiO2)与碳在高温条件下反应制得的,同时生成一种可燃性气体,该反应的化学方程式为 ___________。
【答案】(1)不可再生
(2)
(3)相同质量的氢气完全燃烧放出的热量比汽油多
(4)AC
(5)
【解析】(1)化石燃料短期内不能再生,属于不可再生能源;
(2)乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
(3)依据测算数据可知,氢内燃车与汽油车相比的优势是:相同质量的氢气完全燃烧放出的热量比汽油多;
(4)A、由图可知,铝空电池的能量密度最大,则提供相同能量时,铝空电池的体积最小,符合题意;
B、氢内燃车在行驶过程中,化学能首先转化为热能,再转化为动能,不符合题意;
C、乙醇是可再生能源,可通过发酵甘蔗、玉米等农作物,或发酵秸秆大量提取,因此盛产甘蔗和玉米的农业大国有利于推广乙醇汽车,符合题意。
故选AC;
(5)单质硅是由石英固体(SiO2)与碳在高温条件下反应制得的,同时生成一种可燃性气体,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,反应物中含Si、C、O,已知生成物中含Si,故生成物中还应含C、O,则生成的可燃性气体是一氧化碳,该反应的化学方程式为:。
13.与传统汽车使用化石燃料不同,新能源汽车的能量来源更加多元化。
(1)传统汽车:一般采用化石燃料为能源,化石能源有煤、___________、天然气,都属于___________ (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)电动汽车:电池能为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。依据下列图示可知,提供相同能量时,___________电池的体积最小。
(3)氢能源汽车:氢化镁固体是氢能源汽车的供能剂,其可以和水反应释放出氢气,反应的化学方程式为 若要制取2kg氢气,请计算理论上需要的质量为___________。(写出计算过程)
(4)一般情况下,温度会影响反应速率。单位质量的 释放出氢气的质量随时间的变化如下图所示,其中温度 由大到小的顺序是___________。
【答案】(1)石油 不可再生
(2)铝-空气
(3)解:设需要MgH2的质量为x。
x=13kg
答:理论上需要MgH2的质量为13kg。
(4)T1>T2>T3
【解析】(1)略。
(2)从图中可以看出,铝-空气电池的能量密度最高,因此提供相同能量时,铝-空气电池的体积最小。
(3)见答案。
(4)从图中可以看出:T1的曲线上升最快,反应最先完成;T2次之;T3的曲线上升最慢,反应完成时间最长。因此温度由大到小的顺序为:T1>T2>T3。
14.新能源汽车已经走进我们的生活,与传统汽车不同,新能源汽车的能量来源更加多元化。
电动汽车:电池为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图1所示,其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。
氢内燃车:氢内燃车以氢气为燃料,不排放污染物。氢气可通过电解水(原理如图2)等多种方式获得。据测算,1 kg氢气完全燃烧可释放14.3×104 kJ的热量,1 kg汽油完全燃烧可释放4.6×104 kJ的热量。
乙醇汽车:乙醇汽车以乙醇为燃料,乙醇是可再生能源,可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物,或发酵粮食收割后剩余的秸秆大量提取。我国新能源汽车发展迅速,未来可期。请回答问题。
(1)传统汽车采用化石燃料为能源,化石燃料都属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)依据测算数据可知,氢内燃车与汽油车相比的优势是________。
(3)乙醇汽车以乙醇为燃料,写出乙醇完全燃烧的化学方程式:________。
(4)下列说法正确的是_______(填序号)。
A.依据图1可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最小
B.氢内燃车在行驶过程中将化学能直接转化为动能
C.盛产甘蔗和玉米的国家,有利于推广乙醇汽车
D.上图中,A口产生的气体为氢气
(5)太阳能电池需要大量的单质硅,单质硅是由石英固体(SiO2)与碳在高温条件下反应制得的,同时生成一种可燃性气体,该反应的化学方程式为________。
【答案】(1)不可再生
(2)相同质量的燃料完全燃烧,氢气释放的热量更多(或氢气热值更高)
(3)
(4)ACD
(5)
【解析】(1)化石燃料由古代生物遗骸经漫长地质作用形成,短期内无法得到补充,属于不可再生能源。
(2)根据题干给出的燃烧放热数据,1kg氢气完全燃烧释放的热量是1kg汽油的3倍左右,因此氢内燃车燃料热值更高,且氢气燃烧产物只有水,无污染物排放。
(3)乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水,根据原子守恒配平各物质的化学计量数即可。
(4)A、能量密度是单位体积电池具有的能量,铝空电池能量密度最高,因此提供相同能量时体积最小,正确;
B、氢内燃车中氢气燃烧先将化学能转化为内能,再转化为动能,并非直接转化,错误;
C、乙醇可通过发酵甘蔗、玉米制取,因此盛产这类作物的国家更便于推广乙醇汽车,正确;
D、电解水符合“正氧负氢”规律,A口连接电源负极,产生的气体为氢气,正确。
(5)根据元素守恒,反应物含三种元素,生成的可燃性气体为,据此配平得到化学方程式。
15.我国科技成就斐然,化学在其中起到核心支撑作用。
(1)化学与新能源汽车
习近平总书记强调:“发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。”比亚迪新发布的刀片电池,实现“10分钟快充至80%”的突破,其核心材料涉及磷酸亚铁锂(LiFePO4)
①刀片电池外壳铝合金属于___________(填“金属材料”或“合成材料”),电池放电时,将___________能转化为电能释放出来。
②磷酸亚铁锂(LiFePO4)中质量分数最大的元素是___________(填元素符号);已知的化合价为-3价,则磷酸亚铁锂(LiFePO4)中Li的化合价为___________。
(2)化学与新材料
①用机械剥离法从石墨中剥离制得的石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的新型纳米材料。石墨烯和金刚石物理性质有明显差异的原因是___________。
②钛合金材料广泛应用于战斗机的发动机。工业制造金属钛的过程中,涉及到的化学反应有:TiF4 + 2H2SO4TiO2 + 2X + 4HF↑,其中X的化学式为___________。
(3)化学与医药健康
国产人工晶体技术取得突破,广泛应用于眼科手术,帮助患者恢复视力。人工晶体需具备耐腐蚀性、生物相容性,这些性质属于___________(填“物理“或“化学”)性质。
(4)化学与农业
农谚“雷雨发庄稼"是指空气中的氮气在雷电环境下,能转变为含氮化合物,最终生成的硝酸随雨水淋洒到大地上,同土壤中的矿物相互作用,生成可溶于水的硝酸盐。硝酸的形成过程如下图所示:
①图中单质X是一种常见气体,其化学式为___________
②反应Ⅱ属于___________(填“化合”“分解”“置换”“复分解”之一)反应。
③反应Ⅲ的化学反应方程式为___________,为了提高氮原子的利用率,图中可循环利用的物质是___________(填化学式)。
【答案】(1)金属材料 化学 O +1
(2)碳原子的排列结构不同 SO3
(3)化学
(4)O2 化合 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO
【解析】(1)①金属材料包含纯金属和合金,铝合金属于合金,故归为金属材料;
电池放电通过化学反应释放电能,是化学能转化为电能的过程。
②计算LiFePO4各元素的质量比为7:56:31:64,氧元素(O)总质量最高,质量分数最大;
根据化合物中正负化合价代数和为0,为-3价,Fe为+2价(亚铁),可知,x=+1,因此Li化合价为+1。
(2)①石墨烯和金刚石都是碳单质,物理性质差异的本质原因是碳原子的排列结构不同。
②根据质量守恒定律,反应前后原子种类、数目不变,左边有2个S、6个O未出现在已知产物中,2个X含2个S和6个O,故X化学式为SO3。
(3)耐腐蚀性、生物相容性需要通过化学变化才能体现,属于化学性质。
(4)①氮气和氧气放电生成一氧化氮,故单质X为。
②反应Ⅱ是NO和反应生成,符合“多变一”特征,属于化合反应。
③反应Ⅲ为二氧化氮和水生成硝酸和一氧化氮,反应的化学反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO;
生成的NO可再次参与反应Ⅱ,因此可循环利用的物质是。
16.化学与生活、文化、科技等息息相关。
(1)C919国产大飞机机壳采用了先进的铝锂合金材料。铝锂合金属于______(填“金属材料”或“合成材料”)。铝是一种常见的金属元素,在化学反应中容易失去电子,形成离子______(填离子符号)。
(2)2025年春节上映电影《哪吒2》以其高科技特效等征服全球观众,也将中国文化传播到世界各地。如果太乙真人用仙术在炼丹炉中“点石成金”,从化学变化的本质看,这种变化不可能实现的原因是______。
(3)2025年春晚舞台的人形机器人来自杭州宇树科技公司,机器人跳舞震惊中外观众。机器人的制造涉及多种材料,其中广泛使用的有铝合金和钛合金。铝合金适合用于制造机器人的骨架,钛合金适用于制造机器人的关节和结构件。下列关于铝合金、钛合金的说法正确的有______。
A.混合物 B.强度高 C.柔软 D.耐腐蚀
(4)新能源汽车用量提升,减少了化石能源的使用,用于汽车充电的电能除了来自传统能源,也可以是新能源,如太阳能、______(请举一例);新能源汽车使用了新型材料氮化铝(AIN),工业上在氮气流中用氧化铝与焦炭在高温条件下可制得氮化铝,并生成一种可燃性气体,该反应的化学方程式是______。
【答案】(1)金属材料 Al3+
(2)化学反应前后元素种类不变,石头中不含金元素,无法生成金
(3)ABD
(4)风能(或地热能、潮汐能等) Al2O3+N2+3C2AlN+3CO
【解析】(1)金属材料包含纯金属和合金,因此铝锂合金属于金属材料;铝原子最外层有3个电子,反应中易失去3个电子形成带3个单位正电荷的铝离子,离子符号为;
(2)化学变化遵循质量守恒定律,反应前后元素种类不发生改变,石头的组成元素中不含金元素,因此不可能通过化学变化生成金;
(3)合金属于混合物,和组成它的纯金属相比,合金普遍具有强度高、硬度大、耐腐蚀的特点;
(4)常见新能源除太阳能外还有风能、核能等;根据质量守恒定律,反应物含四种元素,除生成外,剩余元素组成的可燃性气体为,反应的化学方程式为:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。
17.陕西秦创原平台研发的“石墨烯导热膜”已成功应用于新能源汽车,石墨烯是由碳原子构成的单层片状材料,结合所学知识回答:
(1)石墨烯属于________(填“单质”或“化合物”)。
(2)石墨烯在氧气中完全燃烧的化学方程式为_______。
(3)石墨烯的导热性属于________(填“物理”或“化学”)性质。
【答案】(1)单质
(2)
(3)物理
【解析】(1)单质是由同种元素组成的纯净物,石墨烯仅由碳元素一种元素组成,符合单质的定义;化合物需要由不同种元素组成,不符合石墨烯的组成特征。
(2)石墨烯属于碳单质,碳单质在氧气中完全燃烧生成二氧化碳,反应的化学方程式为。
(3)物理性质是不需要发生化学变化就能表现出来的性质,导热性不需要通过化学反应体现,因此属于物理性质。
18.发展新能源是推进生态文明建设的重要任务。甲醇()是一种理想新能源,“液态阳光甲醇”合成技术如图所示。
(1)下列属于新能源的是________(填序号)。
A.生物质能 B.汽油 C.天然气 D.可燃冰
(2)“电解装置”中实现了能量转化,将电能转化为______能。一定条件下,“合成装置”中生成甲醇的化学方程式为_____。
(3)相较于传统化石燃料,甲醇燃料的优点有________(写出一点)。
(4)在“甲烷燃烧”实验中不涉及的图标是________(填序号)。
A. B. C. D.
【答案】(1)AD
(2)
化学
(3)
燃烧产物无污染(或可降低碳排放,合理即可)
(4)BC
【解析】(1)汽油、天然气属于传统化石能源,生物质能、可燃冰属于新能源范畴。
(2)电解水过程将电能转化为化学能储存在生成的物质中;合成装置中反应物为CO2和H2,生成物为CH3OH和H2O, 化学方程式为。
(3)甲醇燃烧只生成二氧化碳和水,无硫化物等有害污染物排放,还可消耗二氧化碳合成,有利于减少碳排放。
(4)A为护目镜标识、B为锐器标识、C为用电标识,D为实验后洗手标识,甲烷燃烧实验无需用电和注意锐器,不会涉及注意锐器和触电危险。
19.新能源汽车已经走进我们的生活,新能源汽车的能量来源更加多元化。
电动汽车:电池为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示,其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。
氢内燃车:氢内燃车以氢气为燃料,不排放任何污染物。氢气可通过电解水等多种方式获得,据测算,1kg氢气完全燃烧可释放的热量,1kg汽油完全燃烧可释放的热量。
乙醇汽车:乙醇汽车以乙醇为燃料,乙醇是可再生能源,可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物,或发酵粮食收割后剩余的秸秆大量提取。我国新能源汽车发展迅速,未来可期。
依据文章内容回答下列问题。
(1)依据图可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最______。
(2)传统汽车采用化石燃料为能源,化石燃料都属于______(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)乙醇汽车以乙醇为燃料,写出乙醇完全燃烧的化学方程式为________。
(4)依据测算数据可知,氢内燃车与汽油车相比的优势是____________。
【答案】(1)小
(2)不可再生
(3)
(4)相同质量的燃料完全燃烧,氢气释放的热量更多,且燃烧产物只有水,无污染
【解析】(1)能量密度指单位体积电池具有的能量,提供相同能量时,能量密度越高,所需电池体积越小;由图可知铝空电池能量密度最高,因此体积最小。
(2)化石燃料形成周期极长,短时间内无法从自然界得到补充,属于不可再生能源。
(3)乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水,配平后得到上述方程式,需标注反应条件“点燃”。
(4)由测算数据可知,等质量的氢气完全燃烧放出的热量远高于汽油,且氢气燃烧无污染物排放,更加环保。
20.氢能是一种重要的绿色能源,在航天、交通等领域有广泛应用。制氢
(1)甲烷催化制氢的微观过程如图所示。
①写出上述反应的化学方程式:___________。
②已知:CaO+CO2=CaCO3,制氢时加入适量的CaO,其目的是___________。
【储氢与释氢】
(2)氨硼烷(NH3BH3)是一种储氢材料,在一定条件下分解生成H2和固体BN(氮化硼)。若124 g氨硼烷完全分解,理论上可生成H2的质量为___________g。
【用氢】
(3)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时,___________能转化为电能。
(4)在催化剂的作用下,H2能还原氮氧化物(NOx)实现氮污染的治理,产物随H2体积分数发生变化。如图为H2体积分数与含氮物质的体积分数关系图。此外,氨气(NH3)是一种重要物质,可用作氮肥,比氢气更易液化储运、热值高,被广泛认为是未来国际航运的绿色“零碳”燃料。
①H2的体积分数在0~600×10-6范围内发生的是置换反应,其中一种生成物是水,其化学方程式是___________。
②请结合图像,从不同角度评价该反应在生产中的应用价值:___________。
【答案】(1) 吸收反应生成的二氧化碳,得到纯净的氢气
(2)24
(3)化学
(4) 该反应能将氮氧化物转化为氮气和水,可以减少污染物的排放,保护环境,当氢气体积分数较高时,该反应可生成氨气,氨气可用作氮肥,也可作为绿色“零碳”燃料,实现了氮元素的资源化利用
【解析】(1)①由图可知,该反应为甲烷和水在一定条件下反应生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为:;
②已知:,则制氢时加入适量的CaO,其目的是:吸收反应生成的二氧化碳,得到纯净的氢气;
(2)解:设理论上可以生成氢气的质量为x
x=24g
答:理论上可以生成氢气的质量为24g;
(3)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时,化学能转化为电能;
(4)①由图可知,H2的体积分数在0~600×10-6范围内,NO的体积分数逐渐减小,说明NO是反应物,的体积分数逐渐增大,说明是生成物,发生的是置换反应,其中一种生成物是水,则发生反应为NO和氢气在催化剂的作用下反应生成氮气和水,该反应的化学方程式为:;
②该反应能将氮氧化物转化为氮气和水,可以减少污染物的排放,保护环境,当氢气体积分数较高时,该反应可生成氨气,氨气可用作氮肥,也可作为绿色“零碳”燃料,实现了氮元素的资源化利用。
21.能源革新与绿色未来。
传统化石燃料推动了工业革命,却带来了资源枯竭与环境污染的双重危机。新能源的研发与应用成为破解这一困境的关键突破口。
在交通领域,新能源汽车正加速发展,其中锂离子电池作为核心动力来源备受瞩目。锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、充电快速、工作温度范围较宽等优点。但锂离子电池在使用、储存过程中容量会缓慢衰退,其衰退速率与充电电量和储存温度的关系如图所示。
航空航天方面,我国自主研制的朱雀二号遥二运载火箭作为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭,填补了国内相关技术的空白。推进剂是决定火箭动力的关键因素,液氧煤油、液氧液氢、液氧甲烷是常见的三种液体火箭推进剂。
随着科技发展,多种形式的能源将逐渐走向成熟,为人类发展铺就一条绿色之路。
(1)锂离子电池的优点有_____(写一点即可)。
(2)读图分析,下列锂离子电池储存条件最优的是_____(填选项)。
A.充电电量50%,储存温度25℃
B.充电电量100%,储存温度40℃
C.充电电量50%,储存温度40℃
D.充电电量100%,储存温度25℃
(3)液体火箭推进剂中助燃剂是______。发动机点火后燃料燃烧,点火的作用是_____。液氧液氢推进剂燃烧的化学方程式为______。
【答案】(1)安全性能好(或比能量大、循环寿命长、电压高、自放电小、充电快速、工作温度范围较宽等)
(2)A
(3)液氧/O2 使温度达到燃料的着火点 2H2+O22H2O
【解析】(1)根据“锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、充电快速、工作温度范围较宽等优点”可知,锂离子电池的优点有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、充电快速、工作温度范围较宽等;
(2)根据图1分析,充电电量40%~60%、储存温度25℃时,电池衰退速率较低,储存条件最优的是充电电量50%、储存温度25℃,故选A;
(3)氧气具有助燃性,液体火箭推进剂中助燃剂是液氧(或O2);发动机点火后燃料燃烧,点火的作用是使温度达到燃料的着火点;氢气和氧气在点燃的条件下生成水,反应的化学方程式为:2H2+O22H2O。
22.与传统汽车使用化石燃料不同,新能源汽车的能量来源更加多元化。
(1)传统汽车:一般采用化石燃料为能源,化石能源有煤、___________、天然气,都属于___________ (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)电动汽车:电池能为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。依据下列图示可知,提供相同能量时,___________电池的体积最小。
(3)氢能源汽车:氢化镁固体是氢能源汽车的供能剂,其可以和水反应释放出氢气,反应的化学方程式为 若要制取2kg氢气,请计算理论上需要的质量为___________。(写出计算过程)
(4)一般情况下,温度会影响反应速率。单位质量的 释放出氢气的质量随时间的变化如下图所示,其中温度 由大到小的顺序是___________。
【答案】(1)石油 不可再生
(2)铝-空气
(3)解:设需要MgH2的质量为x。
x=13kg
答:理论上需要MgH2的质量为13kg。
(4)T1>T2>T3
【解析】(1)略。
(2)从图中可以看出,铝-空气电池的能量密度最高,因此提供相同能量时,铝-空气电池的体积最小。
(3)见答案。
(4)从图中可以看出:T1的曲线上升最快,反应最先完成;T2次之;T3的曲线上升最慢,反应完成时间最长。因此温度由大到小的顺序为:T1>T2>T3。
23.“液态阳光”是指利用太阳能、风能等能源发电,进行电解水制氢,再将氢气与二氧化碳转化为甲醇等液态燃料的技术。这一技术的突破,为全球碳中和目标提供了新的解决方案。
我国在“液态阳光”领域取得了世界领先的成果。在甘肃兰州,全球首套规模化“液态阳光”示范项目稳定运行。该项目通过高效光伏捕获太阳能,驱动电解水装置制氢,再利用新型催化剂将氢气与工业废气中的二氧化碳合成甲醇()。一定条件下,该反应在有、无分子筛膜时,甲醇的产率随温度的变化如图所示。
与传统化石燃料相比,“液态阳光”甲醇燃烧时仅产生二氧化碳和水,且其生产过程中消耗的二氧化碳远大于燃烧时排放的量,实现了“负碳循环”。未来,随着催化剂效率的提升和成本的降低,“液态阳光”有望广泛应用于交通运输、化工生产等领域,成为推动能源转型的关键力量。
结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)太阳能、风能都属于_______(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)由图可知,为提高甲醇的产率,最佳反应条件需具备分子筛膜且温度控制在_______℃。
(3)乙醇燃烧与甲醇燃烧类似,则乙醇燃烧的化学方程式为_______。
(4)从环保角度分析,“液态阳光”技术的优势是_______(写一条)。
【答案】(1)可再生
(2)210
(3)C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O
(4)减少二氧化碳排放
【分析】本题以“液态阳光”为背景,综合考查:新能源分类、图像分析、化学方程式书写、环境保护与低碳理念,需要结合材料和图像进行分析。
【解析】(1)太阳能和风能能够不断获得,不会因使用而枯竭,因此属于可再生能源。
(2)观察图像可知:“有分子筛”条件下甲醇产率明显更高,曲线最高点大约出现在 210℃
说明最佳条件:需要分子筛且温度控制在约 210℃.
(3)由题意可知甲醇燃烧生成二氧化碳和水,所以乙醇燃烧也是生成二氧化碳和水。方程式见答案。
(4)材料中提到:“消耗二氧化碳”、实现“负碳循环”,因此环保优势可以写:减少二氧化碳排放、实现碳循环、缓解温室效应、有利于环境保护等,任选其一即可。
24.2026年是我国实施“十五五”规划的开局之年,我国将继续在新能源领域探寻新的发展机遇,将新能源更广泛应用于汽车、无人机……
(1)图1:充电桩给新能源汽车充电,是将电能转换成______能。
(2)图2:利用太阳能光伏电池电解水制高纯度氢气,其反应的化学方程式为______。
(3)图3:目前很多无人机采用锂离子电池作为动力来源,生产这类电池常用到的原料之一是碳酸锂(Li2CO3),碳酸锂属于______(填字母)。
A.金属氧化物 B.酸 C.盐
【答案】(1)化学
(2)2H2O2H2↑+O2↑
(3)C
【解析】(1)给新能源汽车的蓄电池充电时,电能转化为化学能储存在蓄电池中。
(2)电解水的反应物是水,反应条件为通电,生成物是氢气和氧气,配平后标注气体符号即可得到对应方程式。
(3)盐是由金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子构成的化合物,碳酸锂由金属阳离子和酸根阴离子构成,属于盐;它含3种元素不属于氧化物,不含可电离的氢离子不属于酸,因此选C。
25.科技是第一生产力,近年来我国在科技领域取得了一系列辉煌成就。
(1)农业园无土栽培生长的“奶油生菜”为人体提供的主要有机营养物质是______。
(2)磁悬浮列车所用的超导材料需要在低温环境下才能显现超导性能,空气中密度最小的稀有气体在液态时可用于制造低温环境,该气体是______(填化学式)。
(3)中国空间站的供电主要依赖装在问天号和梦天号实验舱外部的太阳能帆板,光伏太阳能电池板的基板材料是玻璃纤维。光伏太阳能电池板的作用是将______转化为电能;在玻璃纤维中含有多种成分,其中有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,在上述三种物质中,硅元素的化合价均为______。
(4)“福建舰”航母在建造过程中使用了很多金属材料,钢和生铁都属于金属材料,二者性能不同的原因是______。
(5)加快新兴氢能产业的发展。相比于化石燃料,氢气作为燃料的优点是______(写一点)。
【答案】(1)维生素
(2)He
(3)太阳能 +4
(4)含碳量不同
(5)燃烧产物只有水,无污染(合理即可)
【解析】(1)蔬菜、水果为人体提供的主要有机营养物质是维生素;
(2)稀有气体中氦气的密度最小,且液态氦汽化吸热,能使周围温度降低,可用于制造低温环境,故该气体是He;
(3)略;
硅酸钠中钠元素显+1价,氧元素显-2价,设硅元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=+4,同理可得,硅酸钙和二氧化硅中硅元素均显+4价;
根据化合物中正负化合价代数和为0的规则,代入Na为+1价、Ca为+2价、O为-2价,计算可得三种物质中硅元素化合价均为+4。
(4)生铁和钢都是铁碳合金,生铁含碳量为2%~4.3%,钢含碳量为0.03%~2%,故二者性质不同是因为含碳量不同;
(5)略。
26.“西电东送”是将西部省区的煤炭、水能资源转化成电力资源,输送到电力紧缺的东部沿海地区的工程。
请分析图文信息,解答下列相关问题:
(1)图1:火力发电。大唐托克托发电厂是国家“西部大开发”和“西电东送”的重点工程,其主要是燃煤发电,煤炭中最主要的可燃成分是___________(填化学式)。煤不充分燃烧会产生空气污染物,为使煤充分燃烧通常考虑___________(答1点)。火力发电厂是二氧化碳排放的主要来源之一,科学家研发出一种能把与在一定条件下转化为甲醇()和水的新技术,该反应的化学方程式为___________。
(2)图2:水力发电。白鹤滩水电站,全坝首次采用低热水泥混凝土,即在硅酸盐水泥中加入适量的石膏(),石膏中硫元素的化合价为___________。大坝混凝土浇筑后发热会导致内部升温,可能引起裂缝。为了解决大坝浇筑后的裂缝问题,使用的材料应具备的性能为___________。
(3)图3:光伏发电。位于宁夏的宁东200万千瓦复合光伏基地颇具规模,该项目年均发电量十分可观,可达31.5亿千瓦时。光伏发电中能量转化方式为___________。光伏组件的封装过程中会用到铝合金。铝的原子结构示意图为,则铝的质子数为___________。
(4)“西电东送”工程选择输电而不是运输煤炭的原因是___________;请你再写出一个可用于发电的新能源___________(写1种)。
【答案】(1)C 将煤粉碎成煤粉(合理即可)
(2) 良好的导热性
(3)太阳能转化为电能 13
(4)节约成本(或减少运输过程中的碳排放,有助于保护环境和应对气候变化等,合理即可) 风能(或潮汐能等,合理即可)
【解析】(1)煤炭中最主要的可燃成分是碳,化学式为C;促进燃料充分燃烧的措施为提供充足氧气(空气)、或增大可燃物与空气的接触面积,如将煤粉碎成煤粉等。与在一定条件下转化为甲醇()和水,反应的化学方程式为。
(2)化合物中正负化合价代数和为0,中结晶水整体化合价为0,为+2价,O为-2,S化合价为,则,解得;大坝产热升温易开裂,因此材料需要良好的导热性,以便及时散发热量,避免开裂。
(3)光伏发电是将太阳能转化为电能;原子中质子数=核电荷数,铝原子结构示意图中核电荷数为13,因此质子数为13。
(4)与运输煤炭相比,输电可以降低煤炭运输成本,且避免煤炭在东部燃烧,减少东部地区的空气污染,合理即可;常见的新能源发电有风能、潮汐能、核能、地热能等,任写一种即可。
考向05 2026春晚中的化学
热点速览
2026年的智能机器人已不再是由简单的金属和塑料拼装而成。其核心“新突破”主要体现在三个前沿维度:基础材料、能源动力和人工智能。
考向解码
春晚中的化学:物质的变化与性质
春晚本身就是一部生动的“化学变化”教科书,最典型的就是烟花。烟花的绽放伴随着发光、发热、产生气体等现象,这些都属于化学变化。解题时需要抓住“有无新物质生成”这一核心——比如宜宾分会场的“打铁花”,铁水在1600℃下燃烧生成四氧化三铁,有新物质产生,是化学变化;而干冰升华(舞台白雾)、机器人的机械摆动等,没有新物质生成,属于物理变化。
春晚中的化学:金属材料与合金
机器人(如《武BOT》)是春晚的科技担当,其骨架常用铝锂合金、钛合金等轻质高强合金。合金的硬度一般比其组成纯金属大,抗腐蚀性更强,但熔点更低。例如机器人的钛合金关节,其硬度就显著优于纯钛。
春晚中的化学:有机合成材料与复合材料
从舞台的塑料道具到机器人的外壳,再到线缆的绝缘层,处处可见有机合成材料的应用。判断这类考题,关键是明确塑料属于有机合成材料,而纯棉、羊毛等属于天然有机高分子材料。2026年春晚大量使用可降解塑料搭建舞台,这类材料降解后不会造成白色污染,是绿色化学理念的体现。
春晚中的化学:燃烧与灭火
“打铁花”、焰火晚会都离不开燃烧。燃烧必须同时满足可燃物、氧气(或空气)、达到着火点三个条件。灭火的原理则是破坏其中一个条件。此外,焰火五颜六色的秘密在于焰色反应,这是某些金属元素在灼烧时表现出的特征颜色:钠(Na) 呈黄色,铜(Cu) 呈绿色。
春晚中的化学:能源与环境
“零碳”办会是2026年春晚的核心亮点,也是中考的重要考点。其背后的化学知识包括:
太阳能、氢能是清洁能源,氢气燃烧的化学方程式是 2H₂ + O₂ → 2H₂O,产物是水,无污染。
植物光合作用是吸收CO₂、实现碳中和的重要手段。
生活中的化学与健康
一.春晚的小品、公益广告也常常融入生活化学知识:
2.营养素:饺子馅、燃面等富含糖类、蛋白质、油脂、维生素等。
3.乳化作用:公益广告《回家吃饭》中,洗洁精清洗碗碟油污,利用的是乳化原理。
4.化肥:农作物生长离不开化肥,尿素 CO(NH₂)₂ 就是一种复合肥。
春晚中的化学:微观世界
春晚场景是理解微观粒子运动的好素材:
分子运动:“墙内开花墙外香”,体现了分子是不断运动的。
考法预测
1.2026年春晚《丝路古韵》节目中,舞者手持的油纸伞是用桐油上漆,桐油的主要成分是桐油酸(化学式)。下列关于桐油酸的说法正确的是( )
A.桐油酸是氧化物
B.桐油酸的相对分子质量为278
C.桐油酸燃烧后会产生
D.桐油酸由18个碳原子、30个氢原子和2个氧原子构成
【答案】B
【解析】A、氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物,桐油酸含C、H、O三种元素,不属于氧化物,错误。
B、桐油酸相对分子质量为,正确。
C、 根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,桐油酸不含硫元素,燃烧不会生成,错误。
D、桐油酸由桐油酸分子构成,1个桐油酸分子由18个碳原子、30个氢原子和2个氧原子构成,选项未指明“1个分子”,错误。
2.马年春晚以“欢乐吉祥,喜气洋洋”为基调,深度践行“人民的春晚”理念。下列春晚场景中所涉及的化学物质分类正确的是( )
A.机器人电池中的硫酸——氧化物
B.义乌分会场喷泉中的矿泉水——混合物
C.舞台灯光中的稀有气体——单质
D.魔术《惊喜定格》中的蔗糖()——氧化物
【答案】B
【解析】A、氧化物是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物,硫酸含H、S、O三种元素,不属于氧化物,分类错误,不符合题意;
B、矿泉水中含有水、可溶性矿物质等多种物质,属于混合物,分类正确,符合题意;
C、稀有气体是氦气、氖气、氩气、氪气等气体的总称,属于混合物,分类错误,不符合题意;
D、氧化物是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物,蔗糖含C、H、O三种元素,不属于氧化物,分类错误,不符合题意。
故选:B。
3.2026年春晚《武BOT》节目中,实现全球首次人形机器人与人类的武术实战交锋。机器人的关节灵活度极高,其骨架大量采用钛合金材料,下列关于钛合金的说法错误的是( )
A.钛合金与人体有很好的“相容性”,可用来制造人造骨
B.钛合金放在海水中数年,取出仍光亮如初,因此钛合金不会锈蚀
C.钛合金的硬度比纯钛大
D.钛合金属于混合物
【答案】B
【解析】A、钛合金与人体有良好的“相容性”,是制造人造骨的常用材料,该说法正确;
B、钛合金抗腐蚀性极强,在海水中放置数年仍光亮如初,仅说明其锈蚀速率极慢,并非完全不会锈蚀,该说法错误;
C、合金的硬度通常优于其成分纯金属,因此钛合金硬度比纯钛大,该说法正确;
D、合金是由金属与其他金属(或非金属)熔合形成的具有金属特性的混合物,钛合金属于合金,为混合物,该说法正确。
故选B。
4.2026年马年春晚的下列节目中,发生化学变化的是( )
A.魔术《惊喜定格》的奇妙光影与道具走位
B.戏曲《春晖满梨园》的脸谱油彩氧化变色
C.舞蹈《丝路古韵》的霓裳羽衣随舞姿改变形态
D.武术《武BOT》的机器人演绎醉拳时的精准腾跃
【答案】B
【解析】A、魔术《惊喜定格》的物品移位,只是位置的改变,无新物质生成,不属于化学变化,不符合题意;
B、戏曲《春晖满梨园》的油彩氧化,发生了氧化反应,一定有新物质生成,属于化学变化,符合题意;
C、舞蹈《丝路古韵》的裳羽衣随舞姿改变形态,只是形状的改变,无新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
D、武术《武BOT》的精准腾跃,只是位置的改变,无新物质生成,不属于化学变化,不符合题意。
故选B。
5.2026年春晚坚持绿色低碳办会,践行碳中和理念。下列措施不符合绿色化学理念的是( )
A.舞台采用可循环环保材料 B.用二氧化碳跨临界直冷制作冰块
C.舞台产生的生活垃圾直接焚烧处理 D.分会场用太阳能供电
【答案】C
【解析】A、使用可循环环保材料可以减少资源消耗和废弃物排放,符合绿色化学理念;
B、二氧化碳跨临界直冷制冰不会产生有害制冷剂,还能实现二氧化碳资源化利用,符合绿色化学理念;
C、生活垃圾直接焚烧会产生大量有害气体和烟尘,污染空气,不符合绿色化学理念;
D、太阳能是清洁能源,用太阳能供电可减少化石能源消耗和污染物排放,符合绿色化学理念。
6.2026年春晚精彩纷呈,融合了传统文化与现代科技。下列与春晚相关的描述中,涉及化学变化的是( )
A.“人造太阳”中原子核的聚变 B.LED灯通电发光
C.非遗表演“打铁花”中铁水燃烧 D.舞台上干冰升华形成白雾
【答案】C
【解析】A、原子核聚变过程中原子核发生变化,属于核反应,不属于化学变化,不符合题意;
B、LED灯通电发光是电能转化为光能,无新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
C、铁水燃烧是铁与氧气反应生成新物质四氧化三铁,属于化学变化,符合题意;
D、干冰升华是固态二氧化碳直接变为气态,仅物质状态改变,无新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
故选C。
7.2026年春晚展示了长江水质改善的成果。下列治理水污染的方法主要发生化学变化的是( )
A.生态清淤去除污染底泥 B.明矾吸附悬浮杂质
C.熟石灰中和酸性废水 D.活性炭去除色素异味
【答案】C
【解析】A、 生态清淤仅分离去除水体中的底泥,无新物质生成,属于物理变化,错误。
B、 明矾吸附悬浮杂质的过程无新物质生成,属于物理变化,错误。
C、熟石灰中和酸性废水是酸和碱发生中和反应,生成盐和水等新物质,属于化学变化,正确。
D、活性炭去除色素异味利用其吸附性,无新物质生成,属于物理变化,错误。
故选C。
8.2025年春晚开场视觉秀《迎福》展示了16项非遗技艺,堪称“非遗大观园”,下列非遗项目现场展示中,涉及化学变化的是( )
A.甘肃庆阳剪纸 B.河南确山打铁花
C.湖北英山缠花 D.吉林绳结编织
【答案】B
【解析】A、庆阳剪纸仅改变纸张的形状,无新物质生成,属于物理变化。
B、确山打铁花过程中,高温的铁与空气中氧气反应生成铁的氧化物,有新物质生成,属于化学变化。
C、英山缠花仅改变材料的组合形态,无新物质生成,属于物理变化。
D、绳结编织仅改变绳的形状,无新物质生成,属于物理变化。
故选B。
9.2026年的春晚宜宾分会场,打铁花与烟花交相辉映,背后藏着有趣的化学原理。打铁花是匠人将生铁熔化成1600℃的铁水击打到空中,铁与氧气反应产生金色的火花。烟花是在火药中加入镁、铝等金属粉末和锶、钡等金属化合物制成的,燃烧时会呈现出不同的颜色,所以烟花在空中爆炸时,会绽放出五彩缤纷的火花。铁丝在空气中不能燃烧,但打铁花中的铁屑却能在空气中剧烈燃烧。以下解释最合理的是( )
A.铁屑的着火点比铁丝低 B.铁屑的温度比铁丝高
C.铁屑增大了与氧气的接触面积 D.击打过程给铁屑提供了额外热量
【答案】C
【解析】A、 着火点是物质的固有属性,铁屑和铁丝均为铁单质,着火点相同,解释错误。
B、铁丝在空气中不能燃烧同铁丝的温度没有关系,主要是和氧气(空气)接触面积的大小不同,解释错误。
C、铁屑为细小颗粒,相比铁丝大幅增大了与氧气的接触面积,因此能在空气中剧烈燃烧,解释正确。
D、击打过程的作用是将铁水打散为小颗粒铁屑,未提供额外热量,解释错误。
故选C。
10.春晚机器人火爆全网,机器人的机身大量使用了质轻、强度高的钛合金、碳纤维等材料,其中钛合金属于( )
A.无机非金属材料 B.合成高分子材料
C.复合材料 D.金属材料
【答案】D
【解析】钛合金属于合金,属于金属材料。
故选D。
11.2026年春晚的“奔马”数控装置和人形机器人惊艳全场,其中人形机器人应用了大量的合金材料。下列有关合金材料的性质描述中属于化学性质的是( )
A.抗腐蚀性好 B.延展性好
C.熔点低 D.硬度大
【答案】A
【解析】A、抗腐蚀性需要通过物质发生腐蚀这类化学变化才能体现,属于化学性质;
B、延展性不需要通过化学变化即可表现,属于物理性质;
C、熔点不需要通过化学变化即可表现,属于物理性质;
D、硬度不需要通过化学变化即可表现,属于物理性质;
故选A。
12.春晚舞台上,机器人灵活舞动、屏璀璨夺目、道具采用可降解材料、后勤车辆使用氢能源。下列说法中,不正确的是( )
A.机器人外壳使用的铝合金属于纯净物
B.可降解塑料的使用符合绿色化学理念
C.灯发光时,电能转化为光能
D.氢燃料电池的产物是水,不污染环境
【答案】A
【解析】A、铝合金是由铝和其他金属或非金属熔合而成的混合物,不是纯净物。故A错误,符合题意;
B、可降解塑料的使用可以减少塑料污染,符合绿色化学的理念,说法正确。故B正确,不符合题意;
C、LED灯发光时,是将电能转化为光能,说法正确。故C正确,不符合题意;
D、氢燃料电池的反应是氢气和氧气反应生成水,产物无污染,说法正确。故D正确,不符合题意。
故选A。
13.2026年春晚的人形机器人惊艳全场,下列说法正确的是( )
A.机器人铝合金外壳属于合成材料
B.机器人中锂电池工作时,将化学能转化为电能
C.芯片中高纯硅(Si)属于金属单质
D.用铜制作导线是因为铜是导电性最好的金属
【答案】B
【解析】A、金属材料包括纯金属以及它们的合金,则机器人铝合金外壳属于金属材料,故选项说法不正确。
B、机器人中锂电池工作时,将化学能转化为电能,故选项说法正确。
C、芯片中高纯硅(Si)属于非金属单质,而不是金属单质,故选项说法不正确。
D、在金属中,银的导电性比铜更好,用铜制导线是因为铜的导电性较好且价格相对便宜,并非铜是导电性最好的金属,故选项说法不正确。
故选B。
14.马年春晚的舞台上,人形机器人成为当之无愧的“科技明星”。
(1)下列属于金属材料的是 (填序号)。
A.硬铝 B.碳纤维 C.氧化铝 D.纯铜
(2)欲比较铁、铝、铜三种金属的活动性强弱,只通过组内试剂的相互实验就能达到目的的是 (填序号)。
A.Al、Fe、CuSO4溶液
B.Al、FeSO4溶液、CuSO4 溶液
C.Fe、Al2(SO4)3溶液、CuSO4 溶液
D.Al、Cu、FeSO4溶液
(3)内部电子元件中常使用铜作导线,为防止铜生锈,常在其表面镀一层铝,铝制品具有优良的抗腐蚀性能,是因为铝与氧气反应会生成________(填“致密”或“疏松”)的氧化铝薄膜,该反应的化学方程式为_________。
(4)机器人所用锂电池通过:LiCoO2+6M=Li1-xCoO2+LixC6这一反应实现放电、充电,则M的化学式为______。
【答案】(1)AD
(2)CD
(3)致密
(4)
【解析】(1)金属材料包括纯金属和合金,硬铝是铝的合金、纯铜是纯金属,均属于金属材料;碳纤维属于无机非金属材料,氧化铝是金属氧化物,均不属于金属材料。
(2)三种金属活动性顺序为,验证规律为“两金夹一盐”或“两盐夹一金”:
A、Al、Fe可以与CuSO4溶液反应,只能证明、均比活泼,不可验证顺序。
B、Al可以分别与FeSO4溶液、CuSO4 溶液反应,只能证明比、活泼,不可验证顺序。
C、不能置换中的,说明;能置换中的,说明,可验证顺序。
D、能置换中的,说明;不能置换中的,说明,可验证顺序。
(3)常温下铝和氧气反应生成结构致密的氧化铝薄膜,能隔绝氧气和水,阻止内部金属继续被氧化,反应的化学方程式为。
(4)根据质量守恒定律,反应前后原子种类、数目不变。反应前1个Li,1个Co,2个O,反应后(1-x+x)=1个Li,1个Co,2个O,6个C,即含6个,故为。
15.在人类社会的发展进程中,金属起着重要的作用。
(1)2026年春晚节目《武BOT》通过机器人与人类舞者的共同演绎,展现了科技与艺术的完美融合。下列制造机器人的材料中属于金属材料的是___________(填字母)
A.铜丝导线 B.玻璃镜头 C.塑料外壳 D.合金支架
(2)折叠屏手机、航空航天等领域均用到厚度在0.025毫米的“手撕钢”。把普通钢制成“手撕钢”是利用金属的___________(填字母)。
A.导电性 B.导热性 C.延展性
(3)汽车表面的烤漆,不仅美观还能防锈,其防锈的原理是___________。
(4)请你写出验证铁和铜的金属活动性顺序的实验方案___________。(包括实验步骤,实验现象,实验结论)
【答案】(1)AD
(2)C
(3)隔绝氧气(空气)和水
(4)实验步骤:将打磨光亮的铁钉放入盛有适量硫酸铜溶液的试管中,观察现象;
实验现象:铁钉表面析出红色固体,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;
实验结论:铁的金属活动性强于铜。
【解析】(1)A、铜丝是纯金属,属于金属材料,该选项符合题意。
B、玻璃属于无机非金属材料,该选项不符合题意。
C、塑料属于有机合成材料,该选项不符合题意。
D、合金支架属于合金,属于金属材料,该选项符合题意。
故选AD。
(2)金属的延展性指可被压成薄片、拉成丝的性质,将钢加工成极薄的“手撕钢”利用的是延展性,和导电性、导热性无关,故选C。
(3)铁生锈需要同时接触氧气和水,烤漆能在铁表面形成保护层,隔绝铁与氧气、水的接触,从而防锈。
(4)可利用“活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来”,或“氢前金属能和稀酸反应生成氢气、氢后金属不能”的规律设计实验,具体方案为:实验步骤:将打磨光亮的铁钉放入盛有适量硫酸铜溶液的试管中,观察现象;实验现象:铁钉表面析出红色固体,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;实验结论:铁的金属活动性强于铜。
16.化学改变世界,化学服务生活。
(1)2026年2月,我国科研团队研发出锂-氟配位新型溶剂体系,开发出新型锂金属电池,为新能源汽车、航空航天等领域提供关键技术支持。
①锂元素与氟元素的本质区别是________。
②锂与水反应生成氢气和氢氧化锂,该反应属于________(填一种基本反应类型)。
③为了改变传统的能源利用方式,我们应开发________(填一种)等可再生和环境友好的新能源。
(2)2026年春晚舞台上人形机器人大放异彩。其机身骨架采用铝合金、钛合金等材料,钛合金属于________(填“纯净物”或“混合物”),合金的硬度一般比其组成金属的________(填“大”或“小”)。
(3)近日《南宁市路网专项规划》正式获批实施,南宁未来将新增15座新桥,有效连通邕江南北两岸。桥梁建设工程中使用大量铁制品,铁制品要注意防锈,常用的防锈措施有________。
【答案】(1)质子数不同/核电荷数不同 置换反应 太阳能(合理即可)
(2)混合物 大
(3)保持铁制品表面清洁干燥、涂油、刷漆、制成合金(合理即可)
【解析】(1)①元素是具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。元素的种类由质子数(核电荷数)决定。
②锂(单质)和水(化合物)反应生成氢氧化锂(化合物)和氢气(单质),符合置换反应“单质+化合物→新单质+新化合物”的特征。
③常见的可再生新能源还有风能、氢能、潮汐能等。
(2)合金是由金属与其他金属/非金属熔合形成的材料,含有多种物质,属于混合物;
略。
(3)铁生锈的条件是同时接触氧气、水,防锈的核心是隔绝氧气、水,常用措施有:保持铁制品表面清洁干燥、涂油、刷漆、制成合金等。
17.2026年春晚哈尔滨分会场《冰雪暖世界》呈现冰雪交响芭蕾,将冰雪美景与舞台艺术相结合;宜宾分会场《立上游》融入江南水乡元素,展现清澈的江水风光。
(1)冰和水是状态不同的同种物质,保持冰和水的化学性质的最小粒子是_______。
(2)将江水净化为饮用水,需加入活性炭,其作用是_______。
(3)净化后的江水,在饮用前通常通过_______进行二次消毒,同时也可以降低水的硬度。
【答案】(1)水分子
(2)吸附水中的色素和异味
(3)煮沸
【解析】(1)由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子。冰和水都是由水分子构成的,因此保持二者化学性质的最小粒子为水分子。
(2)活性炭具有疏松多孔的结构,吸附性强,可吸附水中的色素和异味,起到净水作用。
(3)加热煮沸时,既可杀灭水中的有害微生物实现消毒,还能将水中可溶性钙、镁化合物转化为难溶沉淀析出,降低水的硬度,是生活中饮用前常用的水处理方法。
18.2026年春晚的“含机量”拉满!这些机器人能灵活运动,靠的是轻质高强的合金材料(如铝合金、钛合金)制作骨架,高性能电池提供动力,半导体传感器感知环境——每一项都离不开化学!
(1)机器人机身利用了多种金属,地球上多数金属以______(填“化合物”或“单质”)形式存在。
(2)铝具有良好的抗腐蚀性能,请用化学方程式说明原因____________;以下关于钛合金的说法正确的有______(填序号)。
A.具有金属光泽B.密度大C.抗腐蚀性能强D.可塑性好
(3)电池是机器人的动力核心,制作电池常用到锂、钴、镍、铁、铜等金属。小付设计了如下方案来验证铁、镍(Ni)、铜的金属活动性顺序(三种金属活动性顺序为:铁>镍>铜),则可行的组合有______(填序号)。
A.Ni、溶液、溶液
B.Cu、Fe、溶液
C.Cu、溶液、溶液
【答案】(1)化合物
(2) ACD
(3)AB
【解析】(1)地球上多数金属化学性质比较活泼,因此多数以化合物形式存在;
(2)铝抗腐蚀性强的原因是铝在常温下能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,能阻止内部金属进一步被氧化,用化学方程式表示为:;
A、钛合金属于金属材料,具有金属光泽,故选项正确;
B、题干说明合金是“轻质高强”,因此密度小,故选项错误;
C、钛合金本身抗腐蚀性能强,适合制作骨架,故选项正确;
D、钛合金可塑性好,适合制作骨架,故选项正确;
故选:ACD;
(3)已知三种金属活动性为铁>镍>铜;
A、镍放入氯化亚铁溶液不反应,证明活动性铁>镍;镍放入氯化铜溶液能置换出铜,证明活动性镍>铜,可以得出三种金属活动性顺序为:铁>镍>铜,故选项正确;
B、铜放入氯化镍溶液不反应,证明活动性镍>铜;铁放入氯化镍溶液能置换出镍,证明活动性铁>镍,可以得出三种金属活动性顺序为:铁>镍>铜,故选项正确;
C、铜放入氯化亚铁、氯化镍溶液都不反应,只能证明铜活动性最弱,无法比较铁和镍的活动性强弱,故选项错误;
故选:AB。
19.2026年马年春晚的节目精彩绝伦。
(1)《武BOT》中具身智能人形机器人的外壳材料使用了钛合金,其具有密度小、硬度大等特点。工业制钛流程中的一步反应是:,则X的化学式为________。“密度小、硬度大”属于钛合金的________(填“化学”或“物理”)性质。
(2)《马上有奇迹》中舞台“奔马矩阵”装置的模组核心材料为氧化铝()。中Al元素的化合价为________。
(3)《丝路古韵》的舞蹈演员身着的服饰由丝绸制成。丝绸的主要成分属于________(填“天然”或“合成”)纤维。
【答案】(1) 物理
(2)
(3)天然
【解析】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应物中含H、Ti、O的个数分别是2、1、3,已知生成物中含H、Ti、O的个数分别是0、1、2,故生成物中还应含2个H、1个O,故X的化学式为:H2O;
“密度小、硬度大”不需要通过化学变化就能表现出来,属于钛合金的物理性质;
(2)中氧元素显-2价,设铝元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=+3;
(3)丝绸的主要成分是蚕丝,蚕丝属于天然材料。
20.阅读下列科普短文
2026年央视马年春晚以绿色低碳、科技创新、环保安全为核心理念,舞台建设、灯光显示、应急供电、烟花燃放等环节大量使用化学新材料与清洁能源。
舞台结构大量使用铝合金,质轻、硬度大、耐腐蚀。铝在空气中表面易形成致密氧化膜,阻止内部金属继续被氧化。搭建舞台的金属材料可回收再利用,节约资源、减少污染,符合循环经济理念。
春晚烟花采用无硫环保配方,避免等有害气体排放,利用金属离子焰色反应呈现色彩,焰色反应过程中没有新物质生成。
春晚舞台移动灯光及应急设备均采用磷酸铁锂电池供电,具有安全、稳定、循环寿命长的优点。磷酸铁是制备锂电池正极材料磷酸铁锂的重要前体。磷酸铁锂中含有锂、铁、磷、氧四种元素,锂是地壳中含量最少的金属元素之一,属于不可再生金属资源,因此废旧锂电池的回收再利用意义重大。
依据文章内容,回答下列问题。
(1)舞台结构使用铝合金的优点:___________。(写出一条即可)
(2)焰色反应属于___________(填“物理”或“化学”)变化。
(3)磷酸铁锂中含有金属元素为___________种;已知中铁元素为价,则磷元素的化合价为___________。
(4)一种制备的工艺反应原理为:,其中X的化学式为___________。
(5)制得样品中因混有含磷杂质,铁、磷元素质量比会不同,当样品铁磷比符合制备电池标准,且比值大更理想。不同制备温度下,样品中磷元素质量分数和铁磷比如图所示。图中最低温度为___________时,样品达制备电池的最低标准。磷的质量分数为___________时,样品性能最佳。
(6)回收利用金属舞台材料的优点是___________(写出一条即可)。
【答案】(1)质轻(或硬度大、耐腐蚀等合理即可)
(2)物理
(3)2/两 +5/+5价
(4)H2O
(5)a4 20.0%
(6)节约资源(或减少污染等合理即可)
【解析】(1)根据文中“舞台结构大量使用铝合金,质轻、硬度大、耐腐蚀”可知,舞台结构使用铝合金的优点为质轻(或硬度大、耐腐蚀等合理即可)。
(2)因为焰色反应过程中没有新物质生成,而物理变化是没有新物质生成的变化,所以焰色反应属于物理变化。
(3)磷酸铁锂(LiFePO4)中含有的金属元素为锂元素和铁元素,共2种。在FePO4中,已知铁元素为+3价,氧元素为-2价,设磷元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零可得:(+3)+x+(-2)×4=0,解得x=+5,即FePO4中磷元素的化合价为+5价。
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变。在反应2Fe+2H3PO4+H2O2=2FePO4+2X+2H2↑中,反应前有2个铁原子、2个磷原子、8个氢原子、10个氧原子,反应后有2个铁原子、2个磷原子、4个氢原子、8个氧原子,所以2X中含有4个氢原子和2个氧原子,则X的化学式为H2O。
(5)由图可知,当样品铁磷比≥1.71符合制备电池标准,图中最低温度为a4℃时,铁磷比为1.71,样品达制备电池的最低标准;当磷的质量分数为20.0%时,铁磷比最大,样品性能最佳。
(6)根据文中“搭建舞台的金属材料可回收再利用,节约资源、减少污染,符合循环经济理念”可知,回收利用金属舞台材料的优点为节约资源(或减少污染等合理即可)。
21.2026年春晚舞台上的机器人武术表演,不仅是一场视觉奇观,更是一次科技与文化的深度融合。如图是德强化学兴趣小组同学利用化学物质构建的春晚“机器人表演武术”模型,其中A~H分别是稀盐酸、稀硫酸、二氧化碳、氯化铜、氢氧化钠、铁、氯化镁、氢氧化钙八种物质中的一种。已知B的浓溶液具有吸水性,D为造成温室效应的主要气体,E为蓝色溶液,H的俗名为熟石灰,相邻的物质之间能发生反应,请回答下列问题:
(1)除D以外,还有一种气体氧化物能造成温室效应,其化学式为________。
(2)C与E在溶液中反应时,一定会发生的实验现象是________。
(3)写出A与C发生反应的化学方程式:________。
(4)有且只与上述机器人中的两种物质发生反应才能启动机器人,下列能启动机器人的物质是________(填序号)。
①CuO ②KOH ③
【答案】(1)
(2)产生蓝色沉淀
(3)
(4)①
【分析】A~H分别是稀盐酸、稀硫酸、二氧化碳、氯化铜、氢氧化钠、铁、氯化镁、氢氧化钙八种物质中的一种。已知B的浓溶液具有吸水性,浓硫酸具有吸水性,则B为稀硫酸;D为造成温室效应的主要气体,则D为二氧化碳,E为蓝色溶液,则E为氯化铜,H的俗名为熟石灰,则H为氢氧化钙,C能与B硫酸、E氯化铜、D二氧化碳反应,则C为氢氧化钠,F能与C氢氧化钠反应,E氯化铜、F均能与G反应,则F为稀盐酸,G为铁,A能与C氢氧化钠反应,则A为氯化镁。综合得到:A为氯化镁,B为稀硫酸,C为氢氧化钠,D为二氧化碳,E为氯化铜,F为稀盐酸,G为铁。代入验证,推论合理。
【解析】(1)能造成温室效应的气体氧化物有二氧化碳、一氧化二氮等,一氧化二氮的化学式为,故填: 。
(2)C与E反应,反应为氢氧化钠和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠,则一定会发生的实验现象是产生蓝色沉淀,故填:产生蓝色沉淀。
(3) A与C反应,反应为氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为,故填:。
(4)①能与稀盐酸、稀硫酸等两种物质发生反应,能启动机器人,符合题意;
②能与稀硫酸、稀盐酸、二氧化碳、氯化镁、氯化铜等五种物质发生反应,不能启动机器人,不符合题意;
③只能与稀硫酸一种物质发生反应,不能启动机器人,不符合题意;
故填:①。
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热点02 科技前沿与材料创新
热点速递 考法破译 限时实战
第一部分 热点信息解码 融合热点考点,明确备考方向
热点速览 考向解码 考法预测
考向01 我国载人航天新成就
考向02 智能机器人新突破
考向03 米兰冬奥会
考向04 能源革新与绿色未来
考向05 2026春晚科技赋能
第二部分 热点限时训练 活用热点素材,精练解题能力
热●点●信●息●解●码
考向01 我国载人航天新成就
热点速览
一、天舟十号成功发射:6.2吨物资+700公斤推进剂+1套舱外航天服,在轨停靠一年,十战十捷;
二、2026年任务:神舟二十三号、二十四号载人飞行,港澳航天员有望首飞,1人将驻留一年;
三、登月重大突破:长征十号与梦舟飞船最大动压逃逸试验成功,重复使用火箭技术迈出关键一步,瞄准三、2030年前登月;
四、国际合作:巴基斯坦航天员将首访中国空间站
五、空间站成果:267项科学项目、18人次驻留、13次出舱,运行稳定效益良好
考向解码
板块一:航天材料——物质的分类与性质
航天实例:神舟飞船返回舱的防热大底、空间站机械臂、航天服壳体均采用碳纤维复合材料
化学考点:复合材料是由两种或多种不同性质材料组合而成的新材料,不属于金属材料、无机非金属材料或有机高分子材料中的单一类别
航天实例:铝合金(舱体结构)、钛合金(发动机部件)、铝锂合金(贮箱材料)
化学考点:合金的硬度一般大于其组成金属,熔点低于其组成金属,抗腐蚀性增强
易错提醒:合金属于金属材料,不要误判为合成材料或复合材料
航天实例:火箭返回舱表面涂有氢氧化铝阻燃涂层
化学考点:氢氧化铝受热分解 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O,分解吸热并产生水蒸气,主要起到降低温度的作用(从燃烧三要素角度分析)
板块二:航天推进剂——化学反应与能量
反应方程式:C₂H₈N₂ + 2N₂O₄ = 2CO₂ + 4H₂O + 3N₂
考点:化学方程式配平、反应物与生成物的物质类别判断、氧化还原反应初步认识
缺点:生成NO₂红棕色有毒气体,污染环境
反应方程式:2H₂ + O₂ = 2H₂O
考点:书写方程式、判断反应类型(化合反应)、说明环保优势(产物无污染、热值高)
挑战:氢气制取成本高、储存运输困难(液化温度-253℃)
火箭发射过程:化学能 → 内能 → 机械能
考点:能量守恒定律、燃烧放热的应用
板块三:空间站生命保障——物质转化与循环
电解水制氧:2H₂O 2H₂↑ + O₂↑
考点:方程式书写、氢气和氧气的体积比(2:1)、质量比(1:8)、能量转化(电能→化学能)
固体氧气发生器(应急备用):2NaClO₃ = 2NaCl + 3O₂↑
短期任务(吸收法):CO₂ + 2LiOH = Li₂CO₃ + H₂O
考点:书写方程式、比较NaOH与LiOH吸收能力的差异(等质量下LiOH吸收CO₂更多)
长期任务(催化还原法)——萨巴蒂尔反应:CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O
考点:判断反应类型(化合反应?不是,属于氧化还原反应中的“加氢还原”)、分析该反应的循环意义(生成的水可电解制氧,甲烷可进一步利用)
原子经济性:该反应中反应物原子全部进入目标产物(水进入循环,甲烷储存能量),符合绿色化学理念
工艺路线:多层过滤(物理)→催化氧化(化学)→低压蒸馏(物理)→冷凝(物理)
考点辨析:
过滤:除去不溶性杂质(物理变化)
活性炭吸附:除去色素和异味(物理变化,利用了吸附性)
催化氧化:将有机物转化为CO₂和H₂O(化学变化)
低压蒸馏:利用沸点差异分离(物理变化,沸点随气压降低而降低)
板块四:天宫课堂实验——特殊条件下的化学原理
实验名称
涉及的化学原理
与地面实验的差异(考点)
太空冰雪实验
醋酸钠过饱和溶液结晶
微重力下结晶不受容器壁干扰,形成规整球状晶体
奥运五环实验
酸碱指示剂变色、氧化还原反应
液体表面张力主导扩散,颜色边界清晰
泡腾片实验
酸(柠檬酸)与碳酸盐反应生成CO₂
微重力下浮力消失,气泡停留时间长,形成“气泡水球”
水膜张力实验
分子间作用力(表面张力)
太空可拉出更大更稳定的水膜,体现表面张力的存在
共性考点:分子在不断运动(“闻到香气”)、化学反应的发生不依赖重力(反应实质不变)、微重力改变的是物理过程而非化学本质
考法预测
1.2026年,中国载人航天工程将深化推进空间站应用与发展和载人月球探测两大主线任务。下列探月过程属于化学变化的是( )
A.点火起航 B.箭器分离
C.月背着陆 D.采集月壤
“天宫”建造全面展开,我国载人航天进入“空间站时代”。化学为航空、航天领域的发展提供了强有力的支撑。结合所学知识,完成下面小题。
2.生产航天服的原料之一是二苯甲烷二异氰酸酯(),关于二苯甲烷二异氰酸酯的说法正确的是( )
A.是一种氧化物
B.由15个碳原子、10个氢原子、2个氮原子、2个氧原子构成
C.氢、氧元素质量比为1∶1
D.由碳元素、氢元素、氮元素和氧元素组成
3.制造载人飞船时使用大量钛合金。根据如图所示,下列关于钛元素的说法正确的是( )
A.中子数为22 B.位于元素周期表第四周期
C.化学性质与氢元素相似 D.相对原子质量为47.87g
4.神舟十五号是中国载人航天工程的重要里程碑之一。神舟十五号飞船中的部分装置使用了钛合金等金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是( )
A.铝是目前世界上年产量最高的金属
B.大多数金属元素以单质形式存在于地壳和海洋中
C.纯金属的抗腐蚀性能一般比它们组成的合金更好
D.钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹、航天飞机等
5.2026年中国载人航天工程将实施多次发射任务,航天员在空间站中生活需要氧气。下列关于氧气的说法正确的是( )
A.氧气具有可燃性,可用作火箭燃料 B.氧气由氧原子构成
C.氧气不易溶于水,可用排水法收集 D.氧气在空气中的质量分数约为21%
6.2025年12月,蓝箭航天自主研发的朱雀三号可重复使用运载火箭成功实施首次飞行。该火箭箭体采用高强度不锈钢合金材料,贮箱结构采用新型铝合金材料。下列有关说法正确的是( )
A.不锈钢合金属于非金属材料 B.铝合金的硬度比纯铝小
C.合金的性能与纯金属有显著差异 D.不锈钢合金的熔点比纯铁高
7.阅读材料,回答下列问题。
清除是载人航天器环境控制和生命保障的重要问题,目前主要包括LiOH清除、固态胺吸附和分子筛吸附等方式。LiOH清除利用LiOH能与发生反应,得到一种能溶于水的盐。由于不可再生,该技术目前多用于短期载人航天任务。固态胺能吸附和水蒸气,且可在真空条件下再生,因此可用于中长期载人航天任务。研究发现,分压和温度对吸附量有影响,如图1所示。分子筛中的吸附剂是沸石,沸石的吸附能力强,且能在高温条件下再生,因此多应用在多人、长期航天任务中。水会影响沸石的吸附性能,通常需对沸石进行干燥处理。相同温度下,干燥时间对不同种类沸石吸附量的影响如图2所示。
科学家们会依据任务持续时间、成员人数及对应的消耗品、设备质量等因素,选择适合的清除技术,以保障宇航员的生命安全。
依据文章内容回答下列问题。
(1)是造成___________加剧的主要气体。
(2)目前航天器中的清除技术有___________(写出一种即可)。
(3)已知LiOH具有与类似的性质,请写出LiOH溶液与反应的化学方程式___________。
(4)分析图1,可得出结论:相同温度下,在0-2.0kPa范围内,___________。
(5)分析图2可知,同一温度下,干燥时间相同时,沸石A的吸附量___________沸石B的吸附量(填“<”或“>”)。
(6)下列说法正确的是___________(填字母)。
A.由于LiOH不可再生,因此不能用于载人航天任务
B.固态胺能吸附,可在真空条件下再生,可用于中长期载人航天任务
C.分子筛对的吸附能力强,且可循环利用,多用于长期航天任务
8.我国载人航天任务中,长征火箭使用液氢、液氧作为推进剂,空间站则采用氢氧燃料电池为部分设备供电。下列图一是氢气燃烧的微观示意图;图二是氢氧燃料电池工作原理示意图。请根据图示回答下列问题:
(1)长征火箭使用液氢、液氧是因为液态时分子间隔_____,便于储存更多燃料。
(2)甲中两种分子的相同点是_____(从构成分子的原子种类角度回答)。
(3)根据质量守恒定律,应在丙中补充的微观粒子图形是______(填字母)。
A. B.
(4)图二,负极的氢分子在催化作用下分解成氢原子,氢原子失去电子变成_____(填离子符号),该离子在酸性溶液中穿过离子交换膜移向正极,最终生成水。
(5)图一、图二反应原理虽然不同,但都能说明,在化学反应前后,_____的种类(填“分子”或“原子”)发生改变。
9.2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船发射成功。
(1)航天材料:我国的“飞天”舱外航天服是用铝合金材料制作的壳体,铝与氧气在常温下可发生氧化反应,写出生成物的化学式______。
(2)能源系统:用作锂电池的金属锂可通过电解氯化锂()来获得。氯化锂与氯化钠的构成相似,构成氯化锂的阳离子符号为______。
(3)生命保障:太空舱中的氧气主要来自水的电解,电解水的化学方程式为______。
10.阅读材料,回答下列问题:
2025年4月24日,搭载着神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,这标志着我国载人航天工程迈入了新的发展阶段,而在这辉煌成就的背后,处处闪耀着化学科学的智慧光芒。
材料护征程:坚固可靠的航天器是探索宇宙的基石。神舟飞船和空间站的诸多关键结构部件均采用了高性能的钛合金材料。这种材料强度高、耐腐蚀、质量相对较轻,能有效抵御太空极端环境的考验。在地球上,工业上通常通过冶炼四氯化钛TiCl4来制备金属钛。
燃料助腾飞:火箭的冲天之力来源于高效能的推进剂。长征二号F运载火箭使用的推进剂之一——偏二甲肼(C2H8N2),以其巨大的能量推动飞船挣脱地球引力。衡量一种燃料的性能,其组成元素的比例至关重要,这直接关系到燃烧效率和能量释放。
生命有保障:航天员要在太空长期驻留,维持舱内宜居环境是首要任务。我国自主研发的“再生式”环控生保系统,实现了氧气和水等生命必需资源的循环利用。其中,处理航天员呼出的二氧化碳CO2是核心技术之一。该技术为三步制氧法,主要包括二氧化碳吸附—解吸浓缩、加氢反应生成水、电解水制氧三个环节,将二氧化碳转化为生命所需的氧气,实现制氧系统维持氧再生循环。
(1)材料中提到的钛合金材料,按照化学中的物质分类属于_______(“纯净物”或“混合物”),使用的钛合金相对于纯金属的优点有_______(填一个即可)。
(2)已知四氯化钛中氯元素的化合价为-1,则钛元素的化合价为_______。
(3)电解水制取氧气是宇航员在外太空生存的重要保障,请写出该反应的化学方程式_______。
11.2025年11月25日,在我国酒泉卫星发射中心,神舟二十二号飞船顺利升空。这是中国载人航天工程的首次应急发射。
(1)飞船太空舱中,可促进航天员呼出的转化为,而的质量和化学性质不变,在此转化过程中起______作用。
(2)航天服中有废气处理系统,能使呼吸产生的废气进入装有活性炭的装置进行净化,这是利用了活性炭的_________性。
(3)神舟飞船表面的“烧蚀层”使用了钛合金,钛在元素周期表中的信息及原子结构示意图如下图所示。据图分析可知:钛的相对原子质量为_________;钛原子结构示意图中的_________.
12.文房四宝——笔、墨、纸、砚,在我国书法和绘画的发展历史上发挥了重要作用。
(1)《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画,此画能够保存至今而不变色的原因是________。
(2)竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆,还可以被加工成竹炭,用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味,这是利用了竹炭的_________性。
(3)载人航天:空间站返回舱的舱体建造使用的是新型铝基碳化硅复合材料,是由颗粒状的铝和碳化硅(SiC)复合而成。有关反应为。关于该反应说法正确的是_______(选填字母序号之一)。
A.SiO2是由硅原子和氧分子构成
B.单质C是该反应的还原剂
C.反应前后各元素的化合价均未发生变化
13.叩问天穹,化学助力,用化学用语填空。
(1)万户飞天:明代陶成道飞天时用黑火药(含有硫、木炭和硝酸钾)作火箭固体燃料。反应方程式为:,则中阴离子是___________(用离子符号表示)。
(2)卫星发射:今年3月我国鹊桥二号中继星被送入太空。其合金钛(Ti)材料工业制取方法:,式中中Ti化合价为___________。
(3)载人航天:2024年4月“神舟十八号”载人飞船发射。运载火箭的燃料之一偏二甲肼()燃烧生成水、氮气、二氧化碳,请写出化学反应方程式___________。
(4)探月探火:太空飞船用硝化纤维素做推进剂,碳、氮元素的质量比为___________。
14.中国空间站的建成、神舟系列载人飞船的成功发射,标志着我国航天科技水平已处于世界领先地位。航空航天科学研究涉及许多化学知识。
(1)硅是制造空间站太阳能电池板的核心材料。硅元素属于___________(填“金属”或“非金属”)元素。
(2)我国载人航天环控生保系统已实现由“补给式”向“再生式”的根本转换,空间站氧气资源100%再生。环控生保系统利用循环水电解制氧气,其反应的化学方程式为___________。电解90g水,理论上可产生氧气质量为___________g。
15.二氧化碳()去除系统是空间站环境控制的关键再生系统,核心方式及特点如下:①氢氧化锂去除:靠氢氧化锂与反应除,但该物质不可再生,仅用于短期载人航天任务;②固态胺吸附:能大量吸附,且可在真空下再生,适用于中长期任务;③分子筛吸附:以沸石为吸附剂,吸附能力强,可高温再生,多用于多人、长期任务。
此外,分压和温度会影响吸附量(见图1);水会干扰沸石吸附性能,通常需对沸石进行干燥处理。相同温度下,干燥时间对不同种类沸石的吸附量有影响(见图2)。
科学家们会依据任务持续时间、成员人数及对应的消耗品、设备质量等因素,选择合适的去除技术,以保障航天员的生命安全。
(1)二氧化碳()由_______(选填“分子、原子、离子”)构成。航天器中二氧化碳的主要来源是_______;目前航天器中的去除技术有_______(写一种)。
(2)分析图1,可得出的结论是:在相同温度下,_______。
(3)分析图2可知,同一温度下,干燥时间相同时,沸石A的吸附量_______沸石B的吸附量(填“<”或“>”)。
(4)下列说法正确的是_______(填字母)。
A.由于氢氧化锂不可再生,因此不能用于载人航天任务
B.固态胺能大量吸附,且可在真空条件下再生,可用于中长期载人航天任务
C.分子筛对的吸附能力弱,且不可循环利用,多用于长期航天任务
16. 清除是载人航天器环境控制和生命保障的重要问题,目前主要包括LiOH清除、固态胺吸附和分子筛吸附等方式。
LiOH清除利用了LiOH与的反应,因LiOH不可再生,该技术目前多用于短期载人航天任务。
固态胺能吸附和水蒸气,且可在真空条件下再生,因此可用于中长期载人航天任务。在0~2.0kPa范围内,分压和温度对吸附量的影响如图1。
分子筛中的吸附剂是沸石。沸石的吸附能力强,且能在高温条件下再生,因此多应用在多人长期航天任务中。水会影响沸石的吸附性能,通常需对沸石进行干燥处理。相同温度下,干燥时间对不同种类沸石的吸附量的影响如图2。
(1)目前航天器中的清除技术有________(写出一种即可)。
(2)已知LiOH具有和NaOH类似的性质,请写出LiOH与反应的化学方程式________。
(3)相同温度下,在0~2.0kPa范围内,分压越大吸附量越________(填“大”或“小”)。
(4)相同温度下,干燥时间相同时,沸石A的吸附量________(填“小于”或“大于”)沸石B的吸附量,沸石作为分子筛的有效成分吸附,其可能具备________的结构特点。
(5)下列说法正确的是________(多选,填字母)。
A.由于LiOH不可再生,因此不能用于载人航天任务
B.固态胺能吸附和水蒸气,且可在真空条件下再生,可用于中长期载人航天任务
C.分子筛对的吸附能力强,且可循环利用,多用于长期航天任务
17.探索星空的道路上,从古至今,中国人的脚步从未停下。其中,化学发挥着重要的作用。
(1)万户飞天:明代万户飞天时用黑火药(含有硫、木炭和KNO3)作火箭燃料。其中KNO3中氮元素的化合价为_______。
(2)卫星发射:1970年我国首颗人造卫星“东方红一号”成功入轨,制造人造卫星常用到钛合金,工业制取钛(Ti)的一种方法是金属钠和四氯化钛(TiCl4)在高温条件下发生反应,同时得到氯化钠,其化学方程式为_______。
(3)载人航天:2003年“神舟五号”载人飞船成功发射。运载火箭的燃料之一偏二甲肼(C2H8N2)中氢、氮元素的质量比为_______。偏二甲肼燃烧过程中_______(填“吸收”或“放出”)热量。
(4)探月探火:“祝融号”火星车发现火星低纬度地区存在液态水,为星际移民的能源供给提供了可能。利用太阳能电池电解水制氢气的化学方程式为_______。
18.认真阅读短文,回答问题。
清除CO2是载人航天器环境控制和生命保障的重要问题,目前主要包括LiOH清除、固态胺吸附和分子筛吸附等方式。LiOH清除利用了LiOH与CO2反应生成Li2CO3和水,由于LiOH不可再生,该技术目前多用于短期载人航天任务。固态胺能吸附CO2和水蒸气,且可在真空条件下再生,因此可用于中长期载人航天任务。在0~2.0kPa范围内,CO2分压和温度对CO2吸附量的影响如图1所示。分子筛中的吸附剂是沸石。沸石的吸附能力强,且能在高温条件下再生,因此多应用在多人长期航天任务中。水会影响沸石的吸附性能,通常需对沸石进行干燥处理。相同温度下,干燥时间对不同种类沸石的CO2吸附量的影响如图2所示。科学家们会依据任务持续时间、成员人数及对应的消耗品、设备质量等因素,选择合适的CO2清除技术,以保障航天员的生命安全。
(1)目前航天器中的CO2清除技术有_____(写出一种即可)。
(2)写出LiOH与CO2反应的化学方程式_____。
(3)分析图1,可得出结论:相同温度下,在0~2.0kPa范围内,CO2分压越大CO2吸附量越_____(填“大”或“小”);分析图2,可得出结论:相同温度下,干燥时间相同时,沸石A的CO2吸附量_____(填“小于”或“大于”)沸石B的CO2吸附量。
(4)下列说法不正确的是______(填字母序号)。
A.由于LiOH不可再生,因此不能用于载人航天任务
B.固态胺能吸附CO2和水蒸气,且可在真空条件下再生,可用于中长期载人航天任务
C.分子筛对CO2的吸附能力强,且可循环利用,多用于长期航天任务
D.温度对CO2的吸附量影响很大
19.神舟系列太空飞船的成功发射,标志着我国载人航天进入新的发展阶段。
I.航天材料
(1)航天员舱外航天服使用的聚氨酯橡胶是___________(填“金属”或“合成”)材料。
(2)太阳能电池板需要使用铝合金箔片,铝合金能加工成箔片是利用了金属的___________性。
Ⅱ.生命保障
(3)航天食品中包含牛肉和蔬菜,其中主要为航天员提供维生素C的食品是___________。
(4)空间站内的空气为___________(填“混合物”或“纯净物”)。
Ⅲ.能源系统
(5)长征2F型火箭使用的推进剂为偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4),反应点燃,的化学方程式为___________(填化学式)。该反应___________(填“吸收”或“放出”)热量。
(6)太空舱使用锂电池。Li可以通过Al与Li2O在高温下发生反应得到,同时生成Al2O3.该反应的化学方程式为___________。
20.阅读下列科技短文并回答问题
我国空间站天和核心舱实现了氧气再生与二氧化碳高效净化,为航天员长期驻留提供保障。舱内通过电解水持续制备氧气;利用无水氢氧化锂(LiOH)固体吸收航天员呼出的二氧化碳,生成碳酸锂和水,净化后的空气重新循环利用。氢氧化锂与氢氧化钠化学性质相似,吸收二氧化碳能力更强、质量更轻,更适合航天环境使用。
(1)文中提到的氧化物有______(填化学式)
(2)从微观角度分析,空间站内空气由多种_____(填“分子”“原子”“离子”)构成。
(3)宇航员呼出的气体中除外,还含有_____(填化学式,1种即可)。
(4)LiOH、NaOH均可吸收,请写出NaOH吸收反应的化学方程式_____。
(5)相同条件下,不同吸收剂吸收的最大质量关系如图所示。由图可知,选用LiOH作吸收剂的原因是_____。
21.“感知宇宙奥秘,放飞航天梦想”。航天员在空间站生活需要水和氧气,如图为天宫空间站中水、气部分循环系统简图。
(1)循环系统中,反应①的基本反应类型是_______反应。
(2)科学家也可以将氧气压缩入氧气罐,从地球运送到空间站。请从微观角度分析,氧气能被压缩的原因是________。
(3)反应②的化学方程式为,则X的化学式为______。
22.我国航天科技广泛运用了能源、材料及生活相关技术,完成下面小题。
I.建设太空舱需要大量材料。
(1)太空舱的主体框架采用钢,钢属于_______(填序号)。
a.复合材料 b.合成材料 c.合金
(2)太空舱的壳层采用轻便、抗腐蚀的铝制板,铝具有很好的抗腐蚀性能,原因是_______(用化学方程式表示)。
Ⅱ.宇航员的饮食需要确保营养和安全。
(3)富含蛋白质的航天食品是_______(填序号)。
a.酱萝卜 b.鱼肉 c.椰蓉面包
(4)宇航员在失重状态下容易发生骨质疏松,应该适当补充_______(填序号)。
a.锌元素 b.硒元素 c.钙元素
Ⅲ.空间站采用循环技术保证航天员的用水和呼吸。循环系统(部分)如图所示。
(5)萨巴蒂尔反应系统内部提供高温、高压和催化剂等条件,反应系统内发生反应的化学方程式为_______。
23.中国空间站“天宫”已进入长期运营阶段,航天员在轨工作、生活与化学密不可分。请结合化学知识回答下列问题。
(1)生命保障——水的再生与利用
①空间站将航天员的尿液、汗液等废水通过多层过滤、催化氧化等净化方法处理,实现水的循环利用。下列有关净水方法的说法正确的是______(填字母)。
A.过滤可以除去水中的可溶性钙镁化合物
B.活性炭吸附可除去水中的色素和异味
C.催化氧化过程中会发生化学变化
②空间站通过电解水制取氧气供航天员呼吸,同时得到的氢气可用于二氧化碳的资源化利用。电解水会产生氢气和氧气,证明水是由______组成的;得到的氢气与航天员呼出的二氧化碳在一定条件下反应生成甲烷(CH4)和水,实现资源循环利用,写出该反应的化学方程式_______。
(2)材料科学——航天新材料的应用
航天员舱外航天服的硬质躯干部分采用铝钛合金等金属材料制成,其具有密度小、强度高、耐腐蚀等特点。钛合金属于_____(填“金属材料”或“合成材料”),
(3)能量转化与金属防护
空间站的太阳能电池板将_____能转化为电能,供电解水等使用:电解水的过程中,电能转化为化学能储存在氢气中。
24.“神舟”问天、“天宫”遨游、“嫦娥”揽月……人类将进入大航天时代。
(1)空间站内的人造空气成分与地球表面的大气相似,其中含量最多的是___________。
(2)电解水是空间站供氧的一种方法,氧气从电源的___________(填“正”或“负”)极获得。
(3)航天器外壳常用钛合金制造,钛合金与纯钛相比,硬度更___________(填“大”或“小”)。
(4)聚丙烯、聚氨酯属于___________(填“天然”或“合成”)材料,可以作月球基地建设的粘结固化剂。
25.2025年11月25日“神舟二十二号”太空飞船成功发射并对接空间站,再次展现了我国航天科技的强大实力。
(1)航天材料:航天员舱外航天服使用的聚氨酯橡胶是___________(填“隔热”或“导热”)材料;太阳能电池板需要使用铝合金箔片,铝合金能加工成箔片利用了金属的___________性。
(2)生命保障:航天食品中包含牛肉和蔬菜,其中主要为航天员提供蛋白质的食品是___________。
(3)能源系统:长征二号F遥二十二号运载火箭使用的推进剂为偏二甲肼和四氧化二氮,反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4=2CO2+4X+3N2,则X的化学式为___________。锂电池在航天工程中发挥着重要作用,锂元素在元素周期表中的部分信息如图所示,下列说法错误的是___________ (填字母)。
3 Li
锂
6.94
A.锂属于金属元素 B.锂原子的核外电子数为3
C.锂元素符号为LI D.锂元素的原子易失电子
26.我国航天事业经过一系列的发展历程。
(1)1970年,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功。制造卫星要用到铝合金材料,铝制品具有很好的抗腐蚀性能,原因是铝表面容易形成一层致密的___________(填化学式)保护膜。
(2)2003年,神舟五号首次成功进行载人航天飞行。运载火箭的燃料之一为偏二甲肼(),碳、氢、氮属于不同种元素是因为它们原子中的___________(填“质子数”或“中子数”)不同。
(3)2022年,中国空间站全面建成。空间站核心舱内的气体组成和地球空气基本一致,其中含量最多的气体是___________。
(4)2025年,中国航天圆满完成首次应急发射任务。飞船表面的“烧蚀层”使用了钛(Ti)合金,工业上用制取Ti,中Ti元素的化合价为___________。
27.我国航天重大工程取得的辉煌成就,离不开对新型材料和新型能源的探索。某兴趣小组在开展“我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用”实践活动中了解到部分运载火箭装载的推进剂是偏二甲肼()和四氧化二氮(),二者接触即可发生反应:,释放出强大的能量,将载人飞船送入预定轨道。
(1)X的化学式是___________,推测依据是___________。
(2)若某次发射任务中使用了150 t偏二甲肼,则需要四氧化氮的质量是多少?
28.中国的创新动力、发展活力勃发奔涌。C919大飞机实现试飞,神舟家族太空接力,麒麟芯片突破壁垒给中国制造增添了新亮色……
【C919大飞机筑梦蓝天】
(1)2025年3月30日,国产大飞机C919首航沈阳桃仙机场,C919机身使用了先进的铝锂合金,铝是一种常见的金属元素,其原子结构图如图所示,其最外层有______个电子,在化学反应中容易______(填“得”或“失”)电子。
(2)C919在中央翼缘条、发动机吊挂、球面框缘条、襟缝翼滑轨、垂尾对接接头等部位应用了钛合金。钛合金属于________(填“纯净物”或“混合物”),应用于C919的钛合金具有的优良性能有__(填标号)。
A.熔点低 B.密度大 C.可塑性好 D.抗腐蚀性好
【神舟飞船探秘苍穹】
从1999年到2025年,神舟一号到神舟二十号飞船见证了我国载人航天事业的辉煌。“神十六”航天员曾在燃烧科学实验柜中以甲烷为燃料进行在轨点火燃烧实验,观察到甲烷火焰与地面对照实验的火焰相比,显得短而圆且微弱。
(3)下列分析正确的是________(填标号)。
A.空间站甲烷燃烧,不需要氧气
B.空间站失重条件下燃烧的热气流向四周扩散,地面上热气流向上扩散
C.空间站失重条件下空气流动性差,甲烷燃烧的火焰比较微弱
(4)火箭的推进力量主要源于偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮的燃烧,其反应的化学方程式为:,其中X的化学式为________。
(5)飞船常使用的一种助燃剂液氧是由氧气加压降温制成的淡蓝色液体,氧气在该过程发生的变化属于________(填“物理”或“化学”)变化。
【麒麟芯片智领未来】
中国芯彰显中国“智”造,制备高纯硅(芯片的基材)的工艺流程如图:
(6)反应Ⅰ的基本反应类型是________反应(填基本反应类型)。
(7)反应Ⅱ需在无氧气环境中进行,原因是________________。
(8)上述生产流程中,可以循环利用的物质是________(填化学式)。
(9)现有纯度为95%的石英砂100吨,则理论上最多能获得高纯硅的质量为________吨(精确到0.1)。
考向02 智能机器人新突破
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2026年的智能机器人已不再是由简单的金属和塑料拼装而成。其核心“新突破”主要体现在三个前沿维度:基础材料、能源动力和人工智能。
考向解码
(一) 基础材料突破:让机器人“身轻如燕、无坚不摧”
科学新突破:传统的铜导线已逐渐无法满足机器人内部极速、高频的数据传输需求。科学家们正在研发的新型碳纳米管,其导电性能远超铜,且密度极低,能大幅减轻机器人内部的“血管”负重。而石墨烯,这种“新材料之王”不仅导电性优异,更重要的是,它具有极高的化学稳定性,能在海水侵袭、酸碱腐蚀等恶劣环境下依然保持稳定性能。
中考出题趋势:这不仅仅是新材料,更是对金属活动性顺序和物质的化学性质等高阶考点的综合考查,难度会有显著提升。
科学新突破:为了让机器人动作更拟人,科学家们正尝试用液态金属(如镓铟合金)制造柔性电路。这是一种能在常温下保持液体状态的神奇材料,意味着机器人皮肤下的线路可以随意拉伸、弯折,真正模拟人类的柔软触感。而机器人的仿生皮肤,也大量采用有机硅等环境友好型材料,在追求柔韧性的同时保障了使用安全。
科学新突破:最前沿的“声学/光学超材料”被用于机器人壳体的制造。这种材料拥有自然界不存在的特殊物理性质,例如,能像“隐形斗篷”一样让机器人规避声呐探测,极大地拓展了机器人在军事、深海探测等特殊领域的应用潜力。
二、能源与动力突破:为机器人打造“绿色心脏”
科学新突破:传统锂电池中的液体电解质易燃易爆,是机器人的一大安全隐患。新型固态锂电池则完全颠覆了这一局面。它使用固体电解质,能量密度大幅提升,能让机器人连续工作更久,同时彻底消除了漏液和爆炸风险,是机器人安全的“守护神”。
科学新突破:在一些需要长时间户外作业的机器人身上,氢燃料电池正逐步取代传统的蓄电池。氢气燃烧的最终产物是水,实现了真正意义上的 “零碳排放” ,是环保化学在中考物理与化学跨学科案例分析中当之无愧的“座上宾”。
(三) 人工智能辅助研发:用AI设计新材料
科学新突破:传统的高纯硅芯片正面临物理极限。科学家们已经在研发新一代半导体材料,例如在硅中掺杂锗元素生产硅锗芯片,这实际上是利用 “掺杂” 来改变半导体的导电性能。
科学新突破:现在,人工智能算法本身也被用来研发化学材料。科学家们正利用AI从海量的分子组合中,快速筛选出高性能的“预分子介体”。通过AI辅助的“量子化学+机器学习”,可在短时间内从数百种候选分子中精准筛选出最适合的材料设计方案。
中考出题趋势:AI的应用将化学从实验室带入了一个前所未有的高效时代。这不仅要求我们掌握基础知识,更要在新情境下快速迁移应用。
考法预测
1.2026年科技兴国“十五五开局”核心要点“国产芯片”、“先进材料”“生物医药”“智能机器人”等列为未来产业重点培育方向,以下不属于化学范畴的是( )
A.芯片的制造材料 B.高强度芳纶复合材料
C.制造药物 D.机器人AI技术
2.智能机器人在生活中发挥着重要作用,以下应用过程中涉及化学变化的是( )
A.导览讲解 B.送餐服务
C.消防灭火 D.清扫灰尘
3.某智能机器人的手臂关节采用新型复合材料,内含石墨烯涂层以增强导电性和耐磨性。石墨烯是从石墨中分离出的单层碳原子材料,共导电性优于铜,强度极高。下列相关说法正确的是( )
A.石墨烯与金刚石均由碳分子构成
B.石墨烯的碳原子排列方式与金刚石不同
C.石墨烯属于合成材料
D.石墨烯在氧气中完全燃烧生成一氧化碳
4.AI大数据控制的智能机器人系统备受关注。下面是几种常见的人工智能机器人,请根据图文回答下列问题。
(1)人工给扫地机器人电池充电过程是将电能转化为_______能,机身外壳使用的主要是铝合金,铝合金与它的组分金属比较,具有的特点有_______等(写一点即可)。
(2)机器人跑马拉松时需要借助先进高清的视觉系统,其智能处理芯片的核心材料是高纯度的硅,构成硅的微观粒子是_______(填微粒的名称)。
(3)消毒机器人主要使用含氯消毒剂(如84消毒液),其中84消毒液的有效成分是次氯酸钠(NaClO),它的酸根离子是_______,其遇过量的厕所清洁剂(主要成分是稀盐酸)会产生有毒的氯气而失效,同时生成氯化钠水溶液,该反应的化学方程式为_______。
5.2025年,随着科技的飞速发展,智能机器人已经广泛应用于家庭、学校、医院和工厂等各个领域。这些机器人不仅能完成各种复杂的任务,还能帮助人们解决生活中的实际问题。最近,一款名为“LifeBot”的家用机器人进入市场,LifeBot在工作中遇到了一些与化学相关的问题,需要你运用所学的化学知识来帮助它解决。
(1)该机器人的电池部分在充电时会利用到电解水产生的氢气作为辅助能源,电解水的化学方程式为 _______,正极和负极产生的气体的体积比为 _______。
(2)机器人在厨房中帮助主人做饭时,发现燃气灶的火焰呈黄色,并且锅底有黑色物质。这时它需要将灶具的进风口 _______ (填“调大”或“调小”);厨房中的不锈钢锅表面有少量的锈迹,不锈钢的主要成分是铁,铁在空气中生锈是铁与空气中的 _____发生复杂的化学反应的结果。
(3)为了让餐后甜品更健康,机器人制作了一份富含钙元素的酸奶水果沙拉,钙是人体所需的 ______(填“常量”或“微量”)元素,儿童缺钙易患 _____(填“佝偻病”或“骨质疏松症”)。
6.金属在科技、生产和生活中的应用极为广泛。
(1)钨广泛用于制灯丝,有“光明使者”的美誉。这主要是因为钨的__________。
(2)2026年政府工作报告连续第二年将“具身智能”列入未来产业重点培育清单,而智能机器人是具身智能最主要的应用载体和产品形态之一。铝合金具有轻量化、耐腐蚀的优点常被用作机器人外壳材料。铝制品耐腐蚀的原因是__________。
(3)某化学小组进行铁的化学性质探究实验后,得到了含有硫酸铜、硫酸和硫酸亚铁的废液。该小组从废液中回收铜和硫酸亚铁晶体,实验方案如图所示(部分生成物已略去)。
请回答下列问题:
①步骤I所得滤渣的成分是__________。
②步骤II中发生反应的化学方程式为__________。
7.小明对展出的“智能机器人”的很感兴趣,他也准备制作一台小型灭火机器人,材料有:锂电池、铜导线、金器合金,塑料,合成橡胶小轮、马达等。其中属于有机合成材料的是_____________,若模拟扑灭衣物着火,机器人搭载的灭火器及对应灭火的原理是____________。
8.锂电池核心技术获突破
中国航天科技集团八院和南开大学组成的科研团队日前成功研制出用于高能量密度与低温电池的氟代烃电解液,该技术使现有锂电池实现续航力成倍提升,耐低温性能也将明显增强。
电解液作为连接锂电池正负极的关键组成部分,在锂电池中起着传导离子的功能,就像正负极之间的一条“高速公路”。传统电解质溶剂以氧基和氮基配体为主,优点是对锂盐的溶解性很强,但同时也限制了电荷的转移,导致锂电池能量密度难以进一步提升,限制了其低温性能。目前,市场上的锂电池在室温下的能量密度为300瓦时/千克左右,在零下20℃的环境下,能量密度会骤降到150瓦时/千克以下。
科研团队通过多年技术攻关,合成了含单氟化烷烃的新型电解液溶剂,有效降低了电解液的黏度,提升了氧化稳定性和低温离子电导率,以及高能量密度锂电池的低温能量输出性能,可以使锂电池的能量密度在室温环境下大于700瓦时/千克,在零下50℃的环境下仍可达到约400瓦时/千克。一块同样质量的锂电池,在零下70℃的极端低温下仍可正常工作。
这项突破研究的应用前景十分广阔:在高新技术领域,它能让航天器等设备在极寒的深空环境下拥有更可靠的能源保障,为无人机以及各类智能机器人带来更长的续航时间和更强的负载能力;在日常生活中,它可以为下一代电动车、手机电池扫清关键障碍,有望让电动汽车续航里程、低温环境下手机待机时间实现质的飞跃,破解电池的“储电能力焦虑”和“温度适应焦虑”难题,为更高能、更安全的未来能源提供无限可能。
阅读分析,解决问题:
(1)传统电解质溶剂存在的问题是______。
(2)锂的化学性质与钠相似,它在常温下就能与空气中的氧气发生反应。请写出锂在空气中生成氧化锂的化学方程式:______。
(3)新型电解液溶剂含单氟化烷烃,氟元素属于______(填“金属” 或“非金属”)元素,氟原子在化学反应中容易______电子。
(4)含单氟化烷烃的新型电解液溶剂的优点是_______。
(5)写出一条采用该新型电解液锂电池的应用场景_______。
9.现代人形机器人是一种智能机器人,一般有智能陀机、主控板和金属支架组成。
(1)主控板中的芯片材料是高纯度硅,利用石英砂(主要成分是二氧化硅)在高温条件下与碳反应,可生成硅和一种有毒气体,该反应的化学方程式___________。
(2)机器人的眼睛处安装有光敏感玻璃传感器,玻璃属于___________材料。
(3)金属支架一般用铝合金材料,该材料的优点有___________。生活中铝制品不易被腐蚀的原因是___________。
10..2026年央视春晚运用多种前沿科技,让舞台呈现出震撼的视觉效果与创新体验。
(1)8K超高清屏幕核心材料为高纯硅(Si),制备高纯硅的反应之一为,该反应属于基本反应类型中的_______反应。
(2)《武BOT》中的具身智能机器人的表演精彩绝伦。
①机器人的电子皮肤导电传感层使用了石墨烯,可以将压力、温度转化为电信号,实现触觉感知。石墨烯是由_______元素组成的单质。
②机器人的动力来源主要是锂电池,电极材料中元素的化合价为+1,P元素的化合价为+5,则中Fe元素的化合价为_______。
11.2026年春晚智能机器人广泛亮相,多数机器人框架中含铝合金,外壳搭配工程塑料。
(1)工程塑料属于____(填“天然”或“合成”)高分子材料;
(2)固态锂电池通过反应为机器人提供电能,该反应属于_______(填基本反应类型);
(3)常温下铝制品耐腐蚀的原因是______________(用化学方程式解释)
(4)铝可加工成各种构件,利用了金属良好的_____性。
(5)如图所示实验能比较出铝、铜、锌的金属活动性,a和b是金属单质,则c溶液中的溶质为_____。
12.第十五届全运会开幕式上,智能机器人敲响了盛行于春秋战国时期的乐器青铜句鑃(读gōudiào),这不仅是文化的传承,更是历史与未来的相拥。
(1)下列矿物是冶炼青铜的常见原料,其主要成分属于氧化物的是_____(填字母)。
A.辉铜矿(主要成分是Cu2S) B.赤铜矿(主要成分是Cu2O)
C.锡石(主要成分是SnO2) D.白铅矿(主要成分是PbCO3)
(2)青铜文物保护不当,会生成Cu2(OH)2CO3、Cu2O、Cu2(OH)3Cl等多种锈蚀物。如果你负责博物馆中青铜文物的展览,应做好哪些保护措施?从反应物和反应条件的角度各写一条:_____、_____。
(3)智能机器人的骨架、关节轴承、传感器膜分别用到了表中的一种材料。
编号
材料
特性
1
氮化硅陶瓷
耐高温、自润滑、耐磨性好
2
碳纤维复合材料
质轻,强度为钢的5倍以上
3
石墨烯
单原子层厚度,导电、导热性能优异
①分析比较可知,智能机器人的骨架用到的材料是_____(填编号)。
②氮化硅中Si元素与N元素的质量比为3:2,则氮化硅的化学式为_____。
③1cm厚的石墨约有3×107个碳原子层。将体积为2cm3的石墨分离成石墨烯,得到石墨烯的总面积约为_____cm2。
13.阅读科普短文,回答下列问题:
2026年春晚,智能机器人通过AI(人工智能)算法精准控制动作,惊艳亮相,展现了人工智能与现代科技的高度融合。
AI不仅能用于表演,在化学学习与研究中也有许多新的应用。AI算法通过分析大量历史实验数据,快速识别深度、压强、催化剂等因素与反应结果的联系,预测最佳反应条件;实验室里,智能机器人可作为AI的“双手”精准执行操作;在材料科学领域、AI能对材料的成分、结构和性能关系进行建模预测,帮助科学家更高效地开发新型材料。
然而,技术背后亦存隐忧:AI算法无法解释部分化学反应的微观机理,甚至可能虚构实验数据产生“幻觉”,且长期依赖AI可能减弱人们独立探究的热情。
(1)智能机器人外壳常使用强度高、耐腐蚀的钛合金材料。钛属于________(填“金属”“非金属”或“稀有气体”)元素;
(2)关于AI在化学研究中的应用,下列说法不合理的是________;
A.AI能帮助科学家开发新型材料,减少盲目尝试
B.智能机器人能作为实验室中AI的“操作手”
C.AI预测效果取决于算法,与实验数据无关
(3)结合上述材料,从利与弊的角度谈谈AI对化学研究的影响________。
14.AI技术的运用能够有效提高人们的工作效率和劳动效率,其中AI大数据控制的智能机器人系统备受关注。下面是几种常见的人工智能机器人,请根据图文回答下列问题。
(1)人工给扫地机器人电池充电过程是将电能转化为_________能,机身外壳使用的主要是铝合金,它与组分金属比较的特点有_________等(写一点即可)。
(2)①机器人跑马拉松时需要借助先进高清的视觉系统,其职能处理芯片的核心材料是高纯度的硅,硅的原子序数为_________。
②工业制硅的反应之一是,X的化学式是_________。
(3)①消毒机器人主要使用含氯消毒剂(如84消毒液),其中84消毒液的有效成分是次氯酸钠(NaClO),它的酸根离子是_________,其遇过量的厕所清洁剂(主要成分是稀盐酸)会产生有毒的氯气而失效,同时生成氯化钠水溶液,该反应的化学方程式为_________。
②下表列举了消毒机器人使用的其它消毒剂及其成分、注意事项:
消毒剂类型
成分
使用注意事项
醇类消毒剂
医用酒精(),含量为75%)
远离火源
过氧化物类消毒剂
过氧化氢()消毒剂
见光或受热易分解,有腐蚀性、有灼伤危险
过氧乙酸()消毒剂
的化学名称是_________,“75%”指的是_________(填“体积分数”或“质量分数”)。
③请根据表格中“过氧化物类消毒剂”的使用注意事项,对这类消毒剂的保存方法提出一点建议:_________。
15.近期宇树科技的智能机器人在明星演唱会上灵动的表演深入人心。中国制造落地舞台、人机协同开启演出新范式、科技成为艺术表达的重要工具。机器人的关节电机驱动、电源管理都用到碳化硅(SiC)。碳化硅拥有多重“硬核”本领:硬度极高,仅次于金刚石;性质稳定,常温下难溶于水,不与盐酸、硫酸反应。碳化硅的用途十分广泛:在工业生产中,它被制成砂轮、砂纸等研磨材料;在航空航天领域,它可用于制造火箭喷管、燃气轮机叶片;在能源领域,它是太阳能热水器的理想材料;作为第三代半导体的代表材料,碳化硅还广泛应用于新能源汽车和5G通信技术。工业上用碳和二氧化硅在高温的条件下反应制取碳化硅,同时生成一氧化碳。
(1)碳化硅属于______(选填“单质”或“化合物”)。碳元素和硅元素在元素周期表的同一个______(选填“周期”或“族”)。
(2)碳化硅可作为研磨材料,原因是______。
(3)工业生产碳化硅的反应微观模拟示意图如下,请将变化后的示意图补充完整,则应选择:_____(选填“A”或“B”)。
A. B.
(4)参加上述反应的两种物质的质量比为:______(填最简整数比)。
16.2026年春晚,AI大数据控制的智能机器人系统备受关注。下面是几种常见的人工智能机器人,请根据图文回答下列问题。
(1)人工给扫地机器人电池充电过程是将电能转化为_____能,机身外壳使用的主要是铝合金,铝合金常用于制造机器人的外壳、躯干关节等结构部件。铝在空气中易形成致密的氧化铝薄膜,从而阻止反应进一步进行,该反应的化学方程式为________。
(2)机器人跑马拉松时需要借助先进高清的视觉系统,其智能处理芯片的核心材料是高纯度的硅,构成硅的微观粒子是_______(填微粒的名称)。机器人的动力来源主要是锂电池,电极材料LiFePO4中Li元素的化合价为+1,P元素的化合价为+5,则LiFePO4中Fe元素的化合价为______。
(3)消毒机器人主要使用含氯消毒剂(如84消毒液),其中84消毒液的有效成分是次氯酸钠(NaClO),它的酸根离子是______,其遇过量的厕所清洁剂(主要成分是稀盐酸)会产生有毒的氯气而失效,同时生成氯化钠水溶液,该反应的化学方程式为______。
考向03 米兰冬奥会
热点速览
2026年米兰-科尔蒂纳冬奥会于2月14日正式开幕,是意大利时隔20年再次主办冬季奥运会,也是奥运会第四次落户意大利。本届冬奥会开幕式突破传统单一场地模式,在米兰、科尔蒂纳、利维尼奥与普雷达索四地联动举行,并首次采用双火炬点燃方式,彰显体育和平与人类团结的核心主题。整场仪式深度融合音乐、体育与当代视觉叙事,将奥运举办城市风貌与阿尔卑斯山自然景观巧妙结合,呈现高水准的国际化体育文化表达。
考向解码
一、题型特点与解题总原则
特点
说明
情境真实
以冬奥会中的火炬燃料、制冰技术、场馆材料、服饰面料等为背景
考查基础
本质是教材核心知识(物理变化/化学变化、燃料、材料、环保等)
强调应用
突出化学知识在解决实际问题中的价值
体现理念
“绿色冬奥”“科技冬奥”蕴含的低碳、环保理念常考
剥离冬奥情境,回归化学本质——无论题干多“高大上”,考点都是课本上的。
三步法:
①圈关键词:找出题干中的化学物质(H₂、CO₂、石墨烯等)、操作(燃烧、制冰、发电等)
②联想考点:快速匹配对应的教材知识点
③规范作答:用化学用语(方程式、化学式)准确表达
二、核心考点与解题要点
考点1:物理变化与化学变化的判断
典型题干:
“2026年米兰冬奥会的下列筹备活动中,涉及化学变化的是( )”
解题要点:
选项示例
变化类型
判断依据
雕刻赛事主题冰雕
物理变化
形状改变,无新物质生成
户外人工造雪铺设雪道
物理变化
水的状态变化(液态→固态)
冬奥火炬“飞扬”试燃
化学变化
燃烧生成新物质(CO₂、H₂O等)
为滑雪板打磨打蜡
物理变化
形状改变,无新物质生成
一句话技巧:燃烧一定涉及化学变化,造雪、熔化、雕刻都是物理变化。
考点2:氢能——火炬燃料与清洁能源
这是米兰冬奥会化学题中最核心的考点!
标准写法:
2H2+O22H2O
易错提醒:
❌ 漏写“点燃”条件
❌ 漏写“↑”或“↓”(本反应不需要)
❌ 化学式写错(H₂不是H,O₂不是O)
优点
规范表述
环保性
燃烧产物是水,无污染(不产生CO₂、SO₂等)
热值高
相同质量下,氢气燃烧放热比化石燃料多
可再生
可通过电解水制取,原料来源广泛
答题模板:
氢能的优点是______(写一点即可)。
答:燃烧产物是水,无污染(或热值高/可再生)
考点:将化学能转化为电能
典型题目:
氢燃料电池车的作用是将______能转化为______能。
答案:化学;电
考点:液氢和氢气化学性质相同的原因
答案:都是由氢分子构成的(或同种分子化学性质相同)
考点3:二氧化碳跨临界直冷制冰技术
这是体现“绿色冬奥”理念的核心技术,取代了破坏臭氧层的氟利昂。
标准答案:氟利昂会破坏臭氧层
拓展知识(结合图示题):
氟利昂在破坏臭氧层的过程中起催化作用(本身质量和化学性质不变)
典型题目(结合“CO₂跨临界直冷”原理图):
说法
正误
解析
降温时CO₂的化学性质不变
✓
物理变化中化学性质不变
上述过程中发生的均为物理变化
✓
只有状态变化(气→液→气),无新物质
CO₂从流体变为气体放出热量
✗
汽化(液态→气态)需要吸收热量
CO₂气体加压时分子间间隔减小
✓
加压使分子间距变小,气态→液态
答案:二氧化碳(CO₂)
注意:题干中的“低碳”指减少CO₂排放,不是指碳单质。
考点4:新材料——分类与性质
材料
来源/组成
分类
考题形式
钢(场馆结构)
铁合金
金属材料
选择/填空
碳纤维(火炬外壳)
碳元素为主
无机非金属材料/复合材料
判断类别
聚乙烯(纪念品)
合成树脂
合成有机高分子材料
判断类别
聚丙烯(纪念钞)
(C₃H₆)n
合成有机高分子材料
判断类别
石墨烯(礼仪服)
碳的单质
无机非金属材料
性质判断
玄武岩纤维
玄武岩熔化拉丝
无机非金属材料
判断类别
典型题目(冬奥会礼仪服采用石墨烯发热材料):
说法
正误
解析
石墨烯属于化合物
✗
是碳的单质
与金刚石的硬度相近
✗
石墨烯很薄,金刚石最硬,硬度差异大
导热性能好
✓
能用于发热材料的原因
室温下能够稳定存在
✓
碳单质常温下化学性质稳定
考点5:营养与健康——运动员饮食
解题技巧:记住常见食物中的主要营养素
食物
主要营养素
脱脂牛奶、鸡蛋、牛肉、鱼肉
蛋白质
玉米、土豆、米饭、面包
糖类(淀粉)
西兰花、青菜、水果
维生素
食用油、坚果
油脂
速记口诀
冬奥化学热点多,氢能材料是核心。燃烧一定化学变,造雪制冰物理变。
氢气点燃方程式,条件箭头不能错。氢能优点三方面:无污高值可再生。
氟利昂坏臭氧,CO₂制冰绿色行。碳纤复合聚乙烯,分类判断要分清。
考法预测
1.2026年米兰冬奥会践行“绿色冬奥”理念,大量使用新型材料。下列用品所用材料属于金属材料的是( )
A.火炬点火组件——不锈钢 B.速滑服——涤纶
C.观赛窗——玻璃 D.围巾——纯羊毛
2.2026年2月19日,在米兰冬奥会速度滑冰男子1500米比赛中,宁忠岩以1分41秒98刷新奥运纪录的成绩摘得金牌。下图是某品牌速滑运动员充满科技感的冰刀鞋信息,下列说法错误的是( )
A.制冰过程中,水变成冰,其分子种类不变
B.铝合金和钢都属于合金
C.冰刀具备高强度、高硬度和良好的耐磨性
D.在使用和存放冰刀鞋时,无需避开酸性物质
3.2026年,第25届冬奥会在米兰-科尔蒂纳丹佩佐举行。中国代表团获得5金4银6铜的成绩。下列食物能为选手提供蛋白质的是( )
A.脱脂牛奶 B.玉米
C.西兰花 D.土豆
4.2026年米兰-科尔蒂纳冬奥会,从赛事筹备到顺利举办,各环节都蕴含着丰富的化学知识。
(1)冬奥村制作糕点时,常用碳酸钠调节面团酸性。碳酸钠属于________(填“酸”“碱”或“盐”),它调节面团酸性的反应原理为,则X的化学式为________。
(2)冬奥会建筑中大量使用氢氧化镁作为环保阻燃剂。它能和盐酸反应,反应的化学方程式为________。
(3)饮用含碳酸氢钠的运动饮料可缓解运动后的疲劳,测得该饮料的pH为8.6。取少量该饮料,滴入无色酚酞试液,观察到的现象是________。
5.2026年米兰冬奥会如期而至,奥运圣火不断传递,火炬的燃料也不断发展。从油脂到液化石油气再到氢气,也反映了人类能源的探索史。
(1)请写出氢气在空气中燃烧的化学方程式:___________。
(2)对比传统化石能源,氢能的优点是___________(写一点即可)。
6.生活中常常用到化学知识。
(1)2026年米兰·科尔蒂纳丹佩佐冬奥会筹备过程中,赛道修建使用了与金刚石结构类似的氮化硅材料。下列关于氮化硅的说法正确的有______(填序号)。
A.氮化硅可用于制造耐磨、耐高温的赛道部件,说明其硬度大
B.氮化硅由氮原子和硅原子构成
C.氮化硅的化学式为Si4N3
D.氮化硅属于层状结构
(2)家用净水器采用“活性炭+超滤层+煮沸”净水工艺,活性炭具有吸附作用,是利用了活性炭具有_____的结构。
(3)已知在同温同压下,等体积气体所含的分子数目相同。据此分析,在相同条件下,使等体积的CO和CH4充分燃烧,消耗氧气较多的是_____。
(4)酒精是可再生的能源,写出酒精完全燃烧的化学方程式______。
7.2026年2月第25届冬季奥林匹克运动会,在意大利米兰和科尔蒂纳丹佩佐举办。冬奥会的筹备及比赛过程中,处处都有化学的贡献。请回答下列问题:
(1)吉祥物雪融“蒂娜”和雪花“弗洛”玩偶的填充物中含有再生涤纶。涤纶属于______材料;
(2)供给冬奥会的蔬菜,在种植过程中若出现叶片发黄,可以施加的一种有机氮肥是______(填化学式);
(3)冬奥会场馆的饮水设备中使用了活性炭,净水器中的活性炭能起到的作用有过滤和______;
(4)运动员的饮食中常出现:鸡肉、蛋类、鱼虾。它们主要为运动员补充的一种营养物质是______;
(5)中国的“宇通纯电新能源客车”穿越风雪为冬奥会提供了零排放的高品质服务。与传统的燃油车相比,纯电驱动车的应用,可以减少____(填化学式)、氮的氧化物以及烟尘等污染物的排放;
(6)运动员低血糖的时候会服用含葡萄糖的制剂,36 g葡萄糖中含有氧元素的质量为______g。
8.2026年2月第25届冬季奥林匹克运动会,在意大利米兰和科尔蒂纳丹佩佐举办。冬奥会的筹备及比赛过程中,处处都有化学的贡献。请回答下列问题:
(1)吉祥物白鼬“蒂娜”和“米洛”玩偶的填充物中含有再生涤纶。涤纶属于___________(填“天然”或“合成”)材料。
(2)奥运村餐厅优先采购本地食材,菜单突出米兰和科尔蒂纳周边的奶酪、谷物与葡萄酒,既降低运输碳排放,也支持区域农业。谷物为运动员提供的主要营养物质是___________。
(3)中央电视台2026年米兰冬奥宣传片中,宇树科技旗下人形机器人完成全球首次人形机器人极寒自主行走挑战。机器人表面常刷漆是为了防止材料与氧气发生___________(填“缓慢”或“剧烈”)氧化而生锈。
(4)组委会评估,本届冬奥会整体碳排放比传统模式降低至少45%。请你写出生活中有利于降低“碳排放”的一条做法:___________。
9.生活中常常用到化学知识。
(1)2026年米兰·科尔蒂纳丹佩佐冬奥会筹备过程中,赛道修建使用了与金刚石结构类似的氮化硅材料。下列关于氮化硅的说法正确的有__________(填序号)。
A.氮化硅属于层状结构
B.氮化硅由氮原子和硅原子构成
C.氮化硅(氮元素显-3价,硅元素显+4价)的化学式为
D.氮化硅可用于制造耐磨、耐高温的赛道部件,说明其硬度大
(2)家用净水器采用“活性炭+超滤层+煮沸”净水工艺,利用了活性炭,是因其具有__________性。
(3)已知在同温同压下,等体积气体所含的分子数目相同。据此分析,在相同条件下,使等体积的CO和充分燃烧,消耗氧气较多的是__________。
(4)酒精是可再生的能源,酒精完全燃烧的产物的化学式为__________。
10.“碳”利用
(1)超临界CO2是指温度与压强达到一定值时,CO2形成气态与液态交融在一起的流体,研究发现超临界CO2流体和水相似,溶解能力强,被誉为“绿色环保溶剂”。下列关于超临界CO2流体的说法,正确的有_____(不定项)。
A.它是混合物 B.它的化学性质与普通二氧化碳相同
C.它的分子不再运动 D.它可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂
(2)北京举办冬奥会时,其标志性场馆“冰丝带”利用了无处不在的“空气能”为3000m2场馆供暖,从而实现每年减排CO2160t,进而缓解了温室效应。下图是小江同学验证温室效应的实验装置,在_____(填“阳光”或“黑暗”)环境中一段时间后,可观察到水柱向_____(填“左”或“右”)移动。
11.人类的生存离不开能源,能源与环境成为人们日益关注的问题。试回答:
(1)化石燃料包括___________石油和天然气等,属于___________(填“不可再生”或“可再生”)资源。请写出天然气燃烧时的化学方程式:___________。
(2)冬奥会火炬“飞扬”传递结束后,采用关闭燃料阀门的方法熄灭火炬,其中蕴含的灭火原理是___________。
(3)若CO2能合理利用,它是一种重要的原料。CO2与H2在催化条件下反应生成甲醇,反应的化学方程式为,X的化学式为___________。
12.2026年米兰冬奥会蕴含很多化学知识:
(1)速滑馆采用先进的CO2跨临界直冷制冰技术制冰。制冰过程中,多台CO2压缩机同时运作,将气态CO2压缩为液态。请你从分子角度解释气态CO2被压缩为液态的过程。
(2)颁奖花束践行“绿色冬奥”理念,其主体部分使用了纯棉绒线和回收塑料再生的聚酯纤维两种材质。请设计一个简单的实验来区分这两种纤维。(简述操作即可)
13.2026年2月19日,在米兰冬奥会速度滑冰男子1500米比赛中,黑龙江籍选手宁忠岩刷新奥运纪录的成绩摘得金牌。这也是中国在速滑男子1500米比赛中赢得的首枚冬奥金牌。打破了欧美在该项目长达102年的垄断。请你回答相关化学问题。
(1)所用冰刀的刀刃材料有很多种,其中一种是不锈钢,主要利用不锈钢的哪些性能_________(填字母)
A.导电性好,强度高 B.强度高,硬度大
(2)所穿比赛服的材质通常采用聚酯纤维(涤纶)为基础原料,涤纶属于_________(填字母)
A.天然纤维 B.合成纤维
(3)米兰冬奥会期间,运动员饮食非常丰富,其中意大利面备受欢迎,面粉富含的营养素①_________(填无机盐或糖类),能为人体提供能量。若小麦生长过程中叶片发黄,可以考虑施加氮肥,下列属于氮肥的是②_________。
a. b. c.
(4)冶炼不锈钢的原料是生铁,若用60t含80%的赤铁矿(杂质中不含铁元素,也不发生化学反应)理论上能生产含铁96%的生铁的质量为_________t。
考向04 能源革新与绿色未来
热点速览
能源革新与绿色未来热点速览(2026年5月)
随着全球碳中和进程加速和地缘政治格局变化,能源领域正经历深刻变革。以下为你梳理近期最值得关注的能源革新热点
考解码
一、电动汽车:2025年全球新能源汽车销量达2191万辆,占新车销量超25%,预计2030年占比将超40%。
二、光伏王者之路:太阳能光伏预计2026年超越风电、核电,2029年超越水电,成为全球最大单一可再生能源来源,2026-2030年年均新增发电量超600太瓦时。
三、 光伏登顶:2029年将成全球最大单一电源,中国风电光伏装机历史性超火电
四、 绿色燃料启航:首入政府工作报告,绿氨、绿色甲醇、SAF成新赛道
五、储能上位:从“配套”变“主体”,虚拟电厂崛起
六、全球分化:中欧深度合作碳市场,美国转向化石燃料,哥伦比亚启动化石燃料退出外交
备考提示:以上内容涉及“新型储能”“绿色燃料”“氢能”“电力时代”等热点,均可能作为中考化学“能源与环境”专题的命题情境素材,重点关注燃料分类、能量转化、低碳理念等核心知识点。
考法预测
1.2026年安徽低碳行动聚焦双控管理、能源转型、工业降碳、交通建筑、生活低碳等方向,是“十五五”绿色低碳开局年的核心部署,下列哪一项不可能是行动的措施( )
A.推广分散式风电、分布式光伏 B.加大报废旧车购买新能源汽车补贴力度
C.继续审批新建常规燃煤电厂 D.鼓励公共交通、公共自行车出行
2.2026年我国在绿色低碳、新材料、新能源领域取得多项突破,下列研究内容不属于化学研究范畴的是( )
A.研发新型可降解塑料治理白色污染 B.探究绿氢制备与二氧化碳转化利用
C.观测卫星在轨运行的轨道参数 D.合成抗肿瘤放射性创新药物
3.我国的新能源产业全球第一,下列新能源产业的研发内容属于化学研究范畴的是( )
A.设计光伏电站布局 B.测试智能驾驶系统
C.研发电池电极材料 D.规划风电发展蓝图
4.党的二十大报告中提出“持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战,持续优化生态环境”。下列做法不符合这一要求的是( )
A.生活污水集中处理,达标后再排放 B.大力植树造林,增加森林植被面积
C.为增加粮食产量,大量施用农药、化肥 D.提倡使用新能源汽车,减少燃油汽车的使用
5.“氨-氢”能源密不可分。在碳中和背景下,氨气()作为零碳燃料和氢能的载体,是实现未来绿色发展的重要支柱。氨气中氮、氢元素的质量比为( )
A. B.
C. D.
6.在“双碳战略”背景下,氨燃料船舶已成为未来绿色船舶的主流发展方向。氨气在纯氧中燃烧的微观示意图如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应中不存在氧化物 B.氨气作为燃料的优点是不污染环境,更加环保
C.该反应的类型为复分解反应 D.反应生成的丙和丁的质量比为
7.生产、生活、科技、环保等都离不开化学。
(1)新能源汽车常用锂电池供电,锂在化合物中常显+1价,其氧化物的化学式为__________。
(2)医用负压救护车利用气压差防止病毒扩散,车内常用过氧乙酸消毒,过氧乙酸中氢、氧元素的质量比为__________。
(3)“天问一号”在火星着陆后,利用三节砷化镓太阳能电池作为其动力,制取砷化镓(GaAs)的化学原理为,X的化学式为__________。
8.阅读下面短文。
能源多样化是实现碳减排的重要措施。
新型能源 甲醇(CH3OH)作为一种能够破解能源安全和“双碳”难题的“超级燃料”,极具开发潜力。甲醇在常温常压下为无色液体,具有燃烧高效、排放清洁、可再生等特点,运输及使用相对安全、便捷,是全球公认的新型能源。研究人员用二氧化碳与氢气反应制备甲醇,在选择催化剂时,用两种催化剂探究了影响该反应效果的因素如图1所示。(反应效果可用甲醇的选择性衡量,数值越大,反应效果越好。)
新能源汽车 纯电动汽车是一种采用蓄电池作为储能动力源的汽车,几类常用蓄电池的部分性能指标如下图2所示,其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量;乙醇汽车是以乙醇为燃料,属于可再生生物燃料汽车;氢动力汽车是以氢气为燃料,反应原理是氢气和氧气在催化剂的作用下生成水。
“零碳甲醇”是指用可再生能源发电,将电解水制得绿氢与CO2反应生成甲醇,甲醇燃烧后生成的CO2又能继续反应再生成甲醇,实现了零污染、零碳排放,广泛用于车船交通、化工原料等,是一种零碳清洁能源。
回答下列问题。
(1)写出甲醇的一条物理性质_________。
(2)据图1可知,影响二氧化碳与氢气制备甲醇反应效果的因素有:温度、______、______。
(3)据图2可知,镍氢电池优于锂电池的性能指标是______。
(4)氢动力汽车是新能源汽车中最环境友好型的汽车,原因是______(用化学方程式表示)。
(5)据测算,1kg氢气完全燃烧可释放14.3×104kJ的热量,1kg汽油完全燃烧可释放4.6×104kJ的热量。由数据可知,氢动力车与汽油车相比的优势是______。
(6)使用“零碳甲醇”作为能源的重要意义______。(写出1条即可)
(7)下列说法正确的是______(填序号)
A.生产“零碳甲醇”的原料不含碳元素
B.“零碳甲醇”中的“碳”指的是二氧化碳
C.乙醇汽车属于不可再生的生物燃料汽车
9.新能源汽车已经走进我们的生活,新能源汽车的能量来源更加多元化。
电动汽车:电池为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示,其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。
氢内燃车:氢内燃车以氢气为燃料,不排放任何污染物。氢气可通过电解水等多种方式获得,据测算,1kg氢气完全燃烧可释放的热量,1kg汽油完全燃烧可释放的热量。
乙醇汽车:乙醇汽车以乙醇为燃料,乙醇是可再生能源,可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物,或发酵粮食收割后剩余的秸秆大量提取。我国新能源汽车发展迅速,未来可期。
依据文章内容回答下列问题。
(1)依据图可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最______。
(2)传统汽车采用化石燃料为能源,化石燃料都属于______(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)乙醇汽车以乙醇为燃料,写出乙醇完全燃烧的化学方程式为________。
(4)依据测算数据可知,氢内燃车与汽油车相比的优势是____________。
10.阅读科普短文,回答下列问题。
新能源汽车已经走进了我们的生活。与传统汽车使用化石燃料不同:新能源汽车的能量来源更加多元化。电动汽车:电池能为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。氢内燃车:氢内燃车以氢气为燃料,不排放任何污染物。据测算,1 kg氢气完全燃烧可释放的热量,1 kg汽油完全燃烧可释放的热量。
乙醇汽车:乙醇汽车以乙醇为燃料,乙醇可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物、植物秸秆大量提取。太阳能汽车:以太阳能电池驱动,低碳环保,真正实现了零排放。我国新能源汽车发展迅速,未来可期。
(1)新能源汽车的发展对缓解环境污染、实现碳中和有着重要的意义,下列有关汽车零部件制作材料中,属于金属材料的是________。
A.合金外壳 B.车窗玻璃 C.橡胶轮胎 D.塑料内饰
(2)下列说法不正确的是________(填序号)。
A.据图可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最小
B.农业大国盛产甘蔗和玉米,有利于推广乙醇汽车
C.报废的电动汽车电池,要及时用土进行掩埋处理
(3)依据文中信息可知,氢内燃车与汽油车相比的优势是________。
11.阅读下列材料。
新能源汽车主要包括电动汽车、氢内燃车和乙醇汽车等类型。电动汽车依靠电池提供动力,其续航能力和性能与电池的能量密度(单位体积的电池所具有的能量)密切相关。几类电池的部分性能指标如图1所示。氢气可通过电解水(如图2所示)等多种方式获得。乙醇汽车使用的乙醇可通过农作物或秸秆发酵得到。发展新能源汽车对推动能源结构转型、减少化石能源依赖和实现绿色低碳交通具有重要意义。
回答下列问题:
(1)图1中能量密度最高的电池类型是______。
(2)图2中生成的气体A为_____。
(3)有关乙醇汽车使用的燃料,下列说法正确的是_____(填标号)。
A.乙醇属于氧化物 B.乙醇是可再生能源
C.可减少对化石能源的依赖 D.符合绿色低碳的环保要求
12.新能源汽车已经走进我们的生活,新能源汽车的能量来源更加多元化。
电动汽车:电池为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示,其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。
氢内燃车:氢内燃车以氢气为燃料,不排放任何污染物。氢气可通过电解水等多种方式获得。据测算,氢气完全燃烧可释放的热量,汽油完全燃烧可释放的热量。
乙醇汽车:乙醇汽车以乙醇为燃料,乙醇是可再生能源,可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物,或发酵粮食收割后剩余的秸秆大量提取。我国新能源汽车发展迅速,未来可期。依据文章内容回答下列问题。
(1)传统汽车采用化石燃料为能源,化石燃料都属于___________(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)乙醇汽车以乙醇为燃料,写出乙醇完全燃烧的化学方程式:___________。
(3)依据测算数据可知,氢内燃车与汽油车相比的优势是 ___________。
(4)下列说法正确的是 ___________(填序号,可多选)。
A.依据图可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最小
B.氢内燃车在行驶过程中将化学能直接转化为动能
C.农业大国盛产甘蔗和玉米,有利于推广乙醇汽车
(5)太阳能电池需要大量的单质硅,单质硅是由石英固体(SiO2)与碳在高温条件下反应制得的,同时生成一种可燃性气体,该反应的化学方程式为 ___________。
13.与传统汽车使用化石燃料不同,新能源汽车的能量来源更加多元化。
(1)传统汽车:一般采用化石燃料为能源,化石能源有煤、___________、天然气,都属于___________ (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)电动汽车:电池能为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。依据下列图示可知,提供相同能量时,___________电池的体积最小。
(3)氢能源汽车:氢化镁固体是氢能源汽车的供能剂,其可以和水反应释放出氢气,反应的化学方程式为 若要制取2kg氢气,请计算理论上需要的质量为___________。(写出计算过程)
(4)一般情况下,温度会影响反应速率。单位质量的 释放出氢气的质量随时间的变化如下图所示,其中温度 由大到小的顺序是___________。
14.新能源汽车已经走进我们的生活,与传统汽车不同,新能源汽车的能量来源更加多元化。
电动汽车:电池为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图1所示,其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。
氢内燃车:氢内燃车以氢气为燃料,不排放污染物。氢气可通过电解水(原理如图2)等多种方式获得。据测算,1 kg氢气完全燃烧可释放14.3×104 kJ的热量,1 kg汽油完全燃烧可释放4.6×104 kJ的热量。
乙醇汽车:乙醇汽车以乙醇为燃料,乙醇是可再生能源,可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物,或发酵粮食收割后剩余的秸秆大量提取。我国新能源汽车发展迅速,未来可期。请回答问题。
(1)传统汽车采用化石燃料为能源,化石燃料都属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)依据测算数据可知,氢内燃车与汽油车相比的优势是________。
(3)乙醇汽车以乙醇为燃料,写出乙醇完全燃烧的化学方程式:________。
(4)下列说法正确的是_______(填序号)。
A.依据图1可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最小
B.氢内燃车在行驶过程中将化学能直接转化为动能
C.盛产甘蔗和玉米的国家,有利于推广乙醇汽车
D.上图中,A口产生的气体为氢气
(5)太阳能电池需要大量的单质硅,单质硅是由石英固体(SiO2)与碳在高温条件下反应制得的,同时生成一种可燃性气体,该反应的化学方程式为________。
15.我国科技成就斐然,化学在其中起到核心支撑作用。
(1)化学与新能源汽车
习近平总书记强调:“发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。”比亚迪新发布的刀片电池,实现“10分钟快充至80%”的突破,其核心材料涉及磷酸亚铁锂(LiFePO4)
①刀片电池外壳铝合金属于___________(填“金属材料”或“合成材料”),电池放电时,将___________能转化为电能释放出来。
②磷酸亚铁锂(LiFePO4)中质量分数最大的元素是___________(填元素符号);已知的化合价为-3价,则磷酸亚铁锂(LiFePO4)中Li的化合价为___________。
(2)化学与新材料
①用机械剥离法从石墨中剥离制得的石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的新型纳米材料。石墨烯和金刚石物理性质有明显差异的原因是___________。
②钛合金材料广泛应用于战斗机的发动机。工业制造金属钛的过程中,涉及到的化学反应有:TiF4 + 2H2SO4TiO2 + 2X + 4HF↑,其中X的化学式为___________。
(3)化学与医药健康
国产人工晶体技术取得突破,广泛应用于眼科手术,帮助患者恢复视力。人工晶体需具备耐腐蚀性、生物相容性,这些性质属于___________(填“物理“或“化学”)性质。
(4)化学与农业
农谚“雷雨发庄稼"是指空气中的氮气在雷电环境下,能转变为含氮化合物,最终生成的硝酸随雨水淋洒到大地上,同土壤中的矿物相互作用,生成可溶于水的硝酸盐。硝酸的形成过程如下图所示:
①图中单质X是一种常见气体,其化学式为___________
②反应Ⅱ属于___________(填“化合”“分解”“置换”“复分解”之一)反应。
③反应Ⅲ的化学反应方程式为___________,为了提高氮原子的利用率,图中可循环利用的物质是___________(填化学式)。
16.化学与生活、文化、科技等息息相关。
(1)C919国产大飞机机壳采用了先进的铝锂合金材料。铝锂合金属于______(填“金属材料”或“合成材料”)。铝是一种常见的金属元素,在化学反应中容易失去电子,形成离子______(填离子符号)。
(2)2025年春节上映电影《哪吒2》以其高科技特效等征服全球观众,也将中国文化传播到世界各地。如果太乙真人用仙术在炼丹炉中“点石成金”,从化学变化的本质看,这种变化不可能实现的原因是______。
(3)2025年春晚舞台的人形机器人来自杭州宇树科技公司,机器人跳舞震惊中外观众。机器人的制造涉及多种材料,其中广泛使用的有铝合金和钛合金。铝合金适合用于制造机器人的骨架,钛合金适用于制造机器人的关节和结构件。下列关于铝合金、钛合金的说法正确的有______。
A.混合物 B.强度高 C.柔软 D.耐腐蚀
(4)新能源汽车用量提升,减少了化石能源的使用,用于汽车充电的电能除了来自传统能源,也可以是新能源,如太阳能、______(请举一例);新能源汽车使用了新型材料氮化铝(AIN),工业上在氮气流中用氧化铝与焦炭在高温条件下可制得氮化铝,并生成一种可燃性气体,该反应的化学方程式是______。
17.陕西秦创原平台研发的“石墨烯导热膜”已成功应用于新能源汽车,石墨烯是由碳原子构成的单层片状材料,结合所学知识回答:
(1)石墨烯属于________(填“单质”或“化合物”)。
(2)石墨烯在氧气中完全燃烧的化学方程式为_______。
(3)石墨烯的导热性属于________(填“物理”或“化学”)性质。
18.发展新能源是推进生态文明建设的重要任务。甲醇()是一种理想新能源,“液态阳光甲醇”合成技术如图所示。
(1)下列属于新能源的是________(填序号)。
A.生物质能 B.汽油 C.天然气 D.可燃冰
(2)“电解装置”中实现了能量转化,将电能转化为______能。一定条件下,“合成装置”中生成甲醇的化学方程式为_____。
(3)相较于传统化石燃料,甲醇燃料的优点有________(写出一点)。
(4)在“甲烷燃烧”实验中不涉及的图标是________(填序号)。
A. B. C. D.
19.新能源汽车已经走进我们的生活,新能源汽车的能量来源更加多元化。
电动汽车:电池为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示,其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。
氢内燃车:氢内燃车以氢气为燃料,不排放任何污染物。氢气可通过电解水等多种方式获得,据测算,1kg氢气完全燃烧可释放的热量,1kg汽油完全燃烧可释放的热量。
乙醇汽车:乙醇汽车以乙醇为燃料,乙醇是可再生能源,可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物,或发酵粮食收割后剩余的秸秆大量提取。我国新能源汽车发展迅速,未来可期。
依据文章内容回答下列问题。
(1)依据图可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最______。
(2)传统汽车采用化石燃料为能源,化石燃料都属于______(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)乙醇汽车以乙醇为燃料,写出乙醇完全燃烧的化学方程式为________。
(4)依据测算数据可知,氢内燃车与汽油车相比的优势是____________。
20.氢能是一种重要的绿色能源,在航天、交通等领域有广泛应用。制氢
(1)甲烷催化制氢的微观过程如图所示。
①写出上述反应的化学方程式:___________。
②已知:CaO+CO2=CaCO3,制氢时加入适量的CaO,其目的是___________。
【储氢与释氢】
(2)氨硼烷(NH3BH3)是一种储氢材料,在一定条件下分解生成H2和固体BN(氮化硼)。若124 g氨硼烷完全分解,理论上可生成H2的质量为___________g。
【用氢】
(3)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时,___________能转化为电能。
(4)在催化剂的作用下,H2能还原氮氧化物(NOx)实现氮污染的治理,产物随H2体积分数发生变化。如图为H2体积分数与含氮物质的体积分数关系图。此外,氨气(NH3)是一种重要物质,可用作氮肥,比氢气更易液化储运、热值高,被广泛认为是未来国际航运的绿色“零碳”燃料。
①H2的体积分数在0~600×10-6范围内发生的是置换反应,其中一种生成物是水,其化学方程式是___________。
②请结合图像,从不同角度评价该反应在生产中的应用价值:___________。
21.能源革新与绿色未来。
传统化石燃料推动了工业革命,却带来了资源枯竭与环境污染的双重危机。新能源的研发与应用成为破解这一困境的关键突破口。
在交通领域,新能源汽车正加速发展,其中锂离子电池作为核心动力来源备受瞩目。锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、充电快速、工作温度范围较宽等优点。但锂离子电池在使用、储存过程中容量会缓慢衰退,其衰退速率与充电电量和储存温度的关系如图所示。
航空航天方面,我国自主研制的朱雀二号遥二运载火箭作为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭,填补了国内相关技术的空白。推进剂是决定火箭动力的关键因素,液氧煤油、液氧液氢、液氧甲烷是常见的三种液体火箭推进剂。
随着科技发展,多种形式的能源将逐渐走向成熟,为人类发展铺就一条绿色之路。
(1)锂离子电池的优点有_____(写一点即可)。
(2)读图分析,下列锂离子电池储存条件最优的是_____(填选项)。
A.充电电量50%,储存温度25℃
B.充电电量100%,储存温度40℃
C.充电电量50%,储存温度40℃
D.充电电量100%,储存温度25℃
(3)液体火箭推进剂中助燃剂是______。发动机点火后燃料燃烧,点火的作用是_____。液氧液氢推进剂燃烧的化学方程式为______。
22.与传统汽车使用化石燃料不同,新能源汽车的能量来源更加多元化。
(1)传统汽车:一般采用化石燃料为能源,化石能源有煤、___________、天然气,都属于___________ (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)电动汽车:电池能为电动汽车提供动力,几类电池的部分性能指标如图所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。依据下列图示可知,提供相同能量时,___________电池的体积最小。
(3)氢能源汽车:氢化镁固体是氢能源汽车的供能剂,其可以和水反应释放出氢气,反应的化学方程式为 若要制取2kg氢气,请计算理论上需要的质量为___________。(写出计算过程)
(4)一般情况下,温度会影响反应速率。单位质量的 释放出氢气的质量随时间的变化如下图所示,其中温度 由大到小的顺序是___________。
23.“液态阳光”是指利用太阳能、风能等能源发电,进行电解水制氢,再将氢气与二氧化碳转化为甲醇等液态燃料的技术。这一技术的突破,为全球碳中和目标提供了新的解决方案。
我国在“液态阳光”领域取得了世界领先的成果。在甘肃兰州,全球首套规模化“液态阳光”示范项目稳定运行。该项目通过高效光伏捕获太阳能,驱动电解水装置制氢,再利用新型催化剂将氢气与工业废气中的二氧化碳合成甲醇()。一定条件下,该反应在有、无分子筛膜时,甲醇的产率随温度的变化如图所示。
与传统化石燃料相比,“液态阳光”甲醇燃烧时仅产生二氧化碳和水,且其生产过程中消耗的二氧化碳远大于燃烧时排放的量,实现了“负碳循环”。未来,随着催化剂效率的提升和成本的降低,“液态阳光”有望广泛应用于交通运输、化工生产等领域,成为推动能源转型的关键力量。
结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)太阳能、风能都属于_______(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)由图可知,为提高甲醇的产率,最佳反应条件需具备分子筛膜且温度控制在_______℃。
(3)乙醇燃烧与甲醇燃烧类似,则乙醇燃烧的化学方程式为_______。
(4)从环保角度分析,“液态阳光”技术的优势是_______(写一条)。
24.2026年是我国实施“十五五”规划的开局之年,我国将继续在新能源领域探寻新的发展机遇,将新能源更广泛应用于汽车、无人机……
(1)图1:充电桩给新能源汽车充电,是将电能转换成______能。
(2)图2:利用太阳能光伏电池电解水制高纯度氢气,其反应的化学方程式为______。
(3)图3:目前很多无人机采用锂离子电池作为动力来源,生产这类电池常用到的原料之一是碳酸锂(Li2CO3),碳酸锂属于______(填字母)。
A.金属氧化物 B.酸 C.盐
25.科技是第一生产力,近年来我国在科技领域取得了一系列辉煌成就。
(1)农业园无土栽培生长的“奶油生菜”为人体提供的主要有机营养物质是______。
(2)磁悬浮列车所用的超导材料需要在低温环境下才能显现超导性能,空气中密度最小的稀有气体在液态时可用于制造低温环境,该气体是______(填化学式)。
(3)中国空间站的供电主要依赖装在问天号和梦天号实验舱外部的太阳能帆板,光伏太阳能电池板的基板材料是玻璃纤维。光伏太阳能电池板的作用是将______转化为电能;在玻璃纤维中含有多种成分,其中有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,在上述三种物质中,硅元素的化合价均为______。
(4)“福建舰”航母在建造过程中使用了很多金属材料,钢和生铁都属于金属材料,二者性能不同的原因是______。
(5)加快新兴氢能产业的发展。相比于化石燃料,氢气作为燃料的优点是______(写一点)。
26.“西电东送”是将西部省区的煤炭、水能资源转化成电力资源,输送到电力紧缺的东部沿海地区的工程。
请分析图文信息,解答下列相关问题:
(1)图1:火力发电。大唐托克托发电厂是国家“西部大开发”和“西电东送”的重点工程,其主要是燃煤发电,煤炭中最主要的可燃成分是___________(填化学式)。煤不充分燃烧会产生空气污染物,为使煤充分燃烧通常考虑___________(答1点)。火力发电厂是二氧化碳排放的主要来源之一,科学家研发出一种能把与在一定条件下转化为甲醇()和水的新技术,该反应的化学方程式为___________。
(2)图2:水力发电。白鹤滩水电站,全坝首次采用低热水泥混凝土,即在硅酸盐水泥中加入适量的石膏(),石膏中硫元素的化合价为___________。大坝混凝土浇筑后发热会导致内部升温,可能引起裂缝。为了解决大坝浇筑后的裂缝问题,使用的材料应具备的性能为___________。
(3)图3:光伏发电。位于宁夏的宁东200万千瓦复合光伏基地颇具规模,该项目年均发电量十分可观,可达31.5亿千瓦时。光伏发电中能量转化方式为___________。光伏组件的封装过程中会用到铝合金。铝的原子结构示意图为,则铝的质子数为___________。
(4)“西电东送”工程选择输电而不是运输煤炭的原因是___________;请你再写出一个可用于发电的新能源___________(写1种)。
考向05 2026春晚中的化学
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2026年的智能机器人已不再是由简单的金属和塑料拼装而成。其核心“新突破”主要体现在三个前沿维度:基础材料、能源动力和人工智能。
考向解码
春晚本身就是一部生动的“化学变化”教科书,最典型的就是烟花。烟花的绽放伴随着发光、发热、产生气体等现象,这些都属于化学变化。解题时需要抓住“有无新物质生成”这一核心——比如宜宾分会场的“打铁花”,铁水在1600℃下燃烧生成四氧化三铁,有新物质产生,是化学变化;而干冰升华(舞台白雾)、机器人的机械摆动等,没有新物质生成,属于物理变化。
机器人(如《武BOT》)是春晚的科技担当,其骨架常用铝锂合金、钛合金等轻质高强合金。合金的硬度一般比其组成纯金属大,抗腐蚀性更强,但熔点更低。例如机器人的钛合金关节,其硬度就显著优于纯钛。
从舞台的塑料道具到机器人的外壳,再到线缆的绝缘层,处处可见有机合成材料的应用。判断这类考题,关键是明确塑料属于有机合成材料,而纯棉、羊毛等属于天然有机高分子材料。2026年春晚大量使用可降解塑料搭建舞台,这类材料降解后不会造成白色污染,是绿色化学理念的体现。
“打铁花”、焰火晚会都离不开燃烧。燃烧必须同时满足可燃物、氧气(或空气)、达到着火点三个条件。灭火的原理则是破坏其中一个条件。此外,焰火五颜六色的秘密在于焰色反应,这是某些金属元素在灼烧时表现出的特征颜色:钠(Na) 呈黄色,铜(Cu) 呈绿色。
“零碳”办会是2026年春晚的核心亮点,也是中考的重要考点。其背后的化学知识包括:
太阳能、氢能是清洁能源,氢气燃烧的化学方程式是 2H₂ + O₂ → 2H₂O,产物是水,无污染。
植物光合作用是吸收CO₂、实现碳中和的重要手段。
一.春晚的小品、公益广告也常常融入生活化学知识:
2.营养素:饺子馅、燃面等富含糖类、蛋白质、油脂、维生素等。
3.乳化作用:公益广告《回家吃饭》中,洗洁精清洗碗碟油污,利用的是乳化原理。
4.化肥:农作物生长离不开化肥,尿素 CO(NH₂)₂ 就是一种复合肥。
春晚场景是理解微观粒子运动的好素材:
分子运动:“墙内开花墙外香”,体现了分子是不断运动的。
考法预测
1.2026年春晚《丝路古韵》节目中,舞者手持的油纸伞是用桐油上漆,桐油的主要成分是桐油酸(化学式)。下列关于桐油酸的说法正确的是( )
A.桐油酸是氧化物
B.桐油酸的相对分子质量为278
C.桐油酸燃烧后会产生
D.桐油酸由18个碳原子、30个氢原子和2个氧原子构成
2.马年春晚以“欢乐吉祥,喜气洋洋”为基调,深度践行“人民的春晚”理念。下列春晚场景中所涉及的化学物质分类正确的是( )
A.机器人电池中的硫酸——氧化物
B.义乌分会场喷泉中的矿泉水——混合物
C.舞台灯光中的稀有气体——单质
D.魔术《惊喜定格》中的蔗糖()——氧化物
3.2026年春晚《武BOT》节目中,实现全球首次人形机器人与人类的武术实战交锋。机器人的关节灵活度极高,其骨架大量采用钛合金材料,下列关于钛合金的说法错误的是( )
A.钛合金与人体有很好的“相容性”,可用来制造人造骨
B.钛合金放在海水中数年,取出仍光亮如初,因此钛合金不会锈蚀
C.钛合金的硬度比纯钛大
D.钛合金属于混合物
4.2026年马年春晚的下列节目中,发生化学变化的是( )
A.魔术《惊喜定格》的奇妙光影与道具走位
B.戏曲《春晖满梨园》的脸谱油彩氧化变色
C.舞蹈《丝路古韵》的霓裳羽衣随舞姿改变形态
D.武术《武BOT》的机器人演绎醉拳时的精准腾跃
5.2026年春晚坚持绿色低碳办会,践行碳中和理念。下列措施不符合绿色化学理念的是( )
A.舞台采用可循环环保材料 B.用二氧化碳跨临界直冷制作冰块
C.舞台产生的生活垃圾直接焚烧处理 D.分会场用太阳能供电
6.2026年春晚精彩纷呈,融合了传统文化与现代科技。下列与春晚相关的描述中,涉及化学变化的是( )
A.“人造太阳”中原子核的聚变 B.LED灯通电发光
C.非遗表演“打铁花”中铁水燃烧 D.舞台上干冰升华形成白雾
7.2026年春晚展示了长江水质改善的成果。下列治理水污染的方法主要发生化学变化的是( )
A.生态清淤去除污染底泥 B.明矾吸附悬浮杂质
C.熟石灰中和酸性废水 D.活性炭去除色素异味
8.2025年春晚开场视觉秀《迎福》展示了16项非遗技艺,堪称“非遗大观园”,下列非遗项目现场展示中,涉及化学变化的是( )
A.甘肃庆阳剪纸 B.河南确山打铁花
C.湖北英山缠花 D.吉林绳结编织
9.2026年的春晚宜宾分会场,打铁花与烟花交相辉映,背后藏着有趣的化学原理。打铁花是匠人将生铁熔化成1600℃的铁水击打到空中,铁与氧气反应产生金色的火花。烟花是在火药中加入镁、铝等金属粉末和锶、钡等金属化合物制成的,燃烧时会呈现出不同的颜色,所以烟花在空中爆炸时,会绽放出五彩缤纷的火花。铁丝在空气中不能燃烧,但打铁花中的铁屑却能在空气中剧烈燃烧。以下解释最合理的是( )
A.铁屑的着火点比铁丝低 B.铁屑的温度比铁丝高
C.铁屑增大了与氧气的接触面积 D.击打过程给铁屑提供了额外热量
10.春晚机器人火爆全网,机器人的机身大量使用了质轻、强度高的钛合金、碳纤维等材料,其中钛合金属于( )
A.无机非金属材料 B.合成高分子材料
C.复合材料 D.金属材料
11.2026年春晚的“奔马”数控装置和人形机器人惊艳全场,其中人形机器人应用了大量的合金材料。下列有关合金材料的性质描述中属于化学性质的是( )
A.抗腐蚀性好 B.延展性好
C.熔点低 D.硬度大
12.春晚舞台上,机器人灵活舞动、屏璀璨夺目、道具采用可降解材料、后勤车辆使用氢能源。下列说法中,不正确的是( )
A.机器人外壳使用的铝合金属于纯净物
B.可降解塑料的使用符合绿色化学理念
C.灯发光时,电能转化为光能
D.氢燃料电池的产物是水,不污染环境
13.2026年春晚的人形机器人惊艳全场,下列说法正确的是( )
A.机器人铝合金外壳属于合成材料
B.机器人中锂电池工作时,将化学能转化为电能
C.芯片中高纯硅(Si)属于金属单质
D.用铜制作导线是因为铜是导电性最好的金属
14.马年春晚的舞台上,人形机器人成为当之无愧的“科技明星”。
(1)下列属于金属材料的是 (填序号)。
A.硬铝 B.碳纤维 C.氧化铝 D.纯铜
(2)欲比较铁、铝、铜三种金属的活动性强弱,只通过组内试剂的相互实验就能达到目的的是 (填序号)。
A.Al、Fe、CuSO4溶液
B.Al、FeSO4溶液、CuSO4 溶液
C.Fe、Al2(SO4)3溶液、CuSO4 溶液
D.Al、Cu、FeSO4溶液
(3)内部电子元件中常使用铜作导线,为防止铜生锈,常在其表面镀一层铝,铝制品具有优良的抗腐蚀性能,是因为铝与氧气反应会生成________(填“致密”或“疏松”)的氧化铝薄膜,该反应的化学方程式为_________。
(4)机器人所用锂电池通过:LiCoO2+6M=Li1-xCoO2+LixC6这一反应实现放电、充电,则M的化学式为______。
15.在人类社会的发展进程中,金属起着重要的作用。
(1)2026年春晚节目《武BOT》通过机器人与人类舞者的共同演绎,展现了科技与艺术的完美融合。下列制造机器人的材料中属于金属材料的是___________(填字母)
A.铜丝导线 B.玻璃镜头 C.塑料外壳 D.合金支架
(2)折叠屏手机、航空航天等领域均用到厚度在0.025毫米的“手撕钢”。把普通钢制成“手撕钢”是利用金属的___________(填字母)。
A.导电性 B.导热性 C.延展性
(3)汽车表面的烤漆,不仅美观还能防锈,其防锈的原理是___________。
(4)请你写出验证铁和铜的金属活动性顺序的实验方案___________。(包括实验步骤,实验现象,实验结论)
16.化学改变世界,化学服务生活。
(1)2026年2月,我国科研团队研发出锂-氟配位新型溶剂体系,开发出新型锂金属电池,为新能源汽车、航空航天等领域提供关键技术支持。
①锂元素与氟元素的本质区别是________。
②锂与水反应生成氢气和氢氧化锂,该反应属于________(填一种基本反应类型)。
③为了改变传统的能源利用方式,我们应开发________(填一种)等可再生和环境友好的新能源。
(2)2026年春晚舞台上人形机器人大放异彩。其机身骨架采用铝合金、钛合金等材料,钛合金属于________(填“纯净物”或“混合物”),合金的硬度一般比其组成金属的________(填“大”或“小”)。
(3)近日《南宁市路网专项规划》正式获批实施,南宁未来将新增15座新桥,有效连通邕江南北两岸。桥梁建设工程中使用大量铁制品,铁制品要注意防锈,常用的防锈措施有________。
17.2026年春晚哈尔滨分会场《冰雪暖世界》呈现冰雪交响芭蕾,将冰雪美景与舞台艺术相结合;宜宾分会场《立上游》融入江南水乡元素,展现清澈的江水风光。
(1)冰和水是状态不同的同种物质,保持冰和水的化学性质的最小粒子是_______。
(2)将江水净化为饮用水,需加入活性炭,其作用是_______。
(3)净化后的江水,在饮用前通常通过_______进行二次消毒,同时也可以降低水的硬度。
18.2026年春晚的“含机量”拉满!这些机器人能灵活运动,靠的是轻质高强的合金材料(如铝合金、钛合金)制作骨架,高性能电池提供动力,半导体传感器感知环境——每一项都离不开化学!
(1)机器人机身利用了多种金属,地球上多数金属以______(填“化合物”或“单质”)形式存在。
(2)铝具有良好的抗腐蚀性能,请用化学方程式说明原因____________;以下关于钛合金的说法正确的有______(填序号)。
A.具有金属光泽B.密度大C.抗腐蚀性能强D.可塑性好
(3)电池是机器人的动力核心,制作电池常用到锂、钴、镍、铁、铜等金属。小付设计了如下方案来验证铁、镍(Ni)、铜的金属活动性顺序(三种金属活动性顺序为:铁>镍>铜),则可行的组合有______(填序号)。
A.Ni、溶液、溶液
B.Cu、Fe、溶液
C.Cu、溶液、溶液
19.2026年马年春晚的节目精彩绝伦。
(1)《武BOT》中具身智能人形机器人的外壳材料使用了钛合金,其具有密度小、硬度大等特点。工业制钛流程中的一步反应是:,则X的化学式为________。“密度小、硬度大”属于钛合金的________(填“化学”或“物理”)性质。
(2)《马上有奇迹》中舞台“奔马矩阵”装置的模组核心材料为氧化铝()。中Al元素的化合价为________。
(3)《丝路古韵》的舞蹈演员身着的服饰由丝绸制成。丝绸的主要成分属于________(填“天然”或“合成”)纤维。
20.阅读下列科普短文
2026年央视马年春晚以绿色低碳、科技创新、环保安全为核心理念,舞台建设、灯光显示、应急供电、烟花燃放等环节大量使用化学新材料与清洁能源。
舞台结构大量使用铝合金,质轻、硬度大、耐腐蚀。铝在空气中表面易形成致密氧化膜,阻止内部金属继续被氧化。搭建舞台的金属材料可回收再利用,节约资源、减少污染,符合循环经济理念。
春晚烟花采用无硫环保配方,避免等有害气体排放,利用金属离子焰色反应呈现色彩,焰色反应过程中没有新物质生成。
春晚舞台移动灯光及应急设备均采用磷酸铁锂电池供电,具有安全、稳定、循环寿命长的优点。磷酸铁是制备锂电池正极材料磷酸铁锂的重要前体。磷酸铁锂中含有锂、铁、磷、氧四种元素,锂是地壳中含量最少的金属元素之一,属于不可再生金属资源,因此废旧锂电池的回收再利用意义重大。
依据文章内容,回答下列问题。
(1)舞台结构使用铝合金的优点:___________。(写出一条即可)
(2)焰色反应属于___________(填“物理”或“化学”)变化。
(3)磷酸铁锂中含有金属元素为___________种;已知中铁元素为价,则磷元素的化合价为___________。
(4)一种制备的工艺反应原理为:,其中X的化学式为___________。
(5)制得样品中因混有含磷杂质,铁、磷元素质量比会不同,当样品铁磷比符合制备电池标准,且比值大更理想。不同制备温度下,样品中磷元素质量分数和铁磷比如图所示。图中最低温度为___________时,样品达制备电池的最低标准。磷的质量分数为___________时,样品性能最佳。
(6)回收利用金属舞台材料的优点是___________(写出一条即可)。
21.2026年春晚舞台上的机器人武术表演,不仅是一场视觉奇观,更是一次科技与文化的深度融合。如图是德强化学兴趣小组同学利用化学物质构建的春晚“机器人表演武术”模型,其中A~H分别是稀盐酸、稀硫酸、二氧化碳、氯化铜、氢氧化钠、铁、氯化镁、氢氧化钙八种物质中的一种。已知B的浓溶液具有吸水性,D为造成温室效应的主要气体,E为蓝色溶液,H的俗名为熟石灰,相邻的物质之间能发生反应,请回答下列问题:
(1)除D以外,还有一种气体氧化物能造成温室效应,其化学式为________。
(2)C与E在溶液中反应时,一定会发生的实验现象是________。
(3)写出A与C发生反应的化学方程式:________。
(4)有且只与上述机器人中的两种物质发生反应才能启动机器人,下列能启动机器人的物质是________(填序号)。
①CuO ②KOH ③
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