摘要:
**基本信息**
以科技前沿与传统文化为载体,构建"热点-考点-考法"三维训练体系,融合化学观念与科学思维,实现知识迁移与实践应用。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|航天科技|5题|材料分类/化学方程式配平|从材料性质到能量转化,构建物质变化认知链|
|智能芯片|5题|原子结构分析/反应类型判断|以硅制备为核心,串联元素周期表与材料应用|
|新能源|4题|化合价计算/实验数据分析|围绕电池原理,建立元素性质与能量转化关系|
|传统文化|3题|古籍工艺化学原理解读|挖掘非遗/古籍中的化学智慧,体现科学态度与责任|
内容正文:
热点02 科技前沿与传统文化
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 中国载人航天与登月
考向02 人工智能芯片与人形机器人
考向03 新材料研发与应用
考向04 新能源汽车与电池技术革新
考向05 能源革新和绿色未来
考向06 非物质文化遗产
考向07 古籍记载工艺
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 中国载人航天与登月
热点速览
根据规划,2028年至2030年间,文昌航天发射场将执行3次无人绕月验证任务及1次载人登月任务。据悉,我国的载人登月任务将由长征十号系列火箭+梦舟载人飞船承担运载任务。
长征十号系列是我国自主研制的新一代载人运载火箭,代号为“CZ-10”,采用2个助推器的三级构型,将在载人登月任务中承担梦舟Y载人飞船和揽月月面着陆器发射任务。随着长征十号系列火箭与梦舟飞船的持续推进,中国载人登月工程已从论证阶段全面迈入工程实施阶段,中国人距离“踏上月球”越来越近。
考向解码
①航天材料分类与性质:火箭外壳、空间站舱体:钛合金、铝合金、碳纤维复合材料。考查金属材料、合成材料、复合材料区分;合金优点;金属防锈、金属资源保护等。
②再生水净化技术:空间站尿液、冷凝水、生活废水净化循环使用。考查过滤、吸附、蒸馏等净水方法、硬水软水区分、水资源保护。
③航天燃料的使用:固体推进剂、液体推进剂。考察燃烧化学方程式、能量转化形式。
④舱内大气环境调控:氧气来源、二氧化碳处理、有害气体去除。考察分离液态空气法、氧气制取方法、电解水实验。
⑤化学用语相关:化合价、化学式、化学方程式、质量守恒
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。
2.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。
3.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。
4.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。
5.科普短文。
神舟二十一号:化学助力太空探索
(一)火箭推进:化学能量的精准释放
2025年10月31日,长征二号F遥二十一运载火箭搭载神舟二十一号载人飞船成功发射。火箭的强大推力源于化学推进剂(含燃料和氧化剂)的高效反应。此次任务采用的火箭推进剂为偏二甲肼与四氧化二氮,二者相遇即燃,极大地简化了点火系统。
(二)生命保障:舱内大气的化学调控
在太空密闭环境中,维持航天员呼吸安全至关重要。飞船采用超氧化钾作为空气净化剂,超氧化钾能与二氧化碳反应生成碳酸钾和氧气,既能去除航天员呼出的二氧化碳,又能补充呼吸所需的氧气,实现了舱内大气的循环调控。
(三)能源系统:太空环境下的电池研究
太空环境下,物质的特性会发生变化。航天员张洪章在轨开展锂离子电池研究,探索其在太空环境中的性能演化规律,这项研究为未来长期太空任务中的能源供应可靠性提供了重要数据支撑,展现了化学在航天能源领域的关键作用。
请根据短文材料,并结合所学化学知识回答下列问题:
(1)四氧化二氮中氮元素的化合价为__________。
(2)太空中采用超氧化钾作空气净化剂实现舱内大气的循环调控时,其发生反应的化学方程式为_________。
(3)神舟二十一号选用锂离子电池供电,主要是因为锂离子电池具有__________(填字母)的优点。
A.制造成本最低 B.质量轻且寿命长 C.安全性最高 D.技术最成熟
【答案】(1) (2) (3)B
【解析】(1)四氧化二氮中氧元素显-2价,设氮元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=+4;
(2)根据资料信息,超氧化钾作为空气净化剂,与二氧化碳反应生成碳酸钾和氧气,该反应的化学方程式为:;
(3)航天发射需要尽可能降低载荷重量,长期太空任务需要电池使用寿命长,故锂离子电池应具有质量轻且寿命长的优点,锂电池制造成本高、安全性并非最高,技术成熟度弱于铅酸等传统电池。
考向02 人工智能芯片与人形机器人
热点速览
2026年《政府工作报告》首次将“智能经济”“智能体”等概念写入,明确提出要深化拓展“人工智能+”,推动重点行业领域人工智能商业化规模化应用,培育智能原生新业态新模式。这一表述为人工智能产业发展注入了强劲政策动力。
2025 年中国人工智能技术迈入新台阶,国产DeepSeek大模型广泛应用,成为年度科技热点。人工智能芯片以高纯硅为核心原料,工业上通过石英砂与焦炭高温反应、粗硅氯化提纯、氢气还原等流程制备,配套芯片清洗、封装工艺持续升级。2026 年 4 月,DeepSeek-V4 版本发布并开源,支持超长上下文处理,在推理与编程能力上达到国内领先水平。
2026年成为人形机器人爆发元年,中国自主研发成果集中亮相。2026 年央视春晚舞台上,“奔马” 数控装置与人形机器人惊艳全场,宇树科技机器人在《武 BOT》节目中完成空翻、对打等高难度动作。人形机器人 “夸父” 参与全运会火炬传递,天坛展演中机器人展示武术动作,国产机器人在运动控制、集群协同领域实现重大突破。
人工智能与机器人发展依托先进材料与精密制造,芯片封装采用二氧化硅、氮化铝等耐高温绝缘材料,机身大量使用钛合金、铝合金、聚醚醚酮等轻量化高强度材料。2026 年 3 月,我国 220 吨级液氧甲烷发动机完成长程试车,碳化硅等第三代半导体材料用于新能源汽车与 5G 通信,全方位支撑智能装备与芯片产业快速发展。
考向解码
①硅的制备、微观反应示意图分析、原子结构、元素周期表、化合价计算
②催化剂、能量转化、置换反应应用、材料分类
③智能机器人材料分类与性质:机器人外壳、关节与承力部件、仿生皮肤。考查金属材料、合成材料、复合材料的区分;合金与纯金属的硬度差异。
④芯片与传感器材料:芯片基材高纯硅、氧化铝陶瓷传感器、石墨烯散热材料、铜箔电路板。考查硅元素在周期表中的位置与原子结构;石墨烯与金刚石的结构差异与性质;金属导体材料(铜)的性质。
⑤化学变化与物理变化辨析:锂电池放电、外壳塑料磨损、LED灯通电发光。考查物理变化与化学变化的本质区别——有无新物质生成。
⑥化学反应原理应用:催化剂在AI预测新材料中的应用;焊接时锡与氧气反应(化合反应)。考查置换反应类型判断;化合价变化分析;催化剂“一变两不变”的特点(改变反应速率,质量和化学性质不变);化学方程式的配平与计算。
考法预测
1.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。
2.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。
3.2026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。
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.中国芯彰显中国“智”造。芯片的基材主要是高纯硅,如图所示为一种制备高纯硅的工艺流程。
请根据流程图回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是__________。
(2)反应Ⅱ所涉及化学反应的基本类型是__________反应。
(3)上述已知生产流程中,可以循环利用的物质是__________(填化学式)。
【答案】(1)过滤 (2)置换 (3)HCl
【解析】(1)操作I用于分离固体粗硅和液体滤液,属于固液分离操作,为过滤;
(2)反应II是和在高温下生成和,此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,属于置换反应;
(3)反应II的生成物可以作为反应物,回到流程前端与含的粗硅反应,因此可循环利用。
考向03 新材料研发与应用
热点速览
2025年12月底,工信部等多部门组织开展了2026年工业工作会议部署,主要内容是将新材料列为新兴支柱产业,推进产业基础再造、AI+制造,整治内卷,建创新集群。
该会议为中国新材工业2026年发展定调,可以有效提升中国新材工业战略定位,引导资源向高端、绿色、智能新材料集中,优化行业竞争格局。
我国新材料创新发展取得的标志性成果
(一)金属材料
1. 先进钢铁材料多项技术国际领先
2. 先进轻合金在国家重大工程中实现应用
3. 实用化超导材料技术引领全球
4. 稀土永磁材料成为大国竞争的“杀手锏”
(二)无机非金属材料
1. 高性能光电玻璃在信息与能源领域大放异彩
2. 高端陶瓷有力支撑关键装备的研制
3. 超硬材料形成全产业链竞争优势
(三)石化化工材料
1. 聚氨酯材料改变全球产业格局
2. 高性能碳纤维打破国际垄断
(四)电子材料
1. 宽禁带半导体突破国际禁运
2. 芯片制造材料加速追赶国际先进制程水平
(五)能源材料
1. 光伏材料实现全球领先
2. 动力电池材料主导世界格局
(六)生物医用材料
考向解码
①材料类别判断与性质用途匹配:如合金特点:硬度大、抗腐蚀、熔点低
②化学用语相关:化学式计算、化合价、元素质量比
③性质与用途:结构决定性质、物理 / 化学性质区分、物质的制备
考法预测
1.(2026·广东梅州·二模)“3.15”晚会中,媒体报导了部分白酒中的塑化剂含量超标,常见塑化剂DEHP属于致癌物质,其化学式为,下列有关该塑化剂的说法正确的是
A.塑化剂是由24个碳原子、38个氢原子、4个氧原子构成的
B.塑化剂属于有机高分子化合物
C.塑化剂中氢元素的质量分数最大
D.塑化剂在空气中完全燃烧产物为二氧化碳和水
【答案】D
【解析】A、塑化剂由塑化剂分子构成,1个塑化剂分子由24个碳原子、38个氢原子、4个氧原子构成。不符合题意;
B、塑化剂相对分子质量为12×24+1×38+16×5=406,远小于1万,不是有机高分子化合物。不符合题意;
C、塑化剂中碳、氢、氧元素质量比为(12×24):(1×38):(16×4)=288:38:64。氢元素占比最小,所以质量分数最小,不符合题意;
D、化学反应前后元素的种类不变,塑化剂由碳、氢、氧元素组成,完全燃烧生成二氧化碳和水。符合题意;
故选D。
2.2024年11月17日,第十五届中国国际航空航天博览会在广东珠海闭幕。嫦娥六号从月背带回的月壤样品、重型运载火箭、“虎鲸”大型隐身无人作战艇、多型无人运输机等众多新装备、新技术、新成果纷纷亮相。请分析图文信息,解答相关问题。
(1)航空飞机中大量使用铝合金,这是利用了铝合金_______(写一点)等优良的性能。涡轮发动机叶片中使用钴(Co)基合金,可达到很高的抗氧化性能,钴合金比纯钴的硬度_______(填“大”或“小”);钴原子的结构示意图为,最外层有_______个电子。
(2)歼-20通过使用石墨烯涂层材料吸收雷达波从而实现“隐身”。石墨烯是由单层碳原子构成的物质,其物质类别为_______(填“单质”或“化合物”),石墨烯与金刚石物理性质不同的原因是_______。
(3)我国自主生产的80吨级液氧甲烷发动机具备50次重复使用能力,运行时,发生反应的化学方程式是_______。
(4)同位素温差电池可在极端低温环境下为月球探测器供电,使用过程中钚元素会衰变成铀元素,并将衰变产生的热能转化为_______能。钚元素与铀元素的本质区别是_______,二者均对人体有害,因此使用过程中应注意_______。
【答案】(1)硬度大、密度小(合理即可) 大 2
(2)单质 碳原子的排列方式不同
(3)
(4)电 质子数(或核电荷数) 加强防护,避免危害人体健康
【解析】(1)航空飞机中大量使用铝合金,这是利用了铝合金密度小,硬度大等优良的性能;
合金比组成它的纯金属硬度大,故钴合金比纯钴的硬度大;
由钴原子的结构示意图可知,钴原子最外层有2个电子;
(2)石墨烯是由单层碳原子构成的物质,即是由碳元素组成的纯净物,属于单质;
石墨烯与金刚石均是由碳原子构成,但是碳原子的排列方式不同,故物理性质差异很大;
(3)发生反应为甲烷和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
(4)同位素温差电池可在极端低温环境下为月球探测器供电,故使用过程中钚元素会衰变成铀元素,并将衰变产生的热能转化为电能;
元素是质子数(或核电荷数)相同的一类原子的总称,故钚元素与铀元素的本质区别是质子数(或核电荷数)不同;
二者均对人体有害,因此使用过程中应注意应加强防护,避免危害人体健康。
3.(2026·广东深圳·一模)阳春三月,机器人走进校园,与红岭石厦中学学子共舞。制作机器人的关键材料之一是PEEK。PEEK是一种性能优异且环保的塑料,其化学式为。以下说法正确的是
A.PEEK材料属于合成材料
B.PEEK材料中含有臭氧分子
C.PEEK材料由碳原子、氢原子和氧原子构成
D.PEEK材料中碳、氢、氧元素的质量比为
【答案】A
【解析】A、塑料属于三大合成有机高分子材料(合成材料)之一,PEEK是塑料,属于合成材料,说法正确。
B、PEEK由PEEK分子构成,PEEK分子中含有氧原子,不含臭氧分子,说法错误。
C、 PEEK由PEEK分子构成,PEEK分子由碳原子、氢原子、氧原子构成,说法错误。
D、是PEEK中碳、氢、氧原子的个数比,元素质量比为,说法错误。
4.阅读下面科普短文,依据文章内容回答问题。
为化学创造“新空间”的金属有机框架(MOF)—给材料装上“智能口袋”
2025年,诺贝尔化学奖授予了北川进、理查德·罗布森和奥马尔·亚吉三位科学家,以表彰他们开创并发展了“金属有机框架材料(简称MOF)”。你可能觉得“化学”“材料”这些词离生活很远,但其实MOF就像一个会呼吸、会思考的智能材料,正在悄悄改变我们的世界。
MOF是一种多孔的晶体材料。由金属离子和有机分子像搭乐高积木一样组装而成——金属离子作为连接点,有机分子作为连接杆,形成内部布满规则孔洞的立体网格结构,这些孔洞大小可调,小到肉眼看不见,但可以像口袋一样精确选择性地捕捉、储存和释放特定分子。如果说活性炭像一个“什么都吸的海绵”,那么MOF就像一个“只抓特定目标的智能网兜”,因此MOF也被比喻为“分子智能收纳盒”。
MOF可广泛应用于环境与水资源,比如在一些干旱地区,科学家正在研发基于MOF的“空气取水装置”。这种材料晚上能吸收空气中的水分子,白天被太阳一晒,就会把干净的水释放出来——就像材料自己在“呼吸”一样;也能高效捕获二氧化碳,助力碳中和;可以利用其多孔结构能安全、高效地储存氢气等清洁能源气体;在生物医药方面,MOF可作为药物载体,将药物精准输送至病灶部位,提高疗效并减少副作用;还可储存、分离有毒气体,催化化学反应或导电等等。
(1)MOF是由______一起组成的多孔材料。
(2)MOF应用情景广阔,在解决人类面临的重大挑战方面的应用是______(写一条)。
(3)请写出利用MOF催化臭氧(化学式为O3)为氧气的化学方程式为______。
(4)工业上也可采用金属有机框架材料(MOF选择性吸附某种气体而进行分离(如图),该材料能吸附CO2而不能吸附CO可能的原因是______(选“A”,“B”或“C”)。
A.CO2分子直径大于该材料孔径
B.CO分子直径小于该材料孔径
C.CO2分子直径小于该材料孔径,而CO分子直径大于该材料孔径
【答案】(1)金属离子和有机分子
(2)环境与水资源;储存清洁能源气体;生物医药;储存、分离有毒气体,催化化学反应或导电等符合题意的任意一条即可
(3)
(4)C
【解析】(1)根据原文描述“MOF是一种多孔的晶体材料,由金属离子和有机分子像搭乐高积木一样组装而成”,故填:金属离子和有机分子。
(2)原文列举了MOF在解决人类发展问题中的多种应用,如环境与水资源;储存清洁能源气体;生物医药;储存、分离有毒气体;催化化学反应或导电等等,任选一条合理即可。
(3)臭氧在MOF催化的条件下反应生成氧气,该反应的化学方程式为。
(4)由图可知该MOF的孔径为0.33~0.35nm,CO2对应分子长度为0.338nm,小于材料孔径,可进入孔洞被吸附;CO对应分子长度为0.376nm,大于材料孔径,无法进入被吸附,故选C。
考向04 新能源汽车与电池技术革新
热点速览
近年来电动汽车产业快速崛起,带动锂电池关键原料需求激增。2025 年起,我国大规模开展以盐湖卤水为原料制备碳酸锂的工艺研发与生产,通过沉镁、沉钙、沉锂等步骤,高效提取氯化锂并转化为电池级碳酸锂,同步回收金属镁,实现盐湖资源综合利用,为动力电池提供稳定原料保障青海省人民政府网。
2026年,钠离子电池成为新能源领域研究热点。钠元素储量为锂的360倍,成本仅为锂电池一半,低温性能突出,-20℃容量保持率超 88%。我国科研团队以生物质为原料制备硬碳材料,调控层间距适配钠离子快速嵌入脱出,推动钠离子电池在充电站、低温接驳车等场景应用落地。
2026年,动力电池技术持续迭代,高镍三元电池、磷酸亚铁锂电池广泛装车,镍元素含量直接决定能量密度与续航里程。钒电池、锂电池、钠电池多元发展,原子结构与元素性质成为材料设计关键依据,我国形成从资源提取、材料研发到整车应用的完整电池产业链。
考向解码
①电池核心材料:锂、镍、磷化合物的化学式、化合价、元素质量计算
②电池工作原理:充放电能量转化、离子移动、化学反应本质
③新能源汽车优势:尾气处理、氢能车载燃料燃烧、清洁能源优势对比、废旧电池回收、金属资源保护、绿色循环经济理念
考法预测
1.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。
2.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。
3.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。
考向05 能源革新与绿色未来
2026年是“十五五”开局之年,是推进“双碳”目标落地的关键节点。中央经济工作会议把“坚持‘双碳’引领,推动全面绿色转型”列为2026年经济工作重点任务之一。今年政府工作报告提出,以碳达峰碳中和为牵引,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,增强绿色发展动能。
构建新型能源体系意义重大,是实现碳达峰碳中和目标、推动经济社会发展全面绿色转型、保障国家能源安全的关键举措。
面向“十五五”,绿色化与数字化深度融合,成为培育新质生产力、推动产业升级的关键路径。
考向解码
①低碳理念:CO₂转化与循环、低碳环保意义、碳中和与碳达峰
②二氧化碳加氢制甲醇/乙醇:CO₂与H₂在一定条件下反应生成甲醇(CH₃OH)或乙醇。考查化学方程式配平、催化剂作用分析。
③光合作用与生物固碳:绿色植物通过光合作用将CO₂转化为葡萄糖。考查化学方程式书写、质量计算、原料与产物的检验方法。
④CO₂与CH₄重整反应:甲烷与二氧化碳反应生成两种可燃性气体(CO和H₂)。考查微观粒子示意图分析、化学反应实质、反应前后分子种类变化判断。
⑤碱液吸收与碳封存:NaOH溶液、Ca(OH)₂溶液、K₂CO₃溶液吸收CO₂。考查吸收效果比较(压强传感器实验数据分析)、石灰乳与澄清石灰水吸收效果差异分析。
⑥CO₂地质封存与碳中和:将CO₂注入煤层、咸水层或油气田地底永久封存。考查CO₂溶于水使水酸化的原理、压强对CO₂溶解度的影响、超临界流体压缩过程中微观粒子间距离变化。
⑦新能源开发与利用:氢气、太阳能、风能、生物质能等清洁能源的开发与应用。考查新能源与传统能源(煤、石油、天然气)的区分;电解水制氢的化学方程式及电源正负极产物的判断;氢能未广泛应用的原因(制取成本高、储运成本高)。
⑧化石能源的清洁利用:煤的脱硫处理、石油的分馏、天然气的燃烧。考查化石燃料的不可再生性;煤燃烧产生的SO₂导致酸雨的防治方法;石油分馏是利用沸点不同进行的物理变化;天然气(主要成分CH₄)充分燃烧的化学方程式及现象。
⑨绿色化学原则:从源头上消除污染,实现原子经济性反应。考查“原料绿色化”“化学反应绿色化”“产物绿色化”的含义;化合反应等“原子利用率100%”的反应类型判断;与传统化学的对比分析。
⑩燃料电池技术:将H₂、CH₄等燃料的化学能直接转化为电能的装置。考查燃料电池的能量转化方式(化学能→电能)。
考法预测
1.(2026·广东佛山·模拟预测)我国科研团队首创“人工海洋循环系统”,能将海水中捕获的CO2转化为甲酸(HCOOH), 反应的示意图如图。下列说法错误的是
A.甲的化学式为H2O B.该反应涉及2种氧化物
C.生成物的分子个数比为1:1 D.该系统有利于实现碳中和
【答案】C
【解析】A、1个甲分子由2个氢原子和1个氧原子构成,化学式为H2O,说法正确。
B、氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物,该反应中只有CO2、H2O两种氧化物,说法正确。
C、该反应为二氧化碳与水在催化剂的作用下生成甲酸和氧气,化学方程式为:,生成物为HCOOH和O2,分子个数比为2:1,不是1:1,说法错误。
D、该反应消耗CO2,有利于实现碳中和,说法正确。
2.(2026·广东深圳·二模)如图是科学家利用“人造树叶”合成乙醇()的微观示意图。下列说法错误的是
A.乙醇属于可再生能源
B.反应后氢原子的数目增多
C.参加反应的和的分子个数比为
D.该研究有利于缓解温室效应
【答案】B
【分析】根据微观示意图该反应的化学方程式为:,,再结合质量守恒定律、物质性质等分析选项。
【解析】A.乙醇可由该工艺人工合成,也可通过粮食发酵制取,属于可再生能源,正确;
B.根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数目均不变,反应后氢原子数目不会增多,错误;
C.由配平的方程式可知,参加反应的和的分子个数比为,正确;
D.该反应消耗温室气体,可减少大气中含量,有利于缓解温室效应,正确。
3.(25-26九年级上·广东佛山·期末)佛山氢能产业实现从“应用示范”到“技术破局”转型:探索的“电—氢—氨”融合路径破解了自身资源约束,如图1所示。
查阅资料:当氧气不足或环境温度过高时,氨(NH3)会被氧化成有毒的氮氧化物。
(1)生产环节:电解水过程中,太阳能转化为电能,电能最终转化为________能。工业上利用空气各成分的________不同获得氮气。
(2)合成环节:合成塔中发生的化学反应方程式为_______。
(3)储运环节:从微观角度分析氨气液化过程中,主要发生改变的是________。据图2分析,氨被认为是一种理想的氢能载体,其优势是________。
(4)利用环节:路径Ⅰ中氨裂解生成高纯氢气,该过程中氢元素化合价________(填“升高”或“降低”)。路径Ⅱ中液氨在充足氧气中完全燃烧,生成氮气和水,该反应属于_________反应(填基本反应类型)。工业上为了防止生成有毒的物质,常通过________方式降低污染。
【答案】(1)化学 沸点
(2)
(3)氨分子的间隔 液氨的体积储氢密度高,运输成本低
(4)降低 置换 增加氧气/控制温度
【解析】(1)电解水过程中,太阳能转化为电能,电能最终转化为化学能;工业上利用空气各成分的沸点不同获得氮气。
(2)合成塔中是N2和H2在一定条件下发生化学反应生成NH3,化学方程式为:
(3)分子间隔气体>液体>固体,氨气液化过程中,主要发生改变的是氨分子的间隔;据图2分析,氨被认为是一种理想的氢能载体,其优势是液氨的体积储氢密度高,运输成本低。
(4)NH3中氢元素的化合价为+1,裂解成高纯氢气,化合价变为0,故该过程中氢元素化合价降低;路径Ⅱ中液氨(NH3)在充足氧气(O2)中完全燃烧,生成氮气(N2)和水(H2O),是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,故属于置换反应;根据查阅资料:当氧气不足或环境温度过高时,氨(NH3)会被氧化成有毒的氮氧化物。可以通过增加氧气或控制温度方式降低污染。
4.引光入海燃冰成炬
采自深海中的“冰”,化为圣火台上的“火”。2025年10月9日上午,第十五届全国运动会和全国第十二届残疾人运动会暨第九届特殊奥林匹克运动会火种采集仪式上粤港澳三地代表共同引燃这簇采自南海1522米海底深处的火焰,在场嘉宾见证了这一“冰火”奇迹。
“深海采火,难在‘水火相济’,更难在稳定可控。”可燃冰形似冰雪,遇火即燃,燃烧后仅产生二氧化碳和水,堪称清洁高效的“未来能源”。但在深海巨大水压下,可燃冰无法直接点燃。即便火焰燃起,“源火”从海底升至水面需40余分钟,燃烧产物若无法及时排出,就无法实现长时间稳定燃烧。
为此,陈家旺带领团队设计出小巧的保压采集装置,通过机械臂精准捕捉冷泉口逸出的可燃冰及伴生气,再经降压分解、气体干燥处理等方式,将固态可燃冰转化为纯净甲烷气源。
“点火,只是一个开端。”陈家旺说,海底有很多未知的宝藏、未知的物种,有待我们去发现。科研团队将以此为契机,进一步培育海洋新质生产力、加速海洋领域科技成果的转化。
阅读资料,回答下列问题:
(1)可燃冰属于_____能源。(填“可再生”或“不可再生”)
(2)从燃烧条件的角度分析,深海中可燃冰无法直接点燃的原因是_____。
(3)“深海采火困难“的原因:______。(写一个)
(4)甲烷燃烧的化学方程式:______。点燃甲烷前要______。
(5)此次“深海采火”技术的深远意义_______。(合理即可)
【答案】(1)不可再生
(2)没有足够的氧气(或温度达不到着火点)
(3)深海中可燃冰无法点燃(或燃烧产物若无法及时排出,无法实现长时间稳定燃烧)
(4) 验纯
(5)进一步培育海洋新质生产力或加速海洋领域科技成果的转化(合理即可)
【解析】(1)可燃冰由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质,属于不可再生能源。
(2)深海中,可燃冰没有接触氧气,故深海中可燃冰无法直接点燃。
(3)由短文可知,深海中可燃冰无法点燃(或燃烧产物若无法及时排出,无法实现长时间稳定燃烧)
(4)甲烷燃烧生成二氧化碳和水,据此可以写出化学方程式:;甲烷具有可燃性,与空气混合加热可能会发生爆炸,故点燃前需要验纯。
(5)由短文可知,此次“深海采火”技术的深远意义是进一步培育海洋新质生产力或加速海洋领域科技成果的转化。
5.(2026·广东佛山·模拟预测)一种将煤转化为液态燃料乙二醇(C2H6O2),同时用膜蒸馏法处理脱硫废水的绿色工艺如下图。
I.煤的液化
(1)高温下,煤中的碳与水蒸气反应生成CO和H2,化学方程式为______。
(2)一定条件下,CO和 H2化合生成乙二醇,若原子利用率100%,则二者参加反应的分子个数比为______。
Ⅱ.脱硫废水处理
(3)预处理:脱硫废水中含氯化钠、氯化镁和硫酸钠,加NaOH溶液是除去______ (填离子符号),操作 1的名称是______。
(4)浓缩减量:如下图,膜蒸馏组件中的微孔疏水膜只允许水蒸气通过。加热时,含盐废水在其热侧近膜面处汽化,通过膜孔进入冷侧并冷凝。
下列表示冷侧微粒图示正确的是 。
A. B. C.
(5)利用煤液化时释放的余热处理含盐废水,优点是______。
Ⅲ.高盐废水制盐
(6)高盐废水中含较多Na2SO4和少量NaCl, 二者溶解度曲线如下图,则得到Na2SO4晶体的方法是______。
【答案】(1)
(2)2:3
(3)Mg2+ 过滤
(4)C
(5)节约能源(合理即可)
(6)降温结晶
【解析】(1)反应物为碳和水蒸气,生成物为一氧化碳和氢气,反应条件为高温,配平后得到上述方程式,因反应物中水蒸气为气态,生成物气体无需标注↑。
(2)原子利用率100%说明为化合反应,根据质量守恒定律反应前后原子种类、数目不变,配平反应,可得二者分子个数比为。
(3)中的与废水中的反应生成难溶的氢氧化镁沉淀,从而除去;操作1实现固体和液体的分离,为过滤操作。
(4)微孔疏水膜只允许水分子通过,水分子本身不会分解,排除B;热侧水蒸气进入冷侧后冷凝为液态水,液态水分子间隔远小于气态,因此选C。
(5)煤液化产生的余热被二次利用处理废水,减少了额外能源消耗,提高了能源利用率,更绿色经济。
(6)硫酸钠溶解度受温度影响远大于氯化钠,冷却热饱和溶液时硫酸钠会大量结晶析出,氯化钠几乎留在溶液中,因此用降温结晶方法提纯硫酸钠。
考向06 非物质文化遗产
热点速览
非物质文化遗产(Intangible Cultural Heritage),简称"非遗",是指各族人民世代相传并视为其文化遗产组成部分的各种传统文化表现形式,以及与传统文化表现形式相关的实物和场所 。中国于 2004 年加入联合国教科文组织《保护非物质文化遗产公约》,目前已建立国家、省、市、县四级非遗名录体系,认定非遗代表性项目 10 万余项 。截至 2026 年,中国共有45 个项目列入联合国教科文组织非遗名录、名册,总数居世界第一 。
考向解码
①物质变化类型的判断;
②物质的构成与组成;
③化学材料。
考法预测
1.(2026·广东佛山·一模)“走马灯”是非物质文化遗产“佛山彩灯”的组成部分,“走马灯”及其工作原理如1图。
(1)古代走马灯一般采用竹子做框架,其优点是_____。
(2)走马灯的工作原理步骤顺序是_____(用“a、b、c”表示)。
(3)走马灯工作时,空气从_____(填“上”或“下”)端进入;热气流上升是由于温度升高,气体分子间间隔变_____(填“大”或“小“,下同),密度变_____。
(4)选3支高度相同的蜡烛,烛芯长度不同,1分钟后测得叶轮开口处空气温度与灯的转速数据如题3图,从中得出它们之间的关系是_____。
【答案】(1)质量轻便(合理即可)
(2)cab
(3)下 大 小
(4)蜡烛高度相同时,灯芯的长度越长,叶轮开口处空气温度越高和灯的转速越大
【解析】(1)古代走马灯一般采用竹子做框架,其优点是:质量轻便;
(2)走马灯的工作原理步骤是:点燃蜡烛,产生上升热气流,热气流驱动叶轮,带动立轴旋转;然后立轴旋转导致固定在立轴上的剪纸旋转并投影在灯壁上,故顺序是:cab;
(3)走马灯工作时,空气从下端进入,点燃蜡烛后,温度升高,产生上升热气流;
热气流上升是由于温度升高,气体分子间间隔变大,体积变大,质量不变,密度变小;
(4)由3图可知,蜡烛高度相同时,灯芯的长度越长,叶轮开口处空气温度越高和灯的转速越大。
考向07 古籍记载工艺
热点速览
中国古代古籍中记载了大量与化学相关的工艺,体现了古人对物质变化的观察与应用。这些内容不仅涉及日常生活,还涵盖冶金、制药、染色、酿造等多个领域。
一、典型古籍记载的化学工艺
《天工开物》(明·宋应星)
记载“火法”冶炼锌:炉甘石(碳酸锌)与煤炭混合煅烧,生成金属锌(倭铅)。
描述金箔制作:“凡金箔每金七厘造方寸金一千片”,体现金的延展性。
记录竹纸制造六步工艺,包括石灰蒸煮(脱脂)、草木灰淋汁(制碱)等化学处理。
《周礼·考工记》
“涑帛”工艺:用草木灰(含K₂CO₃)与贝壳灰(CaO)混合加水,生成KOH溶液用于洗涤丝帛。
反应方程式:Ca(OH)₂ + K₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2KOH。
《本草纲目》《开宝本草》等
“冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”指提纯KNO₃,利用其溶解度随温度降低而减小的特性,采用蒸发结晶法。
“烧之赤色”描述青矾(FeSO₄·7H₂O)煅烧分解,生成红色氧化铁。
《淮南万毕术》《神农本草经》
“曾青得铁则化为铜”:铁置换铜盐中的铜离子,属湿法冶金(胆铜法)。
反应原理:Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu。
《梦溪笔谈》《物理小识》
“硇水”指硝酸,可溶解银块;“鼻冲水”为氨水,具强烈刺激性气味
考向解码
①物质变化类型判断
②古籍中物质的化学成分
③实验操作原理
④化学反应类型与方程式
⑤物质的组成分析
考法预测
1.(2026·广东河源·一模)《天工开物》记载:“凡蓝五种,皆可为淀”。“蓝淀”用于染布,色泽浓郁且洗涤不易掉色,其主要成分的化学式为下列关于的说法正确的是
A.不属于有机物 B.分子中含氧分子
C.由C、H、N、O四种元素组成 D.碳、氮元素质量比为8:1
【答案】C
【解析】A. 该物质含碳元素,属于有机物(除CO、CO2、碳酸盐等少数含碳化合物外,含碳化合物均为有机物),故A错误。
B. 分子由原子构成,该分子中含有氧原子,不含氧分子,故B错误。
C. 由化学式可知,该物质由C、H、N、O四种元素组成,故C正确。
D. 碳、氮元素质量比为(12×16):(14×2)=48:7,8:1是碳、氮原子个数比,故D错误。
2.(2026·广东佛山·模拟预测)北宋《武经总要》中记载了一种喷火作战器械如图。熟铜柜体中灌入猛火油,四个卷筒将其与横筒连通。作战时“油自火楼中出,皆成烈焰,水不能灭也”。
(1)熟铜属于______材料。
(2)“猛火油”乃蒸馏石油所得,利用了石油中各成分______不同而实现分离。
(3)拉动“推拉杆”时,横筒内压强______ (填“>”或“<”)柜体内压强,从而将猛火油吸入横筒。
(4)“火楼”处系有麻布,使用时将其点燃,推动推拉杆,“油自火楼中出”。点燃的麻布作用为_______,猛火油燃烧时将______能转化为热能。
(5)“水不能灭也”说明猛火油的密度比水的______ (填“大”或“小”)。欲灭此火,可______。
【答案】(1)金属
(2)沸点
(3)<
(4)引燃猛火油 化学
(5)小 用沙土盖灭(合理即可)
【解析】(1)金属材料包括纯金属和合金,熟铜是提纯后的铜,属于纯金属,属于金属材料。
(2)石油是混合物,其中各成分的沸点不同,工业上利用石油中各组分沸点的不同,通过蒸馏(或分馏)的方法将它们分离。
(3)拉动推拉杆时横筒内体积变大、压强减小,压强小于柜体内压强,猛火油在压强差作用下被吸入横筒。
(4)点燃的麻布可以提供热量,使猛火油温度达到其着火点,满足燃烧的条件;燃烧过程中化学能转化为热能。
(5)猛火油密度比水小,浇水后会浮在水面上继续燃烧,因此水无法灭火;可通过隔绝氧气的方法灭火,如沙土覆盖、干粉灭火器扑灭等。
3.(2026·广东河源·一模)中华文明典籍不仅承载着先哲智慧,更蕴含着丰富的化学实践经验。
材料一:唐代陆羽《茶经》载:“风能兴火,火能熟水;‘漉水囊……其格以生铜铸之”’,煎得“清汤绿叶,味鲜醇,香扑鼻”。
(1)“风能兴火”说明燃烧需要的条件之一是___________。
(2)“火能熟水”说明燃烧会___________ (填“吸收”或“放出”)热量。
(3)煎茶时“香扑鼻”,从微观视角说明分子具有的性质是___________。
(4)明代《茶疏》记载用“煅炭”除水异味,这是利用了木炭的___________作用。
材料二:明代科技巨著《天工开物》系统记载了古代工艺中的化学知识。
(5)“燔石篇”记载:“煤饼烧石成灰(‘石’指‘石灰石’),遇水为浆”,其中“遇水为浆”反应的化学方程式为___________。
(6)“五金卷”中有关炼锡的记载:“凡煎炼亦用洪炉,人砂数百斤,丛架木炭亦数百斤”,其中主要发生的化学反应是SnO2+2CSn+2CO↑,化合价降低的元素是_________(填元素符号)。
【答案】(1)氧气(或空气)
(2)放出
(3)分子在不断运动
(4)吸附
(5)
(6)Sn
【解析】(1)风可以为燃烧补充充足的氧气,说明燃烧需要可燃物与氧气(空气)接触。
(2)燃烧属于放热反应,释放的热量可以将水加热煮熟,因此填“放出”。
(3)茶香的分子不断运动扩散到空气中,所以人能闻到香味,体现分子不断运动的性质。
(4)木炭具有疏松多孔的结构,有吸附性,可以吸附水中的异味和色素。
(5)石灰石高温煅烧生成氧化钙(生石灰),氧化钙和水反应生成氢氧化钙(熟石灰),得到浆状物质。
(6)反应前中为+4价,反应后单质为0价,化合价降低;从0价变为中的+2价,化合价升高,因此化合价降低的元素是。
热●点●限●时●训●练
(30分钟限时练)
1.(2026·广东肇庆·二模)通过对ZrO2负载Rh的单原子催化剂进行掺杂,可调控CO2和H2选择性生成CH4或CO,过程如图。下列说法正确的是
A.X的化学式为CO
B.反应中的催化剂属于合金
C.钠通过抑制Rh对H2的活化提高了Y的选择性
D.HCOO*路径与COOH*路径的产物完全不同
【答案】C
【解析】A、HCOO*路径中H2被充分活化为H原子,CO2被充分加氢,产物X为CH4,不是CO,错误;
B、合金是金属与金属(或非金属)熔合形成的具有金属特性的混合物,该催化剂载体为ZrO2(氧化物),则催化剂不属于合金,错误;
C、对比两图,含Na的COOH*路径中H2不能被充分活化为H原子,说明Na抑制Rh对H2的活化,使CO2无法被充分加氢,从而生成CO(产物Y),可以提高Y的选择性,正确;
D、根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,两个路径的反应物中均含C、H、O,HCOO*路径中生成了甲烷,甲烷由C、H元素组成,则生成物中还应含氧元素,生成的另一种物质可能是水,COOH*路径中生成了一氧化碳,一氧化碳由C、O元素组成,则生成物中还应含氢元素,则生成的另一种物质也可能是水,产物不一定完全不同,错误。
2.阅读下面科普短文,回答相关问题:
在工业生产中,常会产生大量含强酸的废水,若直接排放将严重污染水体和土壤。处理这类含强酸的废水的传统方法是利用中和反应,即碱与酸反应生成盐和水。但传统方法会产生大量难处理的污泥。
近年来,一种名为金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)的新兴多孔材料,为废水处理提供了更优方案。MOFs是由金属离子(如锌离子、铜离子)与有机连接分子自组装形成的三维网状晶体材料,其内部拥有巨大的比表面积和高度有序的孔道,像一块极度蓬松的“智能海绵”。
这种材料的“智能”体现在其孔道表面可以被精确设计和修饰。科学家通过改变有机连接分子的结构,让MOFs的孔壁带上特定的碱性官能团(如氨基,-NH2)。当酸性废水通过由这种MOFs填充的吸附柱时,废水中的氢离子(H+)会迅速被孔壁上的碱性基团捕获,发生类似中和反应的过程,从而高效去除酸性物质。
与传统方法相比,MOFs吸附剂具有诸多优势;吸附容量大、速度快;材料可回收再生,通过简单清洗即可重复使用,不产生固体废物;更重要的是,其设计性强,可通过更换金属离子和有机分子,定制化吸附不同污染物,展现出“功能可裁剪”的迷人特性,已成为环保新材料领域的一颗明星。
(1)传统方法处理含强酸的废水的主要不足是________。
(2)与传统方法相比,MOFs吸附剂具有的优势有________(填一点即可)。
(3)MOFs材料能捕获废水中的______(填离子符号),从而高效去除酸性物质。
【答案】(1)产生大量难处理的污泥 (2)材料可回收再生(合理即可) (3)
【解析】(1)处理含强酸的废水的传统方法是利用中和反应,即碱与酸反应生成盐和水。其主要不足是:会产生大量难处理的污泥;
(2)与传统方法相比,MOFs吸附剂具有诸多优势,如吸附容量大、速度快;材料可回收再生,通过简单清洗即可重复使用,不产生固体废物;其设计性强,可通过更换金属离子和有机分子,定制化吸附不同污染物,展现出“功能可裁剪”的迷人特性;
(3)由题干信息可知,当酸性废水通过由这种MOFs填充的吸附柱时,废水中的氢离子(H+)会迅速被孔壁上的碱性基团捕获,发生类似中和反应的过程,从而高效去除酸性物质,故填:。
3.第十五届全运会于2025年11月9日~21日由粤港澳三地联合举办,在绿色环保、科技创新、文化融合、全民参与等方面呈现诸多亮点。
(1)绿色环保节能。
①火炬燃料为100%生物航煤。与传统化石燃料(如汽油、柴油)相比,该生物航煤燃烧时全生命周期零碳排放,核心原因是其原料“地沟油”属于___________(填“可再生”或“不可再生”)资源,且燃烧产物中不含额外的____________(填化学式),避免加剧温室效应。
②吉祥物铸件材料。16个全运会吉祥物“喜洋洋”与“乐融融”铸件全部采用环保再生铜材,严格遵循绿色制造标准。金属资源回收利用的一条优点____________。
(2)科技创新。广州天河体育中心外窗采用隔热铝合金窗框搭配低辐射中空玻璃,这种材料能大量反射太阳辐射,降低室内空调负荷,铝合金密度小,抗腐蚀性能好。铝具有抗腐蚀性的原因__________(用化学方程式表示)。
【答案】(1)可再生 CO2 节约金属资源(合理即可)
(2)
【解析】(1)①生物航煤的原料是“地沟油”,属于可再生资源;
生物航煤燃烧产物中不含额外的二氧化碳,因为原料本身含有碳,燃烧释放的二氧化碳与植物生长时吸收的二氧化碳基本平衡。
②金属资源回收利用的优点有节约金属资源、节约能源、减少对环境的污染等。
(2)铝具有抗腐蚀性的原因是:铝与空气中的氧气反应生成了一层致密的氧化铝薄膜,化学方程式为:。
4.(2026·安徽淮南·一模)阅读下面材料,回答问题。
2026年1月8日,我国“神舟21号”载人飞船成功发射。“神舟21号”载人飞船在轨运行期间,生命保障系统为航天员提供了稳定的生存环境,其核心环节包括二氧化碳吸收与水的净化循环。航天员的生活废水(如洗漱水、冷凝水)经多级净化处理(包括过滤、吸附、消毒)后,可转化为饮用水循环利用,其中活性炭的吸附作用能去除水中的色素和异味;消毒环节常用高铁酸钾(),其消毒原理是依靠自身的强氧化性;飞船内航天员呼吸产生的可通过与固体氢氧化锂()反应被吸收,该反应能有效降低舱内浓度。
(1)多级净化处理中有过滤、吸附和消毒等操作,这三种操作中属于化学变化的是_____。
(2)高铁酸钾()中铁元素的化合价为____价。
(3)的化学性质与类似,写出吸收的化学方程式:________。
(4)生活舱内废水经净化后可循环利用,其优点是________(答一点即可)。
【答案】(1)消毒
(2)
(3)
(4)节约水资源,减少飞船携带的水量负荷
【解析】(1)化学变化的本质是有新物质生成,过滤、吸附过程无新物质生成,属于物理变化;消毒过程有新物质生成,属于化学变化。
(2)化合物中各元素正负化合价代数和为0,钾元素为+1价、氧元素为-2价,设铁元素化合价为x,则,解得x=+6。
(3)化学性质类似,碱与非金属氧化物反应生成盐和水,类比氢氧化钠与二氧化碳的反应即可写出对应方程式。
(4)废水循环利用可提高水资源利用率,减少飞船需携带的水量。
5.《天工开物》记载了古代采铜、炼铜、制备铜合金及铜器加工等工艺。
【开采与处理】“凡铜砂在矿内,淘洗去土滓(即渣)。”
(1)淘洗的目的是___________。
【入炉冶炼】“凡铜砂入炉,与木炭同煅,火力到时,铜质如流,泻出成砣。”
(2)已知铜的熔点为,为达到“铜质如流”的状态,火炉的温度应___________。要使木炭充分燃烧,冶炼工匠可以进行的操作是___________。
【合金炼制】“以炉甘石或倭铅(即锌)参和,转色为黄铜。”
(3)转色为黄铜后,硬度变___________。
【铜器加工】“锤镯(铜铃)与丁宁(铜钲),则先铸成圆片,然后受锤。”
(4)推测铜的物理性质是___________。
【答案】(1)除去杂质
(2)大于 鼓入更多空气(合理即可)
(3)大
(4)具有延展性
【解析】(1)淘洗的操作目的是“去土滓”,即去除铜砂中混有的不溶性杂质;
(2)晶体熔化需要温度达到熔点且持续吸热,铜要变为液态流动,炉温需高于;
促进可燃物充分燃烧可通过增大氧气浓度、增大可燃物与氧气接触面积实现,因此可选择鼓入空气等操作;
(3)黄铜是铜锌合金,合金的硬度普遍大于其组成纯金属的硬度,因此硬度比纯铜大;
(4)铜可被捶打加工成各类铜器,说明其具有良好的延展性,该性质无需发生化学变化即可体现,属于物理性质。
6.2026年中国载人航天工程将继续推进空间站应用与发展,为推动科技强国、航天强国建设贡献力量。
(1)同学们通过调查了解到航天器上常用的几种材料及其最突出的性能如图所示。
①“整流罩”可以减小飞行器飞行过程中复杂环境的影响,既不会阻挡雷达探测,又能起到防护作用,你认为上述材料中最适合制作“整流罩”的是___________。
②航天器的天线用钛镍形状记忆合金制作。已知镍的金属活动性介于铁、铜之间。提供下列试剂:溶液有溶液、溶液、溶液,金属丝有、、。请设计一组可以验证这三种金属活动性顺序的试剂:___________。
(2)如图为我国空间站航天员出舱时所穿的舱外航天服的结构剖面图。
①航天员舱外航天服隔热层使用的聚氨酯橡胶是___________材料。
②舒适层是由特殊防静电处理的棉布制成的,能避免引发火灾,而涤纶容易产生静电,区别棉布和涤纶面料的方法是___________。
【答案】(1)玻璃钢 溶液、、溶液(或、溶液、)
(2)合成 灼烧两种面料,闻燃烧产生的气味,观察燃烧后的灰烬(合理即可)
【解析】(1)①整流罩要求不阻挡雷达探测(雷达信号属于电磁波),同时需要耐高温、有防护性,完全符合玻璃钢的性能特点。
②验证三种金属活动性可采用“两金夹一盐”或“两盐夹一金”的思路:已知活动性,选溶液、时,能置换中的不能,可证明活动性顺序;选溶液、时,不能置换中的、能置换中的,也可证明。
(2)①聚氨酯橡胶属于人工合成的有机高分子材料,属于合成材料范畴。
②棉布主要成分是天然纤维素,灼烧有烧纸气味,灰烬松软易碾碎;涤纶是合成纤维,灼烧有特殊刺激性气味,灰烬为硬球状不易碾碎,因此可用灼烧法区分。
7.(2026·广东佛山·模拟预测)电制气技术(PtG)利用甲烷化反应,有望解决碳排放难题,原理如图。
(1)用如下图吸收剂捕捉______更合适,理由是______。
吸收剂
吸收速率
价格(元/kg)
再生能耗
KOH
更快
6.8
更大
NaOH
快
2
较低
(2)甲烷化主反应为 通过该反应制备32kg 理论上可消耗多少kgCO2?______(写计算过程)。
(3)实际生产中,还发生副反应 一定质量的完全反应,在不同温度下测得CH4与CO的质量分数如下图。______℃时,对主反应更有利。时,主反应消耗的质量分数为______ (精确到0.1%)。
(4)PtG技术独特优势还有______ (写一点)。
【答案】(1)NaOH 价格低、再生能耗较低
(2)解:设理论上消耗CO₂质量为x
答:理论上消耗CO₂质量为88kg。
(3)T2 72.4%
(4)缓解温室效应(合理即可)
【解析】(1)由表可以知道,价格低、再生能耗较低。
(2)见答案
(3)由图可以知道温度时的质量分数更高,质量分数更少。
温度下
可知:
(4)该反应过程消耗,可以缓解温室效应。
8.(2026·广东东莞·二模)草木染是我国的一种传统非遗染色技艺,基本工艺流程有碱煮、酸洗、漂白、染色、质检等环节。某校“化学奇苑”学生社团就此开展研学活动。
【查阅资料】古代在没有烧碱的情况下,采用如图1所示的工艺制取“碱煮”所需的碱。
(1)属于______(填物质类别),是草木灰的主要成分。
(2)“加水搅拌”过程中发生化学反应,写出其中属于复分解反应的化学方程式:______。
【实地走访】同学们在研学工作坊了解到,“碱煮”之后进行“酸洗”,是为了除去布料上残留的碱液。
(3)用稀硫酸“酸洗”时需要控制反应温度在45℃左右,可能的原因有______(填序号)。
A.温度过高,硫酸易挥发
B.温度过高,布料的强度和韧性会受损
C.温度过低,硫酸不与残留的碱反应
D.温度过低,酸洗速率慢,酸洗不充分
【交流反思】有同学提出疑问:为什么不用稀盐酸调节水洗液的pH?
(4)向两份等体积、等浓度的溶液中分别滴入一定量的稀盐酸和稀醋酸,其pH变化如图2所示,表明稀盐酸不宜用来调节水洗液的pH。你对该疑问的解答是______。
【生活应用】传统美食松花蛋制作工艺也用到了草木灰,其腌制配料:生石灰、草木灰、食盐、水等
(5)同学们收集松花状结晶并对其展开研究,经仪器分析发现其为富含的难溶物。
①提出假设:松花状结晶的主要成分为:a.;b.______;c.两者都有。
②进行实验:
实验操作
实验现象
结论
取结晶,向其中滴加过量的稀盐酸
固体溶解,____________
假设b成立
(6)为探究松花状结晶形成过程中的来源,用原子吸收分光光度法测定腌制过程中鸭蛋不同部位的含量,结果如图所示,形成结晶的来自于______。
【答案】(1)盐
(2)
(3)BD
(4)稀盐酸酸性强,pH下降快,少量加入就会使pH过低,难以控制(合理即可)
(5) 无气泡生成
(6)蛋壳、蛋白、蛋黄
【解析】(1)是由金属离子和酸根离子构成,属于盐;
(2)“加水搅拌”过程中与反应生成,和草木灰的主要成分反应生成沉淀和,此反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应,反应的化学方程式为:;
(3)A、硫酸不具有挥发性,故A不符合题意;
B、温度过高,布料的强度和韧性会受损,故B符合题意;
C、硫酸和碱在低温下仍会发生反应,故C不符合题意;
D、温度过低,反应速率较慢,故D符合题意;
(4)由图2可知,加入稀盐酸时,在pH接近中性时,曲线非常陡峭,表明滴加极少量稀盐酸就会引起pH的急剧下降,因此难以精确控制pH;
(5)①经仪器分析发现松花状结晶为富含的难溶物,a、,镁的难溶物还有氢氧化镁,则b、;
②结论是假设b成立,即松花状结晶的主要成分为,不含,则取0.60g结晶,向其中滴加过量的稀盐酸,与稀盐酸反应生成氯化镁和水,无气泡生成,则实验现象是固体溶解,无气泡生成;
(6)为探究松花状结晶形成过程中的来源,用原子吸收分光光度法测定腌制过程中鸭蛋不同部位的含量,由图可知,形成结晶的来自于蛋壳、蛋白、蛋黄。
9.(2026·广东广州·一模)氨(NH3)是一种极具发展潜力的能源载体。
Ⅰ.绿氨的生产
(1)上述生产过程使用绿电,“绿”体现在_____。
(2)电解水和分离空气获得的物质中,有一种是相同的,该物质的化学式为_____。
Ⅱ.绿氨的利用
(3)作燃料。NH3在氧气中燃烧生成氮气和水,化学方程式为_____。写出用NH3作燃料的一个优点_____。
(4)作储氢载体。经过“H2→NH3→H2”的转化,实现H2的储存、运输和释放。相关物质的信息如表:
物质
密度/(kg/m3)(液态)
沸点/℃(101kPa)
爆炸极限(体积分数)
着火点/℃
储运状态
H2
70.8
-252.9
4%~74%
585
液氢
NH3
617
-33.5
15%~28%
651
液氨
①关于NH3可作储氢载体的原因分析,合理的是_____(填字母)。
A.NH3是无色气体,易溶于水 B.液氨汽化时,吸收大量的热
C.NH3爆炸极限最小值大于H2,更安全 D.NH3比H2更易液化,对设备要求低
②释放H2时,NH3分解只生成N2和H2。个NH3分子完全分解,释放出_____个H2分子。
(5)如图所示的物质转化中,可作储氢载体的物质是_____(写化学式)。
【答案】(1)不产生污染物和二氧化碳(合理即可)
(2)O2
(3)4NH3+3O22N2+6H2O 不排放二氧化碳,更环保(合理即可)
(4)CD /1.5n
(5)HCOOH/CH2O2
【解析】(1)绿电由可再生的风能、太阳能发电得到,此过程中没有化石能源燃烧的污染物、温室气体排放,因此称为“绿”。
(2)电解水生成和,空气的主要成分包含、,分离空气可得到,二者相同产物为。
(3)氨气和氧气在点燃的条件下反应生成氮气和水,该反应的化学方程式为4NH3+3O22N2+6H2O;该反应的产物只有氮气和水,不会污染环境,也不产生温室气体,是清洁燃料。
(4)① A、氨气的颜色、溶解性与储氢无关,错误;
B、液氨汽化吸热是制冷剂的性质,和储氢无关,错误;
C、由表格数据可知,氨气爆炸极限最小值大于氢气,更不容易发生爆炸,储运更安全,正确;
D、氨气沸点远高于氢气,比氢气更容易液化,对储运设备要求更低,正确。
②n个分子共含有3n个氢原子,每个分子含2个氢原子,根据质量守恒定律化学反应前后原子个数不变可知,n个分子完全分解后得到分子数为或1.5n。
(5)参考题干储氢载体的定义,转化为甲酸(含氢)储存,使用时甲酸分解释放,因此甲酸是储氢载体,根据微粒构成可得其化学式为或。
10.(2026·广东佛山·模拟预测)镁燃烧会发出耀眼的白光,用于制造烟花和镁光灯。各种镁合金也广泛应用于生产生活、航空航天、医学和储氢等领域。手机、笔记本外壳用镁合金,既轻薄又坚固耐摔;飞机、火箭用镁合金,减重提速还能屏蔽电磁干扰;镁合金制成骨钉,植入人体后不需二次手术取出;镁基储氢合金能在常温常压下储存和运输氢气,未来有望成为燃料电池车的“移动氢库”,其储氢和释氢过程如图。
回答下列问题:
(1)燃放烟花时,镁和氧气反应的化学方程式为______。
(2)推测镁合金的性质有______。
a.密度小 b.强度低 c.抗电磁干扰 d.生物相容性差
(3)MgH2中氢元素的化合价为______。“储氢”过程发生______反应(填基本反应类型)。
(4)镁还能与H2O发生反应,储氢前需对氢气进行______。
(5)镁基储氢合金储氢的优势有______ (写一条)。
【答案】(1)
(2)ac
(3)-1 化合
(4)干燥
(5)常温常压下储存氢气(合理即可)
【解析】(1)镁在氧气中点燃生成氧化镁,根据质量守恒定律配平即得反应方程式。
(2)由题干“轻薄”可知镁合金密度小,a正确;“坚固耐摔”说明强度高,b错误;“可屏蔽电磁干扰”可知c正确;“可制成骨钉植入人体无需取出”说明生物相容性好,d错误。
(3)化合物中正负化合价代数和为0,Mg为+2价,设H化合价为x,则(+2)+2x=0,解得x=-1;储氢过程是镁和氢气两种物质反应生成氢化镁一种物质,属于化合反应。
(4)镁能与水反应,若氢气中混有水蒸气会消耗镁、影响储氢,因此需要提前干燥氢气除去水蒸气。
(5)题干明确说明该储氢合金可在常温常压下储存运输氢气,操作更安全便捷,任选合理描述即可。
11.(2026·湖南娄底·二模)阅读下面文章。
2025年我国首座自主设计的“海上风电+海水制氢”平台在上海东海海域建成,制氢技术在我国的重视下取得突破性进展。氢气广泛从水、化石燃料等含氢物质中制取,依据制取方式和碳排放量不同,将制取的氢分为“绿氢”“蓝氢”以及“灰氢”三种(如图)。
“绿氢”与二氧化碳反应生成甲醇,甲醇被科学家称为太阳能的最佳载体。
回答下列问题:
(1)我国已经实现了“绿氢”发电并网,其能量的转化方式是将___________能转化为电能。
(2)“蓝氢”结合碳捕集和封存技术,实现低碳制氢,其中一种方法是利用海水实现“碳捕集”,写出发生反应的化学方程式:___________。
(3)请你写出生产“绿氢”原料中的一种可再生能源:___________。
(4)人们正在利用和开发其他新能源,不但能缓解化石能源面临耗尽的困境,还可以___________。
【答案】(1)化学
(2)
(3)风能(或太阳能)(合理即可)
(4)减少对环境的污染(或减缓温室效应)
【解析】(1)绿氢本质为氢气,发电过程中通过化学反应将氢气储存的化学能转化为电能。
(2)海水含大量水,碳捕集时二氧化碳和水反应生成碳酸,实现对二氧化碳的吸收,其方程式为。
(3)绿氢是用可再生能源电解水制取的,风能、太阳能、潮汐能都属于制取绿氢可用的可再生能源。
(4)新能源大多清洁低碳,替代化石能源使用可减少污染物、温室气体排放,降低对环境的不良影响。
12.阅读科普短文,回答下列问题。
“绿色燃料”2026年首次被写入政府工作报告,成为“十五五”时期国家要培育的新增长点。绿色燃料主要指的是绿色氢能、绿色甲醇、绿色氨和可持续航空燃料等。在当前的地缘局势下,发展绿色燃料显得尤为重要。同时,绿色燃料产业还能消纳国内富余的风电、光伏资源,推动绿色转型,利用风电、光伏电解水制取氢气,再和空气中的氮气合成绿氨。
可持续航空燃料(SAF)是替代传统化石航油的绿色航空液体燃料。它是以废弃油脂、农林废弃物、城市垃圾、绿氢等非化石原料生产,其生产流程可表示为:
可持续航空燃料(SAF)具有三大核心特点:
(1)原料可持续性。利用废弃食用油脂(地沟油)、餐饮废油等作原料经过化学加工即可制得;
(2)降碳效果极强。全生命周期碳减排80%~85%,部分技术路线接近零;
(3)即插即用。化学性质与传统航油几乎一致,无需改造发动机、加油系统。
(1)光伏电解水制取氢气技术,实现了“_______能→电能→化学能”的转化。
(2)利用风电、光伏电解水制取氢气的化学方程式为_______。
(3)传统航油燃烧会生成,过多的排放会导致的环境问题是_______。
(4)下列关于可持续航空燃料(SAF)的说法错误的是_______。
A.SAF属于可再生能源 B.SAF的使用可缓解人类能源危机 C.SAF的生产过程只涉及物理变化 D.SAF与传统航油的化学性质相似
【答案】(1)太阳(或光)
(2)
(3)温室效应
(4)C
【解析】(1)光伏技术是将太阳能(光能)转化为电能,后续电解水过程再将电能转化为化学能储存在氢气中。
(2)略。
(3)二氧化碳是主要温室气体,过量排放会加剧温室效应,导致全球气候变暖。
(4)A、SAF原料为废弃油脂、农林废弃物等可再生原料,属于可再生能源,正确;
B、SAF可替代传统化石航油,能缓解能源危机,正确;
C、生产过程中加氢脱氧、加氢裂化、异构化步骤都有新物质生成,属于化学变化,并非只涉及物理变化,错误;
D、题干明确说明SAF化学性质与传统航油几乎一致,正确。
13.(2026·贵州贵阳·一模)全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号 ”在贵州建成投运。
(1)火电厂利用煤燃烧_______ (选填“放出 ”或“吸收 ”)的热量发电。
(2)将 CO2 气体转化为超临界状态后作为能量传递介质,替代传统火电高温水蒸气介质完成发电循环。超临界状态是介于液态、气态之间的特殊状态,密度略小于液态,同时拥有近似气液态超临界状态态分子的自由运动特性。
① 超临界 CO2 、液态 CO2 、气态 CO2 三者化学性质相同,其微观本质是___________ 。
② 如图为相同体积二氧化碳在不同状态时的微观示意图,请补充画出超临界状态下的示意图___________。
(3)传统火电水蒸气发电机组与超临界 CO2 发电机组对比如下。
项目
传统火电水蒸气发电机组
超临界CO2发电机组
介质种类
水(H2O)
二氧化碳(CO2)
变化过程
液态水吸热,气态水放热
始终保持超临界状态
变化类型
_________
物理变化
① 补充完善表格___________。
② 超临界 CO2 发电机组能耗大幅减少的原因___________ 。
(4)工业上可用 CO2 与H2 在一定条件下反应生产甲醇(CH3OH) ,反应的化学方程式为: CO2+3H2CH3 OH + H2 O ,反应过程的微观示意图如下。
① 图中“ ”表示的是 ___________ 原子。
② 若 44 吨二氧化碳与氢气完全反应,理论上可生产甲醇的质量是___________ 吨。
【答案】(1)放出
(2)都由二氧化碳分子构成
(3)物理变化 超临界二氧化碳没有物态变化,能耗少
(4)氢 32
【解析】(1)燃烧均为放热反应,煤燃烧放出热量用于发电。
(2)① 分子是保持物质化学性质的最小粒子,三种状态的二氧化碳都由二氧化碳分子构成,因此化学性质相同。
②超临界二氧化碳密度略小于液态,因此分子数量接近液态;同时分子可自由运动,因此和气态分子一样带有运动箭头,即。
(3)① 传统火电过程仅发生水的液、气态转化,无新物质生成,属于物理变化。
②超临界二氧化碳始终保持同一状态,没有物态的变化,因此能耗大幅降低。
(4)① 根据反应方程式和微观示意图,氢气分子由两个小灰球构成,产物中氢原子也为小灰球,因此该粒子为氢原子。
②根据反应方程式,二氧化碳和甲醇的相对质量比为44:32,因此44t 二氧化碳完全反应,生成甲醇的质量为32t。
14.“低碳行动与可持续发展”已成为全球共识,我国力争在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。化学兴趣小组在老师的协助下开项目式探究。
任务一:自然界“碳循环”
(1)图1生物圈中,二氧化碳通过________转化为葡萄糖()。
任务二:实验室“捕碳”
小组同学设计了如下实验,认识到可以利用水或碱溶液“捕集”二氧化碳。
(2)如图2甲所示,分别加入等体积的水和氢氧化钠溶液,不断振荡,容器内二氧化碳的浓度降低情况如图2乙所示。图2乙中对应加入氢氧化钠溶液的曲线是________(填字母)。
(3)已知:①如图3实验条件下,溶液的,溶液的;
②溶液能与、进一步反应生成。
实验装置如图3甲所示,装置C中溶液随时间变化如图3乙所示,则50s时装置C溶液中的溶质是________。
任务三:实践中“封碳”
(4)封存是将捕集到的气态压入地层深处或注入海底。加压“封存”过程中,二氧化碳由气态转变为液态或固态,请你从微观角度解释该变化:________。
任务四:智慧“用碳”
小组同学通过查阅资料,了解到我国某研究团队研制的Cu-CuI复合催化剂,实现了二氧化碳高效制备乙烯(),如图4为反应的微观示意图。
(5)该反应中,两种生成物分子的个数比为________。
任务五:设计低碳行动方案
(6)在老师指导下,同学们初步确定低碳行动方案如下:
低碳途径
个人行为
国家工程
减少排放
________
加快能源转型
增加吸收
种花、种树等
积极实施碳汇
【答案】(1)光合作用 (2)b
(3)、 (4)分子间间隔变小
(5)1:3/3:1 (6)绿色出行、节约用电等
【解析】(1)图1生物圈中,二氧化碳通过光合作用转化为葡萄糖;
(2)二氧化碳在水中溶解度较小,而氢氧化钠能与二氧化碳发生化学反应,相同条件下氢氧化钠吸收二氧化碳更多,容器内二氧化碳浓度下降更快更低,因此对应曲线b;
(3)二氧化碳通入氢氧化钠溶液,先生成碳酸钠(,pH≈11.6),继续通入二氧化碳,碳酸钠会和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠(,pH≈8.3),50s时溶液pH在8.3~11.6之间,说明同时存在碳酸钠和碳酸氢钠,因此溶质为、;
(4)从微观角度看,加压时二氧化碳分子间间隔变小,因此由气态转变为液态或固态;
(5)根据微观示意图可知,该反应是二氧化碳和水在Cu-CuI复合催化剂作用下反应生成乙烯和氧气,反应的化学方程式为:,该反应中,两种生成物分子的个数比为C2H4:H2O=1:3;
(6)个人减少二氧化碳排放的行为,符合低碳理念即可,例如绿色出行、节约用电等。
公司2 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$
热点02 科技前沿与传统文化
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 中国载人航天与登月
考向02 人工智能芯片与人形机器人
考向03 新材料研发与应用
考向04 新能源汽车与电池技术革新
考向05 能源革新和绿色未来
考向06 非物质文化遗产
考向07 古籍记载工艺
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 中国载人航天与登月
热点速览
根据规划,2028年至2030年间,文昌航天发射场将执行3次无人绕月验证任务及1次载人登月任务。据悉,我国的载人登月任务将由长征十号系列火箭+梦舟载人飞船承担运载任务。
长征十号系列是我国自主研制的新一代载人运载火箭,代号为“CZ-10”,采用2个助推器的三级构型,将在载人登月任务中承担梦舟Y载人飞船和揽月月面着陆器发射任务。随着长征十号系列火箭与梦舟飞船的持续推进,中国载人登月工程已从论证阶段全面迈入工程实施阶段,中国人距离“踏上月球”越来越近。
考向解码
①航天材料分类与性质:火箭外壳、空间站舱体:钛合金、铝合金、碳纤维复合材料。考查金属材料、合成材料、复合材料区分;合金优点;金属防锈、金属资源保护等。
②再生水净化技术:空间站尿液、冷凝水、生活废水净化循环使用。考查过滤、吸附、蒸馏等净水方法、硬水软水区分、水资源保护。
③航天燃料的使用:固体推进剂、液体推进剂。考察燃烧化学方程式、能量转化形式。
④舱内大气环境调控:氧气来源、二氧化碳处理、有害气体去除。考察分离液态空气法、氧气制取方法、电解水实验。
⑤化学用语相关:化合价、化学式、化学方程式、质量守恒
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
2.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
3.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。
4.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_____。
5.科普短文。
神舟二十一号:化学助力太空探索
(一)火箭推进:化学能量的精准释放
2025年10月31日,长征二号F遥二十一运载火箭搭载神舟二十一号载人飞船成功发射。火箭的强大推力源于化学推进剂(含燃料和氧化剂)的高效反应。此次任务采用的火箭推进剂为偏二甲肼与四氧化二氮,二者相遇即燃,极大地简化了点火系统。
(二)生命保障:舱内大气的化学调控
在太空密闭环境中,维持航天员呼吸安全至关重要。飞船采用超氧化钾作为空气净化剂,超氧化钾能与二氧化碳反应生成碳酸钾和氧气,既能去除航天员呼出的二氧化碳,又能补充呼吸所需的氧气,实现了舱内大气的循环调控。
(三)能源系统:太空环境下的电池研究
太空环境下,物质的特性会发生变化。航天员张洪章在轨开展锂离子电池研究,探索其在太空环境中的性能演化规律,这项研究为未来长期太空任务中的能源供应可靠性提供了重要数据支撑,展现了化学在航天能源领域的关键作用。
请根据短文材料,并结合所学化学知识回答下列问题:
(1)四氧化二氮中氮元素的化合价为__________。
(2)太空中采用超氧化钾作空气净化剂实现舱内大气的循环调控时,其发生反应的化学方程式为_________。
(3)神舟二十一号选用锂离子电池供电,主要是因为锂离子电池具有__________(填字母)的优点。
A.制造成本最低 B.质量轻且寿命长 C.安全性最高 D.技术最成熟
考向02 人工智能芯片与人形机器人
热点速览
2026年《政府工作报告》首次将“智能经济”“智能体”等概念写入,明确提出要深化拓展“人工智能+”,推动重点行业领域人工智能商业化规模化应用,培育智能原生新业态新模式。这一表述为人工智能产业发展注入了强劲政策动力。
2025 年中国人工智能技术迈入新台阶,国产DeepSeek大模型广泛应用,成为年度科技热点。人工智能芯片以高纯硅为核心原料,工业上通过石英砂与焦炭高温反应、粗硅氯化提纯、氢气还原等流程制备,配套芯片清洗、封装工艺持续升级。2026 年 4 月,DeepSeek-V4 版本发布并开源,支持超长上下文处理,在推理与编程能力上达到国内领先水平。
2026年成为人形机器人爆发元年,中国自主研发成果集中亮相。2026 年央视春晚舞台上,“奔马” 数控装置与人形机器人惊艳全场,宇树科技机器人在《武 BOT》节目中完成空翻、对打等高难度动作。人形机器人 “夸父” 参与全运会火炬传递,天坛展演中机器人展示武术动作,国产机器人在运动控制、集群协同领域实现重大突破。
人工智能与机器人发展依托先进材料与精密制造,芯片封装采用二氧化硅、氮化铝等耐高温绝缘材料,机身大量使用钛合金、铝合金、聚醚醚酮等轻量化高强度材料。2026 年 3 月,我国 220 吨级液氧甲烷发动机完成长程试车,碳化硅等第三代半导体材料用于新能源汽车与 5G 通信,全方位支撑智能装备与芯片产业快速发展。
考向解码
①硅的制备、微观反应示意图分析、原子结构、元素周期表、化合价计算
②催化剂、能量转化、置换反应应用、材料分类
③智能机器人材料分类与性质:机器人外壳、关节与承力部件、仿生皮肤。考查金属材料、合成材料、复合材料的区分;合金与纯金属的硬度差异。
④芯片与传感器材料:芯片基材高纯硅、氧化铝陶瓷传感器、石墨烯散热材料、铜箔电路板。考查硅元素在周期表中的位置与原子结构;石墨烯与金刚石的结构差异与性质;金属导体材料(铜)的性质。
⑤化学变化与物理变化辨析:锂电池放电、外壳塑料磨损、LED灯通电发光。考查物理变化与化学变化的本质区别——有无新物质生成。
⑥化学反应原理应用:催化剂在AI预测新材料中的应用;焊接时锡与氧气反应(化合反应)。考查置换反应类型判断;化合价变化分析;催化剂“一变两不变”的特点(改变反应速率,质量和化学性质不变);化学方程式的配平与计算。
考法预测
1.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
2.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___________。
3.2026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_______。
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.中国芯彰显中国“智”造。芯片的基材主要是高纯硅,如图所示为一种制备高纯硅的工艺流程。
请根据流程图回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是__________。
(2)反应Ⅱ所涉及化学反应的基本类型是__________反应。
(3)上述已知生产流程中,可以循环利用的物质是__________(填化学式)。
考向03 新材料研发与应用
热点速览
2025年12月底,工信部等多部门组织开展了2026年工业工作会议部署,主要内容是将新材料列为新兴支柱产业,推进产业基础再造、AI+制造,整治内卷,建创新集群。
该会议为中国新材工业2026年发展定调,可以有效提升中国新材工业战略定位,引导资源向高端、绿色、智能新材料集中,优化行业竞争格局。
我国新材料创新发展取得的标志性成果
(一)金属材料
1. 先进钢铁材料多项技术国际领先
2. 先进轻合金在国家重大工程中实现应用
3. 实用化超导材料技术引领全球
4. 稀土永磁材料成为大国竞争的“杀手锏”
(二)无机非金属材料
1. 高性能光电玻璃在信息与能源领域大放异彩
2. 高端陶瓷有力支撑关键装备的研制
3. 超硬材料形成全产业链竞争优势
(三)石化化工材料
1. 聚氨酯材料改变全球产业格局
2. 高性能碳纤维打破国际垄断
(四)电子材料
1. 宽禁带半导体突破国际禁运
2. 芯片制造材料加速追赶国际先进制程水平
(五)能源材料
1. 光伏材料实现全球领先
2. 动力电池材料主导世界格局
(六)生物医用材料
考向解码
①材料类别判断与性质用途匹配:如合金特点:硬度大、抗腐蚀、熔点低
②化学用语相关:化学式计算、化合价、元素质量比
③性质与用途:结构决定性质、物理 / 化学性质区分、物质的制备
考法预测
1.(2026·广东梅州·二模)“3.15”晚会中,媒体报导了部分白酒中的塑化剂含量超标,常见塑化剂DEHP属于致癌物质,其化学式为,下列有关该塑化剂的说法正确的是
A.塑化剂是由24个碳原子、38个氢原子、4个氧原子构成的
B.塑化剂属于有机高分子化合物
C.塑化剂中氢元素的质量分数最大
D.塑化剂在空气中完全燃烧产物为二氧化碳和水
2.2024年11月17日,第十五届中国国际航空航天博览会在广东珠海闭幕。嫦娥六号从月背带回的月壤样品、重型运载火箭、“虎鲸”大型隐身无人作战艇、多型无人运输机等众多新装备、新技术、新成果纷纷亮相。请分析图文信息,解答相关问题。
(1)航空飞机中大量使用铝合金,这是利用了铝合金_______(写一点)等优良的性能。涡轮发动机叶片中使用钴(Co)基合金,可达到很高的抗氧化性能,钴合金比纯钴的硬度_______(填“大”或“小”);钴原子的结构示意图为,最外层有_______个电子。
(2)歼-20通过使用石墨烯涂层材料吸收雷达波从而实现“隐身”。石墨烯是由单层碳原子构成的物质,其物质类别为_______(填“单质”或“化合物”),石墨烯与金刚石物理性质不同的原因是_______。
(3)我国自主生产的80吨级液氧甲烷发动机具备50次重复使用能力,运行时,发生反应的化学方程式是_______。
(4)同位素温差电池可在极端低温环境下为月球探测器供电,使用过程中钚元素会衰变成铀元素,并将衰变产生的热能转化为_______能。钚元素与铀元素的本质区别是_______,二者均对人体有害,因此使用过程中应注意_______。
3.(2026·广东深圳·一模)阳春三月,机器人走进校园,与红岭石厦中学学子共舞。制作机器人的关键材料之一是PEEK。PEEK是一种性能优异且环保的塑料,其化学式为。以下说法正确的是
A.PEEK材料属于合成材料
B.PEEK材料中含有臭氧分子
C.PEEK材料由碳原子、氢原子和氧原子构成
D.PEEK材料中碳、氢、氧元素的质量比为
4.阅读下面科普短文,依据文章内容回答问题。
为化学创造“新空间”的金属有机框架(MOF)—给材料装上“智能口袋”
2025年,诺贝尔化学奖授予了北川进、理查德·罗布森和奥马尔·亚吉三位科学家,以表彰他们开创并发展了“金属有机框架材料(简称MOF)”。你可能觉得“化学”“材料”这些词离生活很远,但其实MOF就像一个会呼吸、会思考的智能材料,正在悄悄改变我们的世界。
MOF是一种多孔的晶体材料。由金属离子和有机分子像搭乐高积木一样组装而成——金属离子作为连接点,有机分子作为连接杆,形成内部布满规则孔洞的立体网格结构,这些孔洞大小可调,小到肉眼看不见,但可以像口袋一样精确选择性地捕捉、储存和释放特定分子。如果说活性炭像一个“什么都吸的海绵”,那么MOF就像一个“只抓特定目标的智能网兜”,因此MOF也被比喻为“分子智能收纳盒”。
MOF可广泛应用于环境与水资源,比如在一些干旱地区,科学家正在研发基于MOF的“空气取水装置”。这种材料晚上能吸收空气中的水分子,白天被太阳一晒,就会把干净的水释放出来——就像材料自己在“呼吸”一样;也能高效捕获二氧化碳,助力碳中和;可以利用其多孔结构能安全、高效地储存氢气等清洁能源气体;在生物医药方面,MOF可作为药物载体,将药物精准输送至病灶部位,提高疗效并减少副作用;还可储存、分离有毒气体,催化化学反应或导电等等。
(1)MOF是由______一起组成的多孔材料。
(2)MOF应用情景广阔,在解决人类面临的重大挑战方面的应用是______(写一条)。
(3)请写出利用MOF催化臭氧(化学式为O3)为氧气的化学方程式为______。
(4)工业上也可采用金属有机框架材料(MOF选择性吸附某种气体而进行分离(如图),该材料能吸附CO2而不能吸附CO可能的原因是______(选“A”,“B”或“C”)。
A.CO2分子直径大于该材料孔径
B.CO分子直径小于该材料孔径
C.CO2分子直径小于该材料孔径,而CO分子直径大于该材料孔径
考向04 新能源汽车与电池技术革新
热点速览
近年来电动汽车产业快速崛起,带动锂电池关键原料需求激增。2025 年起,我国大规模开展以盐湖卤水为原料制备碳酸锂的工艺研发与生产,通过沉镁、沉钙、沉锂等步骤,高效提取氯化锂并转化为电池级碳酸锂,同步回收金属镁,实现盐湖资源综合利用,为动力电池提供稳定原料保障青海省人民政府网。
2026年,钠离子电池成为新能源领域研究热点。钠元素储量为锂的360倍,成本仅为锂电池一半,低温性能突出,-20℃容量保持率超 88%。我国科研团队以生物质为原料制备硬碳材料,调控层间距适配钠离子快速嵌入脱出,推动钠离子电池在充电站、低温接驳车等场景应用落地。
2026年,动力电池技术持续迭代,高镍三元电池、磷酸亚铁锂电池广泛装车,镍元素含量直接决定能量密度与续航里程。钒电池、锂电池、钠电池多元发展,原子结构与元素性质成为材料设计关键依据,我国形成从资源提取、材料研发到整车应用的完整电池产业链。
考向解码
①电池核心材料:锂、镍、磷化合物的化学式、化合价、元素质量计算
②电池工作原理:充放电能量转化、离子移动、化学反应本质
③新能源汽车优势:尾气处理、氢能车载燃料燃烧、清洁能源优势对比、废旧电池回收、金属资源保护、绿色循环经济理念
考法预测
1.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___________。
2.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
3.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_______。
考向05 能源革新与绿色未来
2026年是“十五五”开局之年,是推进“双碳”目标落地的关键节点。中央经济工作会议把“坚持‘双碳’引领,推动全面绿色转型”列为2026年经济工作重点任务之一。今年政府工作报告提出,以碳达峰碳中和为牵引,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,增强绿色发展动能。
构建新型能源体系意义重大,是实现碳达峰碳中和目标、推动经济社会发展全面绿色转型、保障国家能源安全的关键举措。
面向“十五五”,绿色化与数字化深度融合,成为培育新质生产力、推动产业升级的关键路径。
考向解码
①低碳理念:CO₂转化与循环、低碳环保意义、碳中和与碳达峰
②二氧化碳加氢制甲醇/乙醇:CO₂与H₂在一定条件下反应生成甲醇(CH₃OH)或乙醇。考查化学方程式配平、催化剂作用分析。
③光合作用与生物固碳:绿色植物通过光合作用将CO₂转化为葡萄糖。考查化学方程式书写、质量计算、原料与产物的检验方法。
④CO₂与CH₄重整反应:甲烷与二氧化碳反应生成两种可燃性气体(CO和H₂)。考查微观粒子示意图分析、化学反应实质、反应前后分子种类变化判断。
⑤碱液吸收与碳封存:NaOH溶液、Ca(OH)₂溶液、K₂CO₃溶液吸收CO₂。考查吸收效果比较(压强传感器实验数据分析)、石灰乳与澄清石灰水吸收效果差异分析。
⑥CO₂地质封存与碳中和:将CO₂注入煤层、咸水层或油气田地底永久封存。考查CO₂溶于水使水酸化的原理、压强对CO₂溶解度的影响、超临界流体压缩过程中微观粒子间距离变化。
⑦新能源开发与利用:氢气、太阳能、风能、生物质能等清洁能源的开发与应用。考查新能源与传统能源(煤、石油、天然气)的区分;电解水制氢的化学方程式及电源正负极产物的判断;氢能未广泛应用的原因(制取成本高、储运成本高)。
⑧化石能源的清洁利用:煤的脱硫处理、石油的分馏、天然气的燃烧。考查化石燃料的不可再生性;煤燃烧产生的SO₂导致酸雨的防治方法;石油分馏是利用沸点不同进行的物理变化;天然气(主要成分CH₄)充分燃烧的化学方程式及现象。
⑨绿色化学原则:从源头上消除污染,实现原子经济性反应。考查“原料绿色化”“化学反应绿色化”“产物绿色化”的含义;化合反应等“原子利用率100%”的反应类型判断;与传统化学的对比分析。
⑩燃料电池技术:将H₂、CH₄等燃料的化学能直接转化为电能的装置。考查燃料电池的能量转化方式(化学能→电能)。
考法预测
1.(2026·广东佛山·模拟预测)我国科研团队首创“人工海洋循环系统”,能将海水中捕获的CO2转化为甲酸(HCOOH), 反应的示意图如图。下列说法错误的是
A.甲的化学式为H2O B.该反应涉及2种氧化物
C.生成物的分子个数比为1:1 D.该系统有利于实现碳中和
2.(2026·广东深圳·二模)如图是科学家利用“人造树叶”合成乙醇()的微观示意图。下列说法错误的是
A.乙醇属于可再生能源
B.反应后氢原子的数目增多
C.参加反应的和的分子个数比为
D.该研究有利于缓解温室效应
3.(25-26九年级上·广东佛山·期末)佛山氢能产业实现从“应用示范”到“技术破局”转型:探索的“电—氢—氨”融合路径破解了自身资源约束,如图1所示。
查阅资料:当氧气不足或环境温度过高时,氨(NH3)会被氧化成有毒的氮氧化物。
(1)生产环节:电解水过程中,太阳能转化为电能,电能最终转化为________能。工业上利用空气各成分的________不同获得氮气。
(2)合成环节:合成塔中发生的化学反应方程式为_______。
(3)储运环节:从微观角度分析氨气液化过程中,主要发生改变的是________。据图2分析,氨被认为是一种理想的氢能载体,其优势是________。
(4)利用环节:路径Ⅰ中氨裂解生成高纯氢气,该过程中氢元素化合价________(填“升高”或“降低”)。路径Ⅱ中液氨在充足氧气中完全燃烧,生成氮气和水,该反应属于_________反应(填基本反应类型)。工业上为了防止生成有毒的物质,常通过________方式降低污染。
4.引光入海燃冰成炬
采自深海中的“冰”,化为圣火台上的“火”。2025年10月9日上午,第十五届全国运动会和全国第十二届残疾人运动会暨第九届特殊奥林匹克运动会火种采集仪式上粤港澳三地代表共同引燃这簇采自南海1522米海底深处的火焰,在场嘉宾见证了这一“冰火”奇迹。
“深海采火,难在‘水火相济’,更难在稳定可控。”可燃冰形似冰雪,遇火即燃,燃烧后仅产生二氧化碳和水,堪称清洁高效的“未来能源”。但在深海巨大水压下,可燃冰无法直接点燃。即便火焰燃起,“源火”从海底升至水面需40余分钟,燃烧产物若无法及时排出,就无法实现长时间稳定燃烧。
为此,陈家旺带领团队设计出小巧的保压采集装置,通过机械臂精准捕捉冷泉口逸出的可燃冰及伴生气,再经降压分解、气体干燥处理等方式,将固态可燃冰转化为纯净甲烷气源。
“点火,只是一个开端。”陈家旺说,海底有很多未知的宝藏、未知的物种,有待我们去发现。科研团队将以此为契机,进一步培育海洋新质生产力、加速海洋领域科技成果的转化。
阅读资料,回答下列问题:
(1)可燃冰属于_____能源。(填“可再生”或“不可再生”)
(2)从燃烧条件的角度分析,深海中可燃冰无法直接点燃的原因是_____。
(3)“深海采火困难“的原因:______。(写一个)
(4)甲烷燃烧的化学方程式:______。点燃甲烷前要______。
(5)此次“深海采火”技术的深远意义_______。(合理即可)
5.(2026·广东佛山·模拟预测)一种将煤转化为液态燃料乙二醇(C2H6O2),同时用膜蒸馏法处理脱硫废水的绿色工艺如下图。
I.煤的液化
(1)高温下,煤中的碳与水蒸气反应生成CO和H2,化学方程式为______。
(2)一定条件下,CO和 H2化合生成乙二醇,若原子利用率100%,则二者参加反应的分子个数比为______。
Ⅱ.脱硫废水处理
(3)预处理:脱硫废水中含氯化钠、氯化镁和硫酸钠,加NaOH溶液是除去______ (填离子符号),操作 1的名称是______。
(4)浓缩减量:如下图,膜蒸馏组件中的微孔疏水膜只允许水蒸气通过。加热时,含盐废水在其热侧近膜面处汽化,通过膜孔进入冷侧并冷凝。
下列表示冷侧微粒图示正确的是 。
A. B. C.
(5)利用煤液化时释放的余热处理含盐废水,优点是______。
Ⅲ.高盐废水制盐
(6)高盐废水中含较多Na2SO4和少量NaCl, 二者溶解度曲线如下图,则得到Na2SO4晶体的方法是______。
考向06 非物质文化遗产
热点速览
非物质文化遗产(Intangible Cultural Heritage),简称"非遗",是指各族人民世代相传并视为其文化遗产组成部分的各种传统文化表现形式,以及与传统文化表现形式相关的实物和场所 。中国于 2004 年加入联合国教科文组织《保护非物质文化遗产公约》,目前已建立国家、省、市、县四级非遗名录体系,认定非遗代表性项目 10 万余项 。截至 2026 年,中国共有45 个项目列入联合国教科文组织非遗名录、名册,总数居世界第一 。
考向解码
①物质变化类型的判断;
②物质的构成与组成;
③化学材料。
考法预测
1.(2026·广东佛山·一模)“走马灯”是非物质文化遗产“佛山彩灯”的组成部分,“走马灯”及其工作原理如1图。
(1)古代走马灯一般采用竹子做框架,其优点是_____。
(2)走马灯的工作原理步骤顺序是_____(用“a、b、c”表示)。
(3)走马灯工作时,空气从_____(填“上”或“下”)端进入;热气流上升是由于温度升高,气体分子间间隔变_____(填“大”或“小“,下同),密度变_____。
(4)选3支高度相同的蜡烛,烛芯长度不同,1分钟后测得叶轮开口处空气温度与灯的转速数据如题3图,从中得出它们之间的关系是_____。
考向07 古籍记载工艺
热点速览
中国古代古籍中记载了大量与化学相关的工艺,体现了古人对物质变化的观察与应用。这些内容不仅涉及日常生活,还涵盖冶金、制药、染色、酿造等多个领域。
一、典型古籍记载的化学工艺
《天工开物》(明·宋应星)
记载“火法”冶炼锌:炉甘石(碳酸锌)与煤炭混合煅烧,生成金属锌(倭铅)。
描述金箔制作:“凡金箔每金七厘造方寸金一千片”,体现金的延展性。
记录竹纸制造六步工艺,包括石灰蒸煮(脱脂)、草木灰淋汁(制碱)等化学处理。
《周礼·考工记》
“涑帛”工艺:用草木灰(含K₂CO₃)与贝壳灰(CaO)混合加水,生成KOH溶液用于洗涤丝帛。
反应方程式:Ca(OH)₂ + K₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2KOH。
《本草纲目》《开宝本草》等
“冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”指提纯KNO₃,利用其溶解度随温度降低而减小的特性,采用蒸发结晶法。
“烧之赤色”描述青矾(FeSO₄·7H₂O)煅烧分解,生成红色氧化铁。
《淮南万毕术》《神农本草经》
“曾青得铁则化为铜”:铁置换铜盐中的铜离子,属湿法冶金(胆铜法)。
反应原理:Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu。
《梦溪笔谈》《物理小识》
“硇水”指硝酸,可溶解银块;“鼻冲水”为氨水,具强烈刺激性气味
考向解码
①物质变化类型判断
②古籍中物质的化学成分
③实验操作原理
④化学反应类型与方程式
⑤物质的组成分析
考法预测
1.(2026·广东河源·一模)《天工开物》记载:“凡蓝五种,皆可为淀”。“蓝淀”用于染布,色泽浓郁且洗涤不易掉色,其主要成分的化学式为下列关于的说法正确的是
A.不属于有机物 B.分子中含氧分子
C.由C、H、N、O四种元素组成 D.碳、氮元素质量比为8:1
2.(2026·广东佛山·模拟预测)北宋《武经总要》中记载了一种喷火作战器械如图。熟铜柜体中灌入猛火油,四个卷筒将其与横筒连通。作战时“油自火楼中出,皆成烈焰,水不能灭也”。
(1)熟铜属于______材料。
(2)“猛火油”乃蒸馏石油所得,利用了石油中各成分______不同而实现分离。
(3)拉动“推拉杆”时,横筒内压强______ (填“>”或“<”)柜体内压强,从而将猛火油吸入横筒。
(4)“火楼”处系有麻布,使用时将其点燃,推动推拉杆,“油自火楼中出”。点燃的麻布作用为_______,猛火油燃烧时将______能转化为热能。
(5)“水不能灭也”说明猛火油的密度比水的______ (填“大”或“小”)。欲灭此火,可______。
3.(2026·广东河源·一模)中华文明典籍不仅承载着先哲智慧,更蕴含着丰富的化学实践经验。
材料一:唐代陆羽《茶经》载:“风能兴火,火能熟水;‘漉水囊……其格以生铜铸之”’,煎得“清汤绿叶,味鲜醇,香扑鼻”。
(1)“风能兴火”说明燃烧需要的条件之一是___________。
(2)“火能熟水”说明燃烧会___________ (填“吸收”或“放出”)热量。
(3)煎茶时“香扑鼻”,从微观视角说明分子具有的性质是___________。
(4)明代《茶疏》记载用“煅炭”除水异味,这是利用了木炭的___________作用。
材料二:明代科技巨著《天工开物》系统记载了古代工艺中的化学知识。
(5)“燔石篇”记载:“煤饼烧石成灰(‘石’指‘石灰石’),遇水为浆”,其中“遇水为浆”反应的化学方程式为___________。
(6)“五金卷”中有关炼锡的记载:“凡煎炼亦用洪炉,人砂数百斤,丛架木炭亦数百斤”,其中主要发生的化学反应是SnO2+2CSn+2CO↑,化合价降低的元素是_________(填元素符号)。
【答案】(1)氧气(或空气)
(2)放出
(3)分子在不断运动
(4)吸附
(5)
(6)Sn
【解析】(1)风可以为燃烧补充充足的氧气,说明燃烧需要可燃物与氧气(空气)接触。
(2)燃烧属于放热反应,释放的热量可以将水加热煮熟,因此填“放出”。
(3)茶香的分子不断运动扩散到空气中,所以人能闻到香味,体现分子不断运动的性质。
(4)木炭具有疏松多孔的结构,有吸附性,可以吸附水中的异味和色素。
(5)石灰石高温煅烧生成氧化钙(生石灰),氧化钙和水反应生成氢氧化钙(熟石灰),得到浆状物质。
(6)反应前中为+4价,反应后单质为0价,化合价降低;从0价变为中的+2价,化合价升高,因此化合价降低的元素是。
热●点●限●时●训●练
(30分钟限时练)
1.(2026·广东肇庆·二模)通过对ZrO2负载Rh的单原子催化剂进行掺杂,可调控CO2和H2选择性生成CH4或CO,过程如图。下列说法正确的是
A.X的化学式为CO
B.反应中的催化剂属于合金
C.钠通过抑制Rh对H2的活化提高了Y的选择性
D.HCOO*路径与COOH*路径的产物完全不同
2.阅读下面科普短文,回答相关问题:
在工业生产中,常会产生大量含强酸的废水,若直接排放将严重污染水体和土壤。处理这类含强酸的废水的传统方法是利用中和反应,即碱与酸反应生成盐和水。但传统方法会产生大量难处理的污泥。
近年来,一种名为金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)的新兴多孔材料,为废水处理提供了更优方案。MOFs是由金属离子(如锌离子、铜离子)与有机连接分子自组装形成的三维网状晶体材料,其内部拥有巨大的比表面积和高度有序的孔道,像一块极度蓬松的“智能海绵”。
这种材料的“智能”体现在其孔道表面可以被精确设计和修饰。科学家通过改变有机连接分子的结构,让MOFs的孔壁带上特定的碱性官能团(如氨基,-NH2)。当酸性废水通过由这种MOFs填充的吸附柱时,废水中的氢离子(H+)会迅速被孔壁上的碱性基团捕获,发生类似中和反应的过程,从而高效去除酸性物质。
与传统方法相比,MOFs吸附剂具有诸多优势;吸附容量大、速度快;材料可回收再生,通过简单清洗即可重复使用,不产生固体废物;更重要的是,其设计性强,可通过更换金属离子和有机分子,定制化吸附不同污染物,展现出“功能可裁剪”的迷人特性,已成为环保新材料领域的一颗明星。
(1)传统方法处理含强酸的废水的主要不足是________。
(2)与传统方法相比,MOFs吸附剂具有的优势有________(填一点即可)。
(3)MOFs材料能捕获废水中的______(填离子符号),从而高效去除酸性物质。
3.第十五届全运会于2025年11月9日~21日由粤港澳三地联合举办,在绿色环保、科技创新、文化融合、全民参与等方面呈现诸多亮点。
(1)绿色环保节能。
①火炬燃料为100%生物航煤。与传统化石燃料(如汽油、柴油)相比,该生物航煤燃烧时全生命周期零碳排放,核心原因是其原料“地沟油”属于___________(填“可再生”或“不可再生”)资源,且燃烧产物中不含额外的____________(填化学式),避免加剧温室效应。
②吉祥物铸件材料。16个全运会吉祥物“喜洋洋”与“乐融融”铸件全部采用环保再生铜材,严格遵循绿色制造标准。金属资源回收利用的一条优点____________。
(2)科技创新。广州天河体育中心外窗采用隔热铝合金窗框搭配低辐射中空玻璃,这种材料能大量反射太阳辐射,降低室内空调负荷,铝合金密度小,抗腐蚀性能好。铝具有抗腐蚀性的原因__________(用化学方程式表示)。
4.(2026·安徽淮南·一模)阅读下面材料,回答问题。
2026年1月8日,我国“神舟21号”载人飞船成功发射。“神舟21号”载人飞船在轨运行期间,生命保障系统为航天员提供了稳定的生存环境,其核心环节包括二氧化碳吸收与水的净化循环。航天员的生活废水(如洗漱水、冷凝水)经多级净化处理(包括过滤、吸附、消毒)后,可转化为饮用水循环利用,其中活性炭的吸附作用能去除水中的色素和异味;消毒环节常用高铁酸钾(),其消毒原理是依靠自身的强氧化性;飞船内航天员呼吸产生的可通过与固体氢氧化锂()反应被吸收,该反应能有效降低舱内浓度。
(1)多级净化处理中有过滤、吸附和消毒等操作,这三种操作中属于化学变化的是_____。
(2)高铁酸钾()中铁元素的化合价为____价。
(3)的化学性质与类似,写出吸收的化学方程式:________。
(4)生活舱内废水经净化后可循环利用,其优点是________(答一点即可)。
5.《天工开物》记载了古代采铜、炼铜、制备铜合金及铜器加工等工艺。
【开采与处理】“凡铜砂在矿内,淘洗去土滓(即渣)。”
(1)淘洗的目的是___________。
【入炉冶炼】“凡铜砂入炉,与木炭同煅,火力到时,铜质如流,泻出成砣。”
(2)已知铜的熔点为,为达到“铜质如流”的状态,火炉的温度应___________。要使木炭充分燃烧,冶炼工匠可以进行的操作是___________。
【合金炼制】“以炉甘石或倭铅(即锌)参和,转色为黄铜。”
(3)转色为黄铜后,硬度变___________。
【铜器加工】“锤镯(铜铃)与丁宁(铜钲),则先铸成圆片,然后受锤。”
(4)推测铜的物理性质是___________。
6.2026年中国载人航天工程将继续推进空间站应用与发展,为推动科技强国、航天强国建设贡献力量。
(1)同学们通过调查了解到航天器上常用的几种材料及其最突出的性能如图所示。
①“整流罩”可以减小飞行器飞行过程中复杂环境的影响,既不会阻挡雷达探测,又能起到防护作用,你认为上述材料中最适合制作“整流罩”的是___________。
②航天器的天线用钛镍形状记忆合金制作。已知镍的金属活动性介于铁、铜之间。提供下列试剂:溶液有溶液、溶液、溶液,金属丝有、、。请设计一组可以验证这三种金属活动性顺序的试剂:___________。
(2)如图为我国空间站航天员出舱时所穿的舱外航天服的结构剖面图。
①航天员舱外航天服隔热层使用的聚氨酯橡胶是___________材料。
②舒适层是由特殊防静电处理的棉布制成的,能避免引发火灾,而涤纶容易产生静电,区别棉布和涤纶面料的方法是___________。
7.(2026·广东佛山·模拟预测)电制气技术(PtG)利用甲烷化反应,有望解决碳排放难题,原理如图。
(1)用如下图吸收剂捕捉______更合适,理由是______。
吸收剂
吸收速率
价格(元/kg)
再生能耗
KOH
更快
6.8
更大
NaOH
快
2
较低
(2)甲烷化主反应为 通过该反应制备32kg 理论上可消耗多少kgCO2?______(写计算过程)。
(3)实际生产中,还发生副反应 一定质量的完全反应,在不同温度下测得CH4与CO的质量分数如下图。______℃时,对主反应更有利。时,主反应消耗的质量分数为______ (精确到0.1%)。
(4)PtG技术独特优势还有______ (写一点)。
8.(2026·广东东莞·二模)草木染是我国的一种传统非遗染色技艺,基本工艺流程有碱煮、酸洗、漂白、染色、质检等环节。某校“化学奇苑”学生社团就此开展研学活动。
【查阅资料】古代在没有烧碱的情况下,采用如图1所示的工艺制取“碱煮”所需的碱。
(1)属于______(填物质类别),是草木灰的主要成分。
(2)“加水搅拌”过程中发生化学反应,写出其中属于复分解反应的化学方程式:______。
【实地走访】同学们在研学工作坊了解到,“碱煮”之后进行“酸洗”,是为了除去布料上残留的碱液。
(3)用稀硫酸“酸洗”时需要控制反应温度在45℃左右,可能的原因有______(填序号)。
A.温度过高,硫酸易挥发
B.温度过高,布料的强度和韧性会受损
C.温度过低,硫酸不与残留的碱反应
D.温度过低,酸洗速率慢,酸洗不充分
【交流反思】有同学提出疑问:为什么不用稀盐酸调节水洗液的pH?
(4)向两份等体积、等浓度的溶液中分别滴入一定量的稀盐酸和稀醋酸,其pH变化如图2所示,表明稀盐酸不宜用来调节水洗液的pH。你对该疑问的解答是______。
【生活应用】传统美食松花蛋制作工艺也用到了草木灰,其腌制配料:生石灰、草木灰、食盐、水等
(5)同学们收集松花状结晶并对其展开研究,经仪器分析发现其为富含的难溶物。
①提出假设:松花状结晶的主要成分为:a.;b.______;c.两者都有。
②进行实验:
实验操作
实验现象
结论
取结晶,向其中滴加过量的稀盐酸
固体溶解,____________
假设b成立
(6)为探究松花状结晶形成过程中的来源,用原子吸收分光光度法测定腌制过程中鸭蛋不同部位的含量,结果如图所示,形成结晶的来自于______。
9.(2026·广东广州·一模)氨(NH3)是一种极具发展潜力的能源载体。
Ⅰ.绿氨的生产
(1)上述生产过程使用绿电,“绿”体现在_____。
(2)电解水和分离空气获得的物质中,有一种是相同的,该物质的化学式为_____。
Ⅱ.绿氨的利用
(3)作燃料。NH3在氧气中燃烧生成氮气和水,化学方程式为_____。写出用NH3作燃料的一个优点_____。
(4)作储氢载体。经过“H2→NH3→H2”的转化,实现H2的储存、运输和释放。相关物质的信息如表:
物质
密度/(kg/m3)(液态)
沸点/℃(101kPa)
爆炸极限(体积分数)
着火点/℃
储运状态
H2
70.8
-252.9
4%~74%
585
液氢
NH3
617
-33.5
15%~28%
651
液氨
①关于NH3可作储氢载体的原因分析,合理的是_____(填字母)。
A.NH3是无色气体,易溶于水 B.液氨汽化时,吸收大量的热
C.NH3爆炸极限最小值大于H2,更安全 D.NH3比H2更易液化,对设备要求低
②释放H2时,NH3分解只生成N2和H2。个NH3分子完全分解,释放出_____个H2分子。
(5)如图所示的物质转化中,可作储氢载体的物质是_____(写化学式)。
10.(2026·广东佛山·模拟预测)镁燃烧会发出耀眼的白光,用于制造烟花和镁光灯。各种镁合金也广泛应用于生产生活、航空航天、医学和储氢等领域。手机、笔记本外壳用镁合金,既轻薄又坚固耐摔;飞机、火箭用镁合金,减重提速还能屏蔽电磁干扰;镁合金制成骨钉,植入人体后不需二次手术取出;镁基储氢合金能在常温常压下储存和运输氢气,未来有望成为燃料电池车的“移动氢库”,其储氢和释氢过程如图。
回答下列问题:
(1)燃放烟花时,镁和氧气反应的化学方程式为______。
(2)推测镁合金的性质有______。
a.密度小 b.强度低 c.抗电磁干扰 d.生物相容性差
(3)MgH2中氢元素的化合价为______。“储氢”过程发生______反应(填基本反应类型)。
(4)镁还能与H2O发生反应,储氢前需对氢气进行______。
(5)镁基储氢合金储氢的优势有______ (写一条)。
11.(2026·湖南娄底·二模)阅读下面文章。
2025年我国首座自主设计的“海上风电+海水制氢”平台在上海东海海域建成,制氢技术在我国的重视下取得突破性进展。氢气广泛从水、化石燃料等含氢物质中制取,依据制取方式和碳排放量不同,将制取的氢分为“绿氢”“蓝氢”以及“灰氢”三种(如图)。
“绿氢”与二氧化碳反应生成甲醇,甲醇被科学家称为太阳能的最佳载体。
回答下列问题:
(1)我国已经实现了“绿氢”发电并网,其能量的转化方式是将___________能转化为电能。
(2)“蓝氢”结合碳捕集和封存技术,实现低碳制氢,其中一种方法是利用海水实现“碳捕集”,写出发生反应的化学方程式:___________。
(3)请你写出生产“绿氢”原料中的一种可再生能源:___________。
(4)人们正在利用和开发其他新能源,不但能缓解化石能源面临耗尽的困境,还可以___________。
12.阅读科普短文,回答下列问题。
“绿色燃料”2026年首次被写入政府工作报告,成为“十五五”时期国家要培育的新增长点。绿色燃料主要指的是绿色氢能、绿色甲醇、绿色氨和可持续航空燃料等。在当前的地缘局势下,发展绿色燃料显得尤为重要。同时,绿色燃料产业还能消纳国内富余的风电、光伏资源,推动绿色转型,利用风电、光伏电解水制取氢气,再和空气中的氮气合成绿氨。
可持续航空燃料(SAF)是替代传统化石航油的绿色航空液体燃料。它是以废弃油脂、农林废弃物、城市垃圾、绿氢等非化石原料生产,其生产流程可表示为:
可持续航空燃料(SAF)具有三大核心特点:
(1)原料可持续性。利用废弃食用油脂(地沟油)、餐饮废油等作原料经过化学加工即可制得;
(2)降碳效果极强。全生命周期碳减排80%~85%,部分技术路线接近零;
(3)即插即用。化学性质与传统航油几乎一致,无需改造发动机、加油系统。
(1)光伏电解水制取氢气技术,实现了“_______能→电能→化学能”的转化。
(2)利用风电、光伏电解水制取氢气的化学方程式为_______。
(3)传统航油燃烧会生成,过多的排放会导致的环境问题是_______。
(4)下列关于可持续航空燃料(SAF)的说法错误的是_______。
A.SAF属于可再生能源 B.SAF的使用可缓解人类能源危机 C.SAF的生产过程只涉及物理变化 D.SAF与传统航油的化学性质相似
13.(2026·贵州贵阳·一模)全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号 ”在贵州建成投运。
(1)火电厂利用煤燃烧_______ (选填“放出 ”或“吸收 ”)的热量发电。
(2)将 CO2 气体转化为超临界状态后作为能量传递介质,替代传统火电高温水蒸气介质完成发电循环。超临界状态是介于液态、气态之间的特殊状态,密度略小于液态,同时拥有近似气液态超临界状态态分子的自由运动特性。
① 超临界 CO2 、液态 CO2 、气态 CO2 三者化学性质相同,其微观本质是___________ 。
② 如图为相同体积二氧化碳在不同状态时的微观示意图,请补充画出超临界状态下的示意图___________。
(3)传统火电水蒸气发电机组与超临界 CO2 发电机组对比如下。
项目
传统火电水蒸气发电机组
超临界CO2发电机组
介质种类
水(H2O)
二氧化碳(CO2)
变化过程
液态水吸热,气态水放热
始终保持超临界状态
变化类型
_________
物理变化
① 补充完善表格___________。
② 超临界 CO2 发电机组能耗大幅减少的原因___________ 。
(4)工业上可用 CO2 与H2 在一定条件下反应生产甲醇(CH3OH) ,反应的化学方程式为: CO2+3H2CH3 OH + H2 O ,反应过程的微观示意图如下。
① 图中“ ”表示的是 ___________ 原子。
② 若 44 吨二氧化碳与氢气完全反应,理论上可生产甲醇的质量是___________ 吨。
14.“低碳行动与可持续发展”已成为全球共识,我国力争在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。化学兴趣小组在老师的协助下开项目式探究。
任务一:自然界“碳循环”
(1)图1生物圈中,二氧化碳通过________转化为葡萄糖()。
任务二:实验室“捕碳”
小组同学设计了如下实验,认识到可以利用水或碱溶液“捕集”二氧化碳。
(2)如图2甲所示,分别加入等体积的水和氢氧化钠溶液,不断振荡,容器内二氧化碳的浓度降低情况如图2乙所示。图2乙中对应加入氢氧化钠溶液的曲线是________(填字母)。
(3)已知:①如图3实验条件下,溶液的,溶液的;
②溶液能与、进一步反应生成。
实验装置如图3甲所示,装置C中溶液随时间变化如图3乙所示,则50s时装置C溶液中的溶质是________。
任务三:实践中“封碳”
(4)封存是将捕集到的气态压入地层深处或注入海底。加压“封存”过程中,二氧化碳由气态转变为液态或固态,请你从微观角度解释该变化:________。
任务四:智慧“用碳”
小组同学通过查阅资料,了解到我国某研究团队研制的Cu-CuI复合催化剂,实现了二氧化碳高效制备乙烯(),如图4为反应的微观示意图。
(5)该反应中,两种生成物分子的个数比为________。
任务五:设计低碳行动方案
(6)在老师指导下,同学们初步确定低碳行动方案如下:
低碳途径
个人行为
国家工程
减少排放
________
加快能源转型
增加吸收
种花、种树等
积极实施碳汇
公司2 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$