
廣袤無際的自然界是一個碳的世界。碳在自然界中的循環(huán)變化,對于生態(tài)環(huán)境有極為重要的意義。
隨著工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展和人們生活水平的提高,排入大氣中的CO2越來越多,導(dǎo)致溫室效應(yīng)增強。減少CO2排放,實現(xiàn)碳中和,已成為全球共識。碳替代、碳減排、碳封存、碳循環(huán)是實現(xiàn)碳中和的4種主要途徑??茖W(xué)家預(yù)測,到2050年,4種途徑對全球碳中和的貢獻率如圖1。
CO2的吸收是碳封存的首要環(huán)節(jié),常選用NaOH、氨水、一乙醇胺等作吸收劑。在研究膜吸收法吸收CO2時,研究人員通過實驗比較了一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸鉀3種吸收劑對煙氣中CO2的脫除效果,其結(jié)果如圖2。
我國提出2060年前實現(xiàn)碳中和,彰顯了負責(zé)任大國的作為與擔(dān)當(dāng)。實現(xiàn)碳中和人人有責(zé),讓我們從衣食住行點滴做起,節(jié)約能源,低碳生活。
依據(jù)文章內(nèi)容問答下列問題:
(1)自然界碳的循環(huán)中,化石燃料燃燒__________(填“吸收”或“釋放”)CO2。
(2)由圖1可知,到2050年,對全球碳中和貢獻率最大的途徑是_____________。
(3)用NaOH溶液吸收CO2,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。
(4)判斷下列說法是否正確(填“對”或“錯”)。
①由圖2可知,隨煙氣流速增大,CO2脫除效果增強。______________
②節(jié)約用電,綠色出行,有助于實現(xiàn)碳中和。______________
(5)對比圖2中三條曲線,得出的結(jié)論是:在實驗研究的煙氣流速范圍內(nèi),當(dāng)煙氣流速相同時,______________。
2.【2022山東棗莊】閱讀下列材料,回答相關(guān)問題。
《2050年世界與中國能源展望》中提出,全球能源結(jié)構(gòu)正在向多元、清潔、低碳轉(zhuǎn)型。太陽能的利用是熱門研究方向之一。例如,可以利用太陽能將水轉(zhuǎn)化為H2,某種光分解水的過程如圖一所示,產(chǎn)生的H2在一定條件下與CO2反應(yīng)合成液態(tài)燃料CH3OH(甲醇)。也可以在太陽光照下,通過光依化將H2O、CO2直接轉(zhuǎn)化為CH3OH、H2、CO、CH4等太陽能燃料(圖二)。另外,還可以利用照明燈、人體散發(fā)的熱量等生活中隨處可見的成熱發(fā)電,我國研發(fā)的“柔性、可裁剪碲化鉍(Bi2Te3)/纖維素復(fù)合熱電薄膜電池”,能充分貼合人體體表,實現(xiàn)利用體表散熱為藍牙耳機、手表、智能手環(huán)等可穿戴電子設(shè)備供電(圖三)??梢钥闯?,在新能源的開發(fā)和利用中,化學(xué)起著不可替代的作用。
(1)圖一轉(zhuǎn)化過程中循環(huán)利用的物質(zhì)有Fe3O4和 ;與電解水相比,該方法的優(yōu)點是 。
(2)通過光催化得到太陽能燃料,該過程是將光能轉(zhuǎn)化為 能;太陽能燃料充分燃燒的化學(xué)方程式為 (寫其中一個即可)。
(3)下列說法正確的是 (填字母標號)。
A.能源結(jié)構(gòu)向多元、清潔、低碳轉(zhuǎn)型
B.太陽能屬于不可再生能源
C.生活中的廢熱無法利用
D.化學(xué)與新能源開發(fā)密切相關(guān)
3.【2022湖南衡陽】閱讀下面科普短文:
2004年,科學(xué)家成功地從石墨中分離出單層的石墨片(有人稱為石墨烯),其層內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)如圖1.這種單層的石墨片有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和其他奇特性質(zhì)。
石墨烯是由碳原子構(gòu)成的一層或幾層原子厚度的晶體,在電子、復(fù)合材料、醫(yī)療健康等多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用,不同領(lǐng)域的應(yīng)用分布如圖2
紡織領(lǐng)域是石墨烯應(yīng)用的新興領(lǐng)域。紡織面料摻入石墨烯后,在低溫情況下,石墨烯可將來自遠紅外線的熱量傳送給人體,改善人體微循環(huán)系統(tǒng),促進新陳代謝。另外,紡織面料中的石墨烯片層結(jié)構(gòu)中含有豐富的含氧基團,影響菌體的正常代謝,從而使菌體無法吸收養(yǎng)分直至死亡。
隨著科技水平的提升,石墨烯作為一種基本材料,其應(yīng)用會有越來越多的可能。
請依據(jù)文章內(nèi)容回答下列問題:
(1)石墨烯的物理性質(zhì)有_______。(任寫一條)
(2)石墨烯應(yīng)用占比最高的領(lǐng)域是_______。
(3)紡織面料摻入石墨烯后具有的優(yōu)點有_______。(任寫一條)
4.【2022山西中考】閱讀材料
火山噴發(fā)
2022年1月14日,位于南太平洋的湯加島嶼發(fā)生火山大噴發(fā),其威力之大,令世界擔(dān)憂。衛(wèi)星照片顯示,此次火山噴發(fā)過程中釋放出了大量的能量,火山灰、蒸汽和氣體在太平洋藍色的海面上升騰而起,噴發(fā)的火山柱直徑約5千米,高約20千米,呈蘑菇狀籠罩在火山上空,導(dǎo)致空氣有毒,石油泄漏,海鳥死亡,甚至幾公里外都能聞到異味,嚴重威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦纳睢4罅炕鹕交覐浡诳罩?,地表溫度驟降,對植被產(chǎn)生較大影響。
火山噴發(fā)的原因是由于地殼板塊的移動,巖石(如石灰石)被推入熔巖下,變成巖漿,釋放出大量氣體,熾熱的巖漿在火山下方流動,當(dāng)蒸汽穿過巖石時,噴發(fā)點就會積聚壓力,巖石受壓破裂,氣體迅速釋放導(dǎo)致劇烈的噴發(fā)。
閱讀分析,解答問題:
(1)火山噴發(fā)產(chǎn)生的有害氣體有什么?______(寫1種)。
(2)請用化學(xué)方程式解釋火山噴發(fā)過程中釋放出大量氣體的原因。______。
(3)火山灰彌漫在空中,引起地表溫度驟降的原因是什么?______。地表冷卻對農(nóng)作物會產(chǎn)生什么影響?______。
(4)火山噴發(fā)釋放的能量來自哪一種能源?地?zé)崮苋绻@種能源被開發(fā)利用,可緩解人類面臨的什么問題?______。
5.【2022湖南長沙中考】認真閱讀下列材料,回答有關(guān)問題。
2021年12月9日,神舟十三號乘組三位航天員在空間站進行太空授課。大家有幸再一次觀看“天宮課堂”,體驗科學(xué)的魅力。在這次太空課堂中,我們看到了一個神奇的畫面:泡騰片在水球中產(chǎn)生大量的氣泡,這些氣泡竟然沒有到處“亂跑”。
泡騰片是生活中常見的物質(zhì),泡騰片在水中溶解后,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體,該氣體是二氧化碳,能與水反應(yīng)生成碳酸。由于失重,神奇畫面中的大部分氣泡停留在液體球中,極少部分小氣泡由于速度較快脫離水球,從而釋放出香味。
二氧化碳屬于___________(填“單質(zhì)”或“化合物”);二氧化碳中氧元素的化合價為___________價:二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸(),該反應(yīng)屬于___________反應(yīng)(填“化合”或“分解”)。
6.【2022江蘇蘇州中考】閱讀下列材料,回答相關(guān)問題。
生命保障系統(tǒng)是中國空間站實現(xiàn)在軌長期運行的關(guān)鍵,該系統(tǒng)包括電解制氧、水處理、二氧化碳及微量有害氣體去除等子系統(tǒng)。
電解制氧技術(shù)是目前公認最具合理性的空間站氧氣補給技術(shù),利用太陽能電池板供電,電解1L水能產(chǎn)生約620L氧氣,可滿足1名宇航員一天的需要。水中加入氫氧化鉀可提高電解水效率,隨技術(shù)進步,氫氧化鉀逐漸被固體電解質(zhì)等替代。電解水產(chǎn)生的氫氣與宇航員呼出的二氧化碳在催化劑作用下生成水和甲烷,水可循環(huán)使用。
水處理系統(tǒng)主要是將水蒸氣、汗液、尿液和生活廢水等進行處理,其過程包括凈化、低壓(10kP左右)蒸餾和冷凝。經(jīng)過該系統(tǒng)處理的水達到飲用水標準,且水的回收率達80%以上,回收的水用于宇航員生活用水和電解制氧。
(1)電解制氧時,電池板的能量轉(zhuǎn)化形式:___________轉(zhuǎn)化為電能。
(2)電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比理論上為___________(相同條件)。
(3)氫氧化鉀可提高電解水效率,因為其溶于水產(chǎn)生自由移動的___________(填微粒符號)。
(4)空間站中,氫氣與二氧化碳在催化劑作用下反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。
(5)水蒸餾時,減小壓強可使水的沸點___________(填“升高”或“降低”)。
7.【2022湖南岳陽中考】認真閱讀下列材料,回答有關(guān)問題。
目前天然氣的需求量在不斷增加,經(jīng)多年努力我國自主大型煤制天然氣甲烷化技術(shù)取得重大突破。甲烷化是在高溫、高壓和催化劑的作用下,把煤氣化生成的一氧化碳和二氧化碳分別與氫氣催化生成甲烷,其中甲烷化催化劑在這個化學(xué)反應(yīng)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
摘自《中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考》2022 年第 3 期
(1)煤、天然氣都屬于不可再生能源,可以開發(fā)利用的新能源有______(寫一種即可);
(2)一氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的原理可以表示為:,則二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的原理為______(填化學(xué)方程式);
(3)材料中提到將煤變?yōu)榍鍧嵉奶烊粴獾年P(guān)鍵條件是______。
8.【2022四川南充】閱讀下列科普短文
氣候變化是人類面臨的巨大挑戰(zhàn),世界各國以全球協(xié)約的方式減排溫室氣體。中國政府提出在2060年前實現(xiàn)“碳中和”?!疤贾泻汀笔侵竿ㄟ^植樹造林、節(jié)能減排等形式,抵消人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生的二氧化碳等溫室氣體排放,實現(xiàn)正負抵消,達到相對“零排放”。
影響二氧化碳排放的主要因素是人類消耗的化石能源急劇增加,排入大氣中的二氧化碳增多。我國近年部分行業(yè)二氧化碳年排放量如圖所示:
溫度和pH對硼氫化鈉水解半衰期(t1/2)的影響
氫氣代替化石燃料能有效減少二氧化碳排放。目前已有多種制取氫氣技術(shù),其中硼氫化鈉水解制氫法有儲氫量高、使用安全等優(yōu)點。硼氫化鈉的水解的半衰期(t1/2)受溫度和pH影響,根據(jù)Kreevy等人提出的經(jīng)驗公式計算所得數(shù)據(jù)見上表。
“碳捕獲和碳封存”也可以減少二氧化碳排放,“碳封存”可從大氣中分離出二氧化碳將其壓縮液化泵入地下長期儲存。
依據(jù)文章內(nèi)容,回答下列問題:
(1)“碳中和”戰(zhàn)略的實施有利于控制_______________。
(2)工業(yè)行業(yè)大類中,___________行業(yè)CO2年排放量最多。
(3)石油化工行業(yè)中天然氣(主要成分是CH4)完全燃燒的化學(xué)方程式為____________。
(4)“碳封存”可將CO2壓縮至地下儲存,其原因是____________(從微觀角度解釋)。
(5)硼氫化鈉水解的半衰期(t1/2)受溫度和pH影響的規(guī)律是_____________。
9.【2022湖北十堰中考】閱讀材料,完成下列小題
2022年北京冬奧會秉承“綠色、開放、共享、廉潔”理念,是首個真正實現(xiàn)“碳中和”的奧運會。中國奧運健兒奮力拼搏,實現(xiàn)了全項目參賽,金牌和獎牌數(shù)取得了歷史性突破。本屆冬奧會是在全球新冠肺炎病毒蔓廷的背景下我國舉辦的一屆精彩、安全的全球性體育盛會,彰顯了中國智慧和大國擔(dān)當(dāng)。
【2022湖北十堰中考】生活中的下列常見物質(zhì)不屬于溶液的是( )
A. 牛奶B. 生理鹽水C. 蘇打水D. 碘酒
【2022湖北十堰中考】下列做法沒有體現(xiàn)綠色理念的是( )
A. 采用光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電為北京冬奧會場館提供電力支持
B. 采用清潔低碳的二氧化碳跨臨界直冷技術(shù)制冰造雪
C. 在賽事場館附近和周圍大力植樹植草
D. 鼓勵市民乘坐私家車觀看奧運賽事
【2022湖北十堰中考】下列冬奧會比賽用品的材料不屬于合成材料的是( )
A. 冰壺壺體——天然石材
B. 滑雪板基礎(chǔ)材料——聚乙烯
C. 護目鏡鏡片——聚碳酸酯
D. 冰球——合成橡膠
10.【2022安徽】閱讀下列科技短文并回答問題。
過氧化氫可用于消毒殺菌,具有不穩(wěn)定性。將水蒸氣冷凝在硅,玻璃,塑料、金屬等材料表面,均發(fā)現(xiàn)了過氧化氫的存在。
研究顯示:水蒸氣冷凝為粒徑小于10微米的液滴時,部分水分子會轉(zhuǎn)化為過氧化氫分子。水微滴中形成的過氧化氫含量隨液滴尺寸的增大而減少。過氧化氫的產(chǎn)生量與溫度,溫度等環(huán)境條件密切相關(guān)。當(dāng)使用硅材料、相對溫度為55%時,得到過氧化氫的最大濃度隨溫度變化關(guān)系如下圖所示。
(1)文中涉及到的有機合成材料是______。
(2)過氧化氫不穩(wěn)定的原因是______(用化學(xué)方程式表示)。
(3)下列說法錯誤的是______(填字母序號)。
A. 水蒸氣在冷凝過程中可能發(fā)生化學(xué)變化
B. 水蒸氣在玻璃表面冷凝得到的液滴一定為純凈物
C. 一定條件下,水蒸氣冷凝可用于材料表面的綠色消毒
D. 水蒸氣冷凝為水流時,水分子間的間隔減小
(4)圖中a點(-2.8℃)未生成過氧化氫的原因可能是______。
11.【2022湖南郴州】亞硝酸鈉(NaNO2)是一種工業(yè)用鹽,它有毒、有咸味,外形與食鹽相似,人若誤食會引起中毒,危害人體健康,甚至致人死亡。我國曾發(fā)生過多次將工業(yè)用鹽誤作食鹽用于烹調(diào)而引起的中毒事件。在化學(xué)老師的指導(dǎo)下,化學(xué)興趣小組同學(xué)從以下兩個方面對亞硝酸鈉和氯化鈉進行對比探究,請同學(xué)們完善下列實驗結(jié)論:
(1)物理性質(zhì):
亞硝酸鈉和氯化鈉都是___________色固體,___________溶于水(填“難”或“易”)。
(2)化學(xué)性質(zhì):
①亞硝酸鈉中氮元素的化合價是___________價;
②亞硝酸鈉溶液能使無色酚酞溶液變成紅色,說明亞硝酸鈉溶液顯___________性;氯化鈉溶液不能使紫色石蕊溶液變色,說明氯化鈉溶液顯___________性;
③亞硝酸鈉溶液和氯化鈉溶液都能和硝酸銀溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成難溶于水的白色沉淀。請寫出亞硝酸鈉溶液和硝酸銀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________。
12.【2022湖北黃石中考】閱讀材料,回答下列問題。
宇航服材料揭秘
2022年6月5日10時44分,神州14經(jīng)過約577秒順利到達預(yù)定軌道,再次告知世人,中國已是當(dāng)今世界太空強國之一。探索太空很大程度上取決于宇航服研究和航天技術(shù)的融合。宇航服是保障航天員的生命活動和工作能力的個人密閉裝備。
中國科學(xué)家們研發(fā)出了三種類型的宇航服,即艙內(nèi)宇航服(IVA)、艙外宇航服(EVA)、艙內(nèi)/艙外宇航服(IEVA)。
整套艙外宇航服的編制層數(shù)多達十?dāng)?shù)層,每層基本都是不同的材料,每層執(zhí)行不同的功能。最內(nèi)層由尼龍經(jīng)編材料制成,另一層由彈性可穿戴聚合物氨綸組成,還有一層尼龍聚氨酯涂層,這層編織物會參與宇航服的加壓。在壓力抑制層中,編織結(jié)構(gòu)由滌綸、聚酯化合物組成。其他合成編織物還有氯丁橡膠、鍍鋁聚酯薄膜、凱夫拉纖維、Grtex(一種防風(fēng)、防水、透氣薄膜材料)、Nmex(耐熱性能在250℃內(nèi),有過濾和絕緣效果)等。
除了合成纖維以外,其他混合原料也必不可少。如上軀干的玻璃纖維是主要材料;太空行走期間還有氫氧化鋰作為去除二氧化碳和水蒸氣的過濾器;宇航服的電池結(jié)構(gòu)有一部分來自于銀鋅混合物;頭盔部分主要由聚碳酸酯材料組成……
(1)尼龍、滌綸屬于______。
A. 天然纖維B. 合成纖維
(2)氯丁橡膠屬于合成橡膠,與天然橡膠相比,它具有高彈性、絕緣性,這兩種性質(zhì)都屬于______。
A. 物理性質(zhì)B. 化學(xué)性質(zhì)
(3)鋰和鋁的利用要比銅和鐵晚的多,其實質(zhì)原因主要是鋰和鋁的金屬活動性比銅和鐵______。
A 弱B. 強
(4)宇航服中,生命維持系統(tǒng)可以看作一個獨立的背包裝置,這里面?zhèn)溆须娫?、通風(fēng)風(fēng)扇和通訊設(shè)備、二氧化碳去除過濾器、______。
A. 氧氣B. 氮氣
(5)氫氧化鋰(LiOH)的性質(zhì)與NaOH相似,可以與CO2反應(yīng),寫出氫氧化鋰與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式______。
溫度/℃
pH
t1/2/天
0
25
50
75
100
8
3.010-2
4.310-4
6.010-3
8.510-6
1.210-6
10
3.010-1
4.310-2
6.010-2
8.510-4
1.210-4
12
3.0101
4.3100
6.010-1
8.510-2
1.210-2
14
3.0102
43102
6.0101
8.5100
1.2100
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