相关试卷

小组同学设计了水草鱼缸的CO₂自动补给装置如图所示。资料：$\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$在饱和碳酸氢钠溶液中的溶解量极少。

【提出问题】产生的大量气泡可能含有什么物质?

【查阅资料】过碳酸钠$\left(2\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3\cdot 3{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2\right)$外观为白色固体， 具有Na₂CO₃和H₂O₂的双重性质，过碳酸钠易溶于水，遇水、受热易分解。

“可燃冰”是由水分子和气体分子（主要为甲烷）在高压、低温下组成的笼状结晶化合物，可用CH₄·nH₂O来表示。可燃冰广泛分布在海底和冻土层。开采可燃冰的方法有：置换法——将工业捕集的CO₂通过海洋钻井平台注入深海可燃冰储层，置换CH₄的同时将CO₂封存于海底。降压法——通过降低可燃冰储层的压力促使可燃冰分解成天然气与水，该反应吸收大量热，若热补给缓慢则会导致产气效率较低。原位补热降压充填法——热补给，并突破了可燃冰分解后储层出现空隙会导致地质结构不稳定的问题，其原理如图所示。

氨能——未来清洁新能源

通常情况下，氨气（${\text{NH}}_3$）无色、有刺激性气味，密度比空气小，极易溶于水，常温加压即可被液化，液氨用途广泛，工业上常用作化肥、化工原料、制冷剂，也可用作液体燃料。在纯氧中完全燃烧的产物只有水和氮气。”

工业合成氨的历史已有一百多年，反应原理主要是${\text{H}}_2$和${\text{N}}_2$在高温、高压的条件下，经催化剂催化合成${\text{NH}}_3$。为解决合成转化率低的问题，反应后可将${\text{NH}}_3$从混合气体中分离出来，将未反应的${\text{H}}_2$和${\text{N}}_2$重新混合继续合成。在将来，氨燃料有望在航海、航空和燃料电池等方面得到广泛应用，氨能有望成为未来理想的清洁能源，将具有巨大的应用价值。

据央视新闻报道：我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统。

光伏发电制氢：利用太阳能产生的余电，将水分解并转化为氢气，可以得到“绿氢”。

固态储氢：利用固体与氢气发生物理吸附或化学反应等作用，可以把氢气储存起来。如镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生作用生成氢化镁(MgH₂)。

固态氢能发电：其形式之一是在一定条件下将固态储氢装置释放的氢气注入燃料电池。氢气在燃料电池中与氧气发生化学反应，产生直流电，可实现能量的转化，为我们提供“绿电”。

能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化，实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决了新能源发电的随机性、季节性波动强的难题。

随着绿色、循环、低碳等技术的不断发展，化学正在为建设美丽中国贡献巨大力量！

依据所给信息，回答下列问题：

方法一：煤气化生成一氧化碳和二氧化碳。在高温、高压和“甲烷化催化剂”的作用下，一氧化碳与氢气反应生成甲烷和水，同样在高温、高压和“甲烷化催化剂”的作用下，二氧化碳与氢气反应也

生成甲烷和水，其中“甲烷化催化剂”在这两个化学反应过程中发挥着至关重要的作用。

方法二：开发煤层气。煤层气指储存在煤层中，以甲烷为主要成分的烃类物质，俗称“瓦斯”，是与煤伴生、共生的气体资源。

方法三：开发可燃冰。可燃冰的主要成分是甲烷水合物，甲烷水合物能稳定存在的压强和温度范围如图所示。可燃冰一旦离开海床便迅速分解，容易发生井喷意外，还可能会破坏地壳稳定平衡，引发海底塌方，导致大规模海啸，所以可燃冰的开采困难。

根据以上材料，回答下列问题：

研究显示：水蒸气冷凝为粒径小于10微米的液滴时，部分水分子会转化为过氧化氢分子。水微滴中形成的过氧化氢含量随液滴尺寸的增大而减少。过氧化氢的产生量与温度、湿度等环境条件密切相关。当使用硅材料、相对湿度为55%时，得到过氧化氢的最大浓度随温度变化关系如下图所示。

在2025年9月3日纪念抗战胜利80周年的阅兵盛典上，8万只“环保气球”在激昂的乐声中同时升空，化作一道绚丽的彩虹。这不仅是视觉的盛宴，更是化学科技与环保理念的完美融合。

球皮的奥秘：这些气球并非普通橡胶，而是由天然乳胶制成。乳胶的主要成分是聚异戊二烯，其分子是由大量碳、氢原子通过共价键构成的长链结构。这种结构决定了它具有良好的弹性，但与传统难以降解的塑料(如聚乙烯)不同，乳胶分子链在光照、氧气和微生物作用下能逐渐断裂，最终转化为水、二氧化碳等无害物质，回归自然。

气体的选择：氢气$\left({\text{H}}_2\right)$密度小，曾是填充气球的常用气体。但它是一种极易燃易爆的气体，存在安全隐患。为确保绝对安全，基于化学性质的充分评估，工程师们最终选择了稀有气体氦气$\left(\text{He}\right)$。氦气密度同样远小于空气，且化学性质极度稳定。

依据材料和所学知识回答下列问题：

绚丽烟花美丽化学

烟花爆竹的历史可以追溯到我国的唐朝。最初的爆竹是燃竹而爆，随着时间的推移，人们在竹筒中放入硝石、硫磺和木炭等成分，发明了火药。到了宋朝，民间开始使用纸筒装裹火药，并用麻茎串成鞭炮。

现代烟花内部结构如图所示，开包药发生爆炸时，其中的硝酸钾(KNO₃)、硫粉和木炭三者反应生成硫化钾(K₂S)、氮气和二氧化碳，能炸开烟花外壳。效果药包括发光剂、发色剂等，燃烧时能产生绚丽多彩的光。其中发光剂主要是铝粉或镁粉，燃烧时能发出耀眼的白光。发色剂是一些含金属元素的化合物，这些化合物中的金属离子在火焰中灼烧时，会发出不同颜色的光，如碳酸锶(红色)、氯化钙(橙色)、硝酸钠(黄色)、氯化铜(蓝色)等。将不同的效果药按不同方式进行排列，可使烟花爆炸后产生不同的形状和图案。

烟花作为一种广受欢迎的娱乐用品，不仅在节日庆典中扮演着重要角色，也蕴含着丰富的历史文化，是中华民族智慧的结晶。

据联合国2024年发布的《全球空气状况报告》显示，空气污染已成为全球第二大死亡风险因素。我国新修订的《环境空气质量标准》增加了PM_2.5等监测指标，要求向社会及时公布PM_2.5实时监测数据。当PM_2.5含量过高，大气能见度就会变小，天空看起来灰蒙蒙的，气象学把这一现象叫做“灰霾天”。

近年来，我国工业结构正在向高端化、智能化、绿色化方向转型。图为近5年我国珠三角地区与东三省地区PM_2.5的年平均浓度变化曲线。

镁是一种年轻的金属，1808年英国化学家戴维用电解法最早制得少量的镁。镁呈银白色，熔点为649℃，质轻、密度为$1.74\text{ g}/{\text{cm}}^3$。镁的化学性质活泼，能与许多物质发生化学反应，镁能在氧气中燃烧，也能在氮气中燃烧，还能在二氧化碳中燃烧。工业上主要在通电的情况下电解熔融的氯化镁制取金属镁，同时生成氯气。烟花和照明弹里都含有镁粉，是利用了镁在空气中燃烧能发出耀眼的白光。