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16. (4分)2026年的政府工作报告中提出,坚持创新驱动发展,建设现代化产业体系。请分析图文信息,回答相关问题。
(1)图1:纯电动汽车的使用减少了对环境的污染,充电过程是将电能转化为能。
(2)图2:中国科学院研发了“液态阳光”技术,其部分反应模型如图3所示,即在二氧化钛(TiO$_2$)催化下,将二氧化碳转化为水和甲醇(CH$_3$OH),后者是当下重要的清洁燃料。其反应原理用化学方程式可表示为。该技术通过光伏捕获太阳能,最终将太阳能以液态燃料甲醇的形式储存并利用。从能量转化角度分析,该过程类似于植物的这一生理过程。
(3)图4:国产大飞机的机体主结构使用了铝锂合金材料。工业上采用电解熔融氧化铝的方法制备铝,图5是冶炼铝的装置示意图。冰晶石用来降低氧化铝的熔点,不参加反应。写出冶炼铝反应的化学方程式:。
(1)图1:纯电动汽车的使用减少了对环境的污染,充电过程是将电能转化为能。
(2)图2:中国科学院研发了“液态阳光”技术,其部分反应模型如图3所示,即在二氧化钛(TiO$_2$)催化下,将二氧化碳转化为水和甲醇(CH$_3$OH),后者是当下重要的清洁燃料。其反应原理用化学方程式可表示为。该技术通过光伏捕获太阳能,最终将太阳能以液态燃料甲醇的形式储存并利用。从能量转化角度分析,该过程类似于植物的这一生理过程。
(3)图4:国产大飞机的机体主结构使用了铝锂合金材料。工业上采用电解熔融氧化铝的方法制备铝,图5是冶炼铝的装置示意图。冰晶石用来降低氧化铝的熔点,不参加反应。写出冶炼铝反应的化学方程式:。
答案
解：
(1) 化学
(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{TiO_{2}} CH_{3}OH + H_{2}O}$；光合作用
(3) $\ce{2Al_{2}O_{3}(熔融)\xlongequal[冰晶石]{通电} 4Al + 3O_{2}\uparrow}$
(1) 化学
(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{TiO_{2}} CH_{3}OH + H_{2}O}$；光合作用
(3) $\ce{2Al_{2}O_{3}(熔融)\xlongequal[冰晶石]{通电} 4Al + 3O_{2}\uparrow}$
解析
【分析】
本题围绕实际应用考查化学基础知识点，需逐一分析各小问：
1. 充电过程的能量转化：充电是将电能转化为化学能储存，放电时再释放能量，据此判断第一空。
2. 化学方程式书写：根据题目给出的反应物（CO₂、H₂）、催化剂（TiO₂）、生成物（CH₃OH、H₂O），配平后写出方程式；能量转化角度，植物光合作用是将太阳能转化为化学能储存，该技术同理，对应生理过程。
3. 电解熔融氧化铝制铝：明确反应物（熔融Al₂O₃）、条件（通电，冰晶石作助熔剂）、生成物（Al、O₂），配平后写出化学方程式。
【解析】
(1) 充电过程是将电能转化为化学能储存，故填化学。
(2) 根据反应信息，反应物为CO₂和H₂，TiO₂作催化剂，生成物为CH₃OH和H₂O，配平后化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{TiO_{2}} CH_{3}OH + H_{2}O}$；该过程将太阳能转化为甲醇的化学能，与植物光合作用（将太阳能转化为化学能储存）类似，故填光合作用。
(3) 工业上电解熔融氧化铝制铝，冰晶石降低氧化铝熔点且不参与反应，反应的化学方程式为$\ce{2Al_{2}O_{3}(熔融)\xlongequal[冰晶石]{通电} 4Al + 3O_{2}\uparrow}$。
【答案】
(1) 化学
(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{TiO_{2}} CH_{3}OH + H_{2}O}$；光合作用
(3) $\ce{2Al_{2}O_{3}(熔融)\xlongequal[冰晶石]{通电} 4Al + 3O_{2}\uparrow}$
【知识点】
能量转化、化学方程式书写、电解反应
【点评】
本题结合新能源、工业生产实际，考查基础化学知识点，难度适中，需学生掌握常见能量转化形式、化学方程式配平及电解反应的书写规则。
【难度系数】
0.6
本题围绕实际应用考查化学基础知识点，需逐一分析各小问：
1. 充电过程的能量转化：充电是将电能转化为化学能储存，放电时再释放能量，据此判断第一空。
2. 化学方程式书写：根据题目给出的反应物（CO₂、H₂）、催化剂（TiO₂）、生成物（CH₃OH、H₂O），配平后写出方程式；能量转化角度，植物光合作用是将太阳能转化为化学能储存，该技术同理，对应生理过程。
3. 电解熔融氧化铝制铝：明确反应物（熔融Al₂O₃）、条件（通电，冰晶石作助熔剂）、生成物（Al、O₂），配平后写出化学方程式。
【解析】
(1) 充电过程是将电能转化为化学能储存，故填化学。
(2) 根据反应信息，反应物为CO₂和H₂，TiO₂作催化剂，生成物为CH₃OH和H₂O，配平后化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{TiO_{2}} CH_{3}OH + H_{2}O}$；该过程将太阳能转化为甲醇的化学能，与植物光合作用（将太阳能转化为化学能储存）类似，故填光合作用。
(3) 工业上电解熔融氧化铝制铝，冰晶石降低氧化铝熔点且不参与反应，反应的化学方程式为$\ce{2Al_{2}O_{3}(熔融)\xlongequal[冰晶石]{通电} 4Al + 3O_{2}\uparrow}$。
【答案】
(1) 化学
(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{TiO_{2}} CH_{3}OH + H_{2}O}$；光合作用
(3) $\ce{2Al_{2}O_{3}(熔融)\xlongequal[冰晶石]{通电} 4Al + 3O_{2}\uparrow}$
【知识点】
能量转化、化学方程式书写、电解反应
【点评】
本题结合新能源、工业生产实际，考查基础化学知识点，难度适中，需学生掌握常见能量转化形式、化学方程式配平及电解反应的书写规则。
【难度系数】
0.6
17.(6分)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的化学方程式为,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$\ce{CO_{2} + 4H_{2}\xlongequal{催化剂} 2H_{2}O + X}$,则X的化学式为。
(4)超氧化物(超氧化钾)可以与二氧化碳反应,实现氧气的再循环。推测反应的另外生成物中一定含有元素。
(5)空间站中需要的能量主要来自能。
(1)循环系统中,反应①的化学方程式为,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$\ce{CO_{2} + 4H_{2}\xlongequal{催化剂} 2H_{2}O + X}$,则X的化学式为。
(4)超氧化物(超氧化钾)可以与二氧化碳反应,实现氧气的再循环。推测反应的另外生成物中一定含有元素。
(5)空间站中需要的能量主要来自能。
答案
解：
(1) $\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$；分解
(2) 氧分子之间有间隔，受压时分子间的间隔减小
(3) $\ce{CH_{4}}$
(4) 钾、碳（或K、C）
(5) 太阳（或光）
(1) $\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$；分解
(2) 氧分子之间有间隔，受压时分子间的间隔减小
(3) $\ce{CH_{4}}$
(4) 钾、碳（或K、C）
(5) 太阳（或光）
解析
【分析】
本题结合空间站水、气循环系统，考察化学基础知识点，需逐一分析各问题：
(1) 反应①为电解水，回忆其反应原理，书写化学方程式并判断反应类型；
(2) 氧气能被压缩，从分子的基本性质（分子间有间隔）分析原因；
(3) 反应②依据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变，推导X的化学式；
(4) 根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，结合反应物元素组成推测生成物元素；
(5) 结合航天常识确定空间站主要能量来源。
【解析】
(1) 反应①是水在通电条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$；该反应由一种物质生成两种物质，符合“一变多”特征，属于分解反应。
(2) 氧气由氧分子构成，氧分子之间存在间隔，气体分子间间隔较大，受压时分子间间隔减小，因此氧气能被压缩。
(3) 根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。反应$\ce{CO_{2} + 4H_{2}\xlongequal{催化剂} 2H_{2}O + X}$中，反应前C原子1个、O原子2个、H原子8个；反应后2个$\ce{H_{2}O}$含H原子4个、O原子2个，故X含1个C原子和4个H原子，化学式为$\ce{CH_{4}}$。
(4) 超氧化钾含K、O元素，二氧化碳含C、O元素，反应生成氧气（含O元素），根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，因此另外生成物一定含钾（K）、碳（C）元素。
(5) 空间站所需能量主要来自太阳能（或光能）。
【答案】
(1) $\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$；分解
(2) 氧分子之间有间隔，受压时分子间的间隔减小
(3) $\ce{CH_{4}}$
(4) 钾、碳（或K、C）
(5) 太阳（或光）
【知识点】
分解反应、质量守恒定律、化学方程式书写
【点评】
本题以空间站水、气循环为背景，将化学基础知识点与实际科技应用结合，考察的均为化学核心基础内容，难度适中，学生掌握相关基础即可解答，体现了化学在航天领域的应用价值。
【难度系数】
0.7
本题结合空间站水、气循环系统，考察化学基础知识点，需逐一分析各问题：
(1) 反应①为电解水，回忆其反应原理，书写化学方程式并判断反应类型；
(2) 氧气能被压缩，从分子的基本性质（分子间有间隔）分析原因；
(3) 反应②依据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变，推导X的化学式；
(4) 根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，结合反应物元素组成推测生成物元素；
(5) 结合航天常识确定空间站主要能量来源。
【解析】
(1) 反应①是水在通电条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$；该反应由一种物质生成两种物质，符合“一变多”特征，属于分解反应。
(2) 氧气由氧分子构成，氧分子之间存在间隔，气体分子间间隔较大，受压时分子间间隔减小，因此氧气能被压缩。
(3) 根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。反应$\ce{CO_{2} + 4H_{2}\xlongequal{催化剂} 2H_{2}O + X}$中，反应前C原子1个、O原子2个、H原子8个；反应后2个$\ce{H_{2}O}$含H原子4个、O原子2个，故X含1个C原子和4个H原子，化学式为$\ce{CH_{4}}$。
(4) 超氧化钾含K、O元素，二氧化碳含C、O元素，反应生成氧气（含O元素），根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，因此另外生成物一定含钾（K）、碳（C）元素。
(5) 空间站所需能量主要来自太阳能（或光能）。
【答案】
(1) $\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$；分解
(2) 氧分子之间有间隔，受压时分子间的间隔减小
(3) $\ce{CH_{4}}$
(4) 钾、碳（或K、C）
(5) 太阳（或光）
【知识点】
分解反应、质量守恒定律、化学方程式书写
【点评】
本题以空间站水、气循环为背景，将化学基础知识点与实际科技应用结合，考察的均为化学核心基础内容，难度适中，学生掌握相关基础即可解答，体现了化学在航天领域的应用价值。
【难度系数】
0.7
