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29.(6分)学习了“血液循环”的相关内容后，某同学利用塑料管、水、单向阀、硬质塑料瓶(2大2小，上下连通)、肺泡模型、组织细胞模型等制作了“人体血液循环模型”，如图所示。请根据模型回答下列问题：
(1)瓶③模拟心脏的哪个腔？。
(2)小科指出应该用橡皮球代替硬质塑料瓶，能更好地模拟心脏，请说明理由：。
(3)老师指出该模型中心脏结构不完整，模型中缺少的心脏结构是。
(1)瓶③模拟心脏的哪个腔？。
(2)小科指出应该用橡皮球代替硬质塑料瓶，能更好地模拟心脏，请说明理由：。
(3)老师指出该模型中心脏结构不完整，模型中缺少的心脏结构是。
答案
左心室
橡皮球有弹性，能模拟心脏的收缩和舒张
房室瓣
橡皮球有弹性，能模拟心脏的收缩和舒张
房室瓣
解析
【分析】
要解决这道题，需结合人体血液循环路径和心脏结构的知识，对应模型各部分的功能与结构：首先明确血液循环中，体循环的起点是左心室，对应连接组织细胞模型的瓶③；其次心脏的核心功能是收缩舒张提供动力，橡皮球的弹性可模拟该过程；最后心脏内部有防止血液倒流的瓣膜，需判断模型缺少的结构。
【解析】
(1) 人体血液循环中，体循环的路径是左心室→主动脉→组织细胞处毛细血管→上下腔静脉→右心房，瓶③连接组织细胞模型，对应体循环的起点，即心脏的左心室，故瓶③模拟左心室。
(2) 心脏通过收缩和舒张产生动力推动血液流动，橡皮球具有弹性，收缩和舒张时能模拟心脏的收缩与舒张，可更好地为“血液”流动提供动力，所以用橡皮球代替硬质塑料瓶更合适。
(3) 心脏的心房与心室之间有房室瓣，心室与动脉之间有动脉瓣，作用是防止血液倒流，该模型中仅用单向阀，缺少心脏特有的房室瓣结构。
【答案】
左心室；橡皮球有弹性，能模拟心脏的收缩和舒张；房室瓣
【知识点】
血液循环、心脏结构
【点评】
本题通过模型将抽象的血液循环和心脏结构知识具象化，考查学生对生理结构与功能的理解，需要结合所学对应模型各部分，能有效检验学生的知识应用能力。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合人体血液循环路径和心脏结构的知识，对应模型各部分的功能与结构：首先明确血液循环中，体循环的起点是左心室，对应连接组织细胞模型的瓶③；其次心脏的核心功能是收缩舒张提供动力，橡皮球的弹性可模拟该过程；最后心脏内部有防止血液倒流的瓣膜，需判断模型缺少的结构。
【解析】
(1) 人体血液循环中，体循环的路径是左心室→主动脉→组织细胞处毛细血管→上下腔静脉→右心房，瓶③连接组织细胞模型，对应体循环的起点，即心脏的左心室，故瓶③模拟左心室。
(2) 心脏通过收缩和舒张产生动力推动血液流动，橡皮球具有弹性，收缩和舒张时能模拟心脏的收缩与舒张，可更好地为“血液”流动提供动力，所以用橡皮球代替硬质塑料瓶更合适。
(3) 心脏的心房与心室之间有房室瓣，心室与动脉之间有动脉瓣，作用是防止血液倒流，该模型中仅用单向阀，缺少心脏特有的房室瓣结构。
【答案】
左心室；橡皮球有弹性，能模拟心脏的收缩和舒张；房室瓣
【知识点】
血液循环、心脏结构
【点评】
本题通过模型将抽象的血液循环和心脏结构知识具象化，考查学生对生理结构与功能的理解，需要结合所学对应模型各部分，能有效检验学生的知识应用能力。
【难度系数】
0.5
30.(7分)如图甲所示为西汉时期的熊足青铜鼎,该鼎被誉为“古代压力锅”。往考古人员仿制的鼎内装部分水、盖上鼎盖、闭合锁扣,鼎下堆放干柴燃烧,在标准大气压下,鼎内的水可在$120°C$沸腾。已知鼎盖面积$S=200cm^{2}$。
(1)熊足青铜鼎内水的沸点能达到$120°C$,可以用图(填“乙”或“丙”)所示实验来解释。
(2)如表所示为水的沸点与气压的关系。在标准大气压下,鼎内的水在$120°C$沸腾时,请列式计算此时该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差。(标准大气压取$1.01×10^{5}Pa$)
(3)若鼎内的水沸腾时的温度低于$120°C$,你认为可能的原因有(填字母)。
A. 鼎盖自重较小
B. 鼎盖与鼎体结合处不够平整,密封性较差
C. 锁扣给鼎盖施加向下的压力
D. 鼎内水的质量较大
(1)熊足青铜鼎内水的沸点能达到$120°C$,可以用图(填“乙”或“丙”)所示实验来解释。
(2)如表所示为水的沸点与气压的关系。在标准大气压下,鼎内的水在$120°C$沸腾时,请列式计算此时该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差。(标准大气压取$1.01×10^{5}Pa$)
(3)若鼎内的水沸腾时的温度低于$120°C$,你认为可能的原因有(填字母)。
A. 鼎盖自重较小
B. 鼎盖与鼎体结合处不够平整,密封性较差
C. 锁扣给鼎盖施加向下的压力
D. 鼎内水的质量较大
答案
乙
解：$(2\mathrm {)}$在标准大气压下，鼎内的水在120℃沸腾时，根据表中数据可知，此时鼎内气压$\mathrm {p}=1.99×10^5 \mathrm {Pa}$，鼎内外的气压差$∆\mathrm {p}=1.99×10^5 \mathrm {Pa}-1.01×10^5 \mathrm {Pa}=9.8×10^4 \mathrm {Pa}$；此时鼎内外气体对鼎盖形成的压力差$∆\mathrm {F}=∆\mathrm {ps}=9.8×10^4 \mathrm {Pa}×200×10^{-4}\mathrm {m}^2=1960 \mathrm {N}$。
AB
解：$(2\mathrm {)}$在标准大气压下，鼎内的水在120℃沸腾时，根据表中数据可知，此时鼎内气压$\mathrm {p}=1.99×10^5 \mathrm {Pa}$，鼎内外的气压差$∆\mathrm {p}=1.99×10^5 \mathrm {Pa}-1.01×10^5 \mathrm {Pa}=9.8×10^4 \mathrm {Pa}$；此时鼎内外气体对鼎盖形成的压力差$∆\mathrm {F}=∆\mathrm {ps}=9.8×10^4 \mathrm {Pa}×200×10^{-4}\mathrm {m}^2=1960 \mathrm {N}$。
AB
解析
【分析】
本题围绕古代青铜鼎考查沸点与气压的关系、压力差计算及实际问题分析。解题思路：（1）根据沸点与气压的关联（气压越高沸点越高），结合鼎的密封特性判断对应实验图；（2）压力差等于气压差乘以受力面积，需先确定鼎内外气压，转换面积单位后代入公式计算；（3）沸点低于120℃说明鼎内气压低于对应值，分析各选项对内部气压的影响，选出使气压降低的选项。
【解析】
（1）液体沸点随气压增大而升高，熊足鼎密封，内部气体受热膨胀，气压大于外界标准大气压，使水的沸点升高到120℃，对应增大气压沸点升高的图乙，故填乙。
（2）已知标准大气压$p_{外}=1.01×10^5 Pa$，120℃时鼎内气压$p_{内}=1.99×10^5 Pa$，鼎内外气压差：$\Delta p = p_{内} - p_{外}=1.99×10^5 Pa -1.01×10^5 Pa=9.8×10^4 Pa$；鼎盖面积$S=200cm^2=200×10^{-4}m^2=0.02m^2$；根据压力差公式$\Delta F=\Delta pS$，得压力差：$\Delta F=9.8×10^4 Pa ×0.02m^2=1960N$。
（3）分析选项：A.鼎盖自重较小，对内部气体压力小，内部气压降低，沸点低于120℃，正确；B.密封性差导致内部气体泄漏，气压降低，沸点低于120℃，正确；C.锁扣向下压会增大内部气压，沸点升高，错误；D.水的质量不影响沸点，错误，故选AB。
【答案】
乙；1960N；AB
【知识点】
沸点与气压的关系、压力差计算、大气压的应用
【点评】
本题以古代器物为背景，将物理知识与实际应用结合，考查对沸点规律、压力计算的掌握，需注意单位换算和选项逻辑分析，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕古代青铜鼎考查沸点与气压的关系、压力差计算及实际问题分析。解题思路：（1）根据沸点与气压的关联（气压越高沸点越高），结合鼎的密封特性判断对应实验图；（2）压力差等于气压差乘以受力面积，需先确定鼎内外气压，转换面积单位后代入公式计算；（3）沸点低于120℃说明鼎内气压低于对应值，分析各选项对内部气压的影响，选出使气压降低的选项。
【解析】
（1）液体沸点随气压增大而升高，熊足鼎密封，内部气体受热膨胀，气压大于外界标准大气压，使水的沸点升高到120℃，对应增大气压沸点升高的图乙，故填乙。
（2）已知标准大气压$p_{外}=1.01×10^5 Pa$，120℃时鼎内气压$p_{内}=1.99×10^5 Pa$，鼎内外气压差：$\Delta p = p_{内} - p_{外}=1.99×10^5 Pa -1.01×10^5 Pa=9.8×10^4 Pa$；鼎盖面积$S=200cm^2=200×10^{-4}m^2=0.02m^2$；根据压力差公式$\Delta F=\Delta pS$，得压力差：$\Delta F=9.8×10^4 Pa ×0.02m^2=1960N$。
（3）分析选项：A.鼎盖自重较小，对内部气体压力小，内部气压降低，沸点低于120℃，正确；B.密封性差导致内部气体泄漏，气压降低，沸点低于120℃，正确；C.锁扣向下压会增大内部气压，沸点升高，错误；D.水的质量不影响沸点，错误，故选AB。
【答案】
乙；1960N；AB
【知识点】
沸点与气压的关系、压力差计算、大气压的应用
【点评】
本题以古代器物为背景，将物理知识与实际应用结合，考查对沸点规律、压力计算的掌握，需注意单位换算和选项逻辑分析，难度适中。
【难度系数】
0.5
31.(8分)如图所示为某空间站的水气整合系统,其中“氧气生成系统”能电解水,产生氢气和氧气;“萨巴蒂尔系统”能把氢气和航天员呼吸产生的二氧化碳在高温高压和有催化剂参与的条件下转化成液态水和甲烷气体($\ce{CH_{4}}$),甲烷排放到外太空。
(1)写出萨巴蒂尔系统中发生反应的化学方程式:。
(2)在该空间站的水气整合系统中,能循环利用的物质是。
(3)已知一位航天员平均一天要消耗约$\ce{0.8kg}$氧气,请计算一位航天员在空间站工作30天,氧气生成系统中至少需要消耗多少千克水。
(1)写出萨巴蒂尔系统中发生反应的化学方程式:。
(2)在该空间站的水气整合系统中,能循环利用的物质是。
(3)已知一位航天员平均一天要消耗约$\ce{0.8kg}$氧气,请计算一位航天员在空间站工作30天,氧气生成系统中至少需要消耗多少千克水。
答案
$ 4\mathrm {H}_{2} + \mathrm {CO}_{2}\xlongequal[$高温高压$]{催化剂}\mathrm {CH}_{4} + 2\mathrm {H}_{2}\mathrm {O}$
$\ce{H_{2}O}$
解：设生成0.8kg氧气需要水的质量为x。
$ \ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
36 32
x 0.8kg
$ \frac{36}{32}=\frac{x}{0.8\mathrm{kg}}$，解得$x=0.9\mathrm{kg}$。
氧气生成系统中至少需要消耗水的质量为$0.9\mathrm{kg}×30=27\mathrm{kg}$。
$\ce{H_{2}O}$
解：设生成0.8kg氧气需要水的质量为x。
$ \ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
36 32
x 0.8kg
$ \frac{36}{32}=\frac{x}{0.8\mathrm{kg}}$，解得$x=0.9\mathrm{kg}$。
氧气生成系统中至少需要消耗水的质量为$0.9\mathrm{kg}×30=27\mathrm{kg}$。
解析
【分析】
1. 第(1)题：根据题目给出的萨巴蒂尔系统的反应物（$\ce{H_{2}}$、$\ce{CO_{2}}$）、生成物（$\ce{CH_{4}}$、$\ce{H_{2}O}$）及反应条件（催化剂、高温高压），结合原子守恒原则配平化学方程式。
2. 第(2)题：观察流程图，判断哪些物质既作为反应物又作为生成物，确定可循环利用的物质。
3. 第(3)题：先根据电解水的化学方程式，计算生成0.8kg氧气所需水的质量，再乘以30天得到总消耗水的质量，计算时需利用化学方程式的比例关系。
【解析】
(1) 萨巴蒂尔系统中，$\ce{H_{2}}$和$\ce{CO_{2}}$在催化剂、高温高压条件下反应生成$\ce{CH_{4}}$和$\ce{H_{2}O}$，根据原子守恒配平后，化学方程式为：$\ce{4H_{2} + CO_{2}\xlongequal[\mathrm{高温高压}]{\mathrm{催化剂}} CH_{4} + 2H_{2}O}$。
(2) 由流程图可知，$\ce{H_{2}O}$既是氧气生成系统的反应物，又是萨巴蒂尔系统的生成物，因此可循环利用的物质是$\ce{H_{2}O}$。
(3) 设生成0.8kg氧气需要水的质量为$x$，电解水的化学方程式为：$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，其中水的总相对分子质量为$2×18=36$，氧气的相对分子质量为32。根据比例关系：$\frac{36}{32}=\frac{x}{0.8\mathrm{kg}}$，解得$x=0.9\mathrm{kg}$。一位航天员工作30天，消耗水的总质量为$0.9\mathrm{kg}×30=27\mathrm{kg}$。
【答案】
$\ce{4H_{2} + CO_{2}\xlongequal[\mathrm{高温高压}]{\mathrm{催化剂}} CH_{4} + 2H_{2}O}$；$\ce{H_{2}O}$；解：设生成0.8kg氧气需要水的质量为$x$。$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，$\frac{36}{32}=\frac{x}{0.8\mathrm{kg}}$，解得$x=0.9\mathrm{kg}$，氧气生成系统中至少需要消耗水的质量为$0.9\mathrm{kg}×30=27\mathrm{kg}$。
【知识点】
化学方程式书写、化学方程式计算、物质循环利用
【点评】
本题结合空间站实际情境，将化学知识与应用结合，考查基础化学用语和计算能力，难度适中，能有效检验学生对基础知识的掌握及应用能力。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)题：根据题目给出的萨巴蒂尔系统的反应物（$\ce{H_{2}}$、$\ce{CO_{2}}$）、生成物（$\ce{CH_{4}}$、$\ce{H_{2}O}$）及反应条件（催化剂、高温高压），结合原子守恒原则配平化学方程式。
2. 第(2)题：观察流程图，判断哪些物质既作为反应物又作为生成物，确定可循环利用的物质。
3. 第(3)题：先根据电解水的化学方程式，计算生成0.8kg氧气所需水的质量，再乘以30天得到总消耗水的质量，计算时需利用化学方程式的比例关系。
【解析】
(1) 萨巴蒂尔系统中，$\ce{H_{2}}$和$\ce{CO_{2}}$在催化剂、高温高压条件下反应生成$\ce{CH_{4}}$和$\ce{H_{2}O}$，根据原子守恒配平后，化学方程式为：$\ce{4H_{2} + CO_{2}\xlongequal[\mathrm{高温高压}]{\mathrm{催化剂}} CH_{4} + 2H_{2}O}$。
(2) 由流程图可知，$\ce{H_{2}O}$既是氧气生成系统的反应物，又是萨巴蒂尔系统的生成物，因此可循环利用的物质是$\ce{H_{2}O}$。
(3) 设生成0.8kg氧气需要水的质量为$x$，电解水的化学方程式为：$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，其中水的总相对分子质量为$2×18=36$，氧气的相对分子质量为32。根据比例关系：$\frac{36}{32}=\frac{x}{0.8\mathrm{kg}}$，解得$x=0.9\mathrm{kg}$。一位航天员工作30天，消耗水的总质量为$0.9\mathrm{kg}×30=27\mathrm{kg}$。
【答案】
$\ce{4H_{2} + CO_{2}\xlongequal[\mathrm{高温高压}]{\mathrm{催化剂}} CH_{4} + 2H_{2}O}$；$\ce{H_{2}O}$；解：设生成0.8kg氧气需要水的质量为$x$。$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，$\frac{36}{32}=\frac{x}{0.8\mathrm{kg}}$，解得$x=0.9\mathrm{kg}$，氧气生成系统中至少需要消耗水的质量为$0.9\mathrm{kg}×30=27\mathrm{kg}$。
【知识点】
化学方程式书写、化学方程式计算、物质循环利用
【点评】
本题结合空间站实际情境，将化学知识与应用结合，考查基础化学用语和计算能力，难度适中，能有效检验学生对基础知识的掌握及应用能力。
【难度系数】
0.6
