化學(xué)物質(zhì)的多樣性

請?jiān)谙卤砜瞻滋幪钌线m當(dāng)?shù)膬?nèi)容：

化學(xué)與能源開發(fā)

氫能源是理想能源，氫能源開發(fā)一直是前沿科學(xué)研究的課題之一。科學(xué)家研發(fā)出一種以鋁鎵合金（鎵：Ga）和水為原料制取氫氣的新工藝，流程如圖2所示：

（1）從物質(zhì)分類的角度看，鋁鎵合金屬于（填“混合物”或“純凈物” ，用該合金與鋁片相互刻劃，發(fā)現(xiàn)鋁片上有劃痕，說明 。

（2）氫氣是一種能源，它在空氣中燃燒的化學(xué)方程式 。氫氣被稱為“綠色能源”的主要原因是 。

（3）反應(yīng)①中鎵的作用是 ，該反應(yīng)的化學(xué)方程式 是 ，

屬于四種基本反應(yīng)類型中的 。與電解水制取氫氣相比，用鋁鎵合金和水為原料制取氫氣的優(yōu)點(diǎn)是 （答出一點(diǎn)即） 。

（4）鎵的原子結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，請寫出鎵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，發(fā)生有效相互作用的微粒的轉(zhuǎn)化過程是 。

自然界中的碳循環(huán)

碳是組成生物體的基本元素之一，也是組成煤、石油、天然氣等的主要元素之一。自然界中的碳循環(huán)主要是通過CO2來實(shí)現(xiàn)的。如圖是碳循環(huán)主要途徑的模式圖。

（1）結(jié)合圖4，下列關(guān)于碳循環(huán)的認(rèn)識正確的是（填序號 ） 。

A．有機(jī)物和無機(jī)物可以相互轉(zhuǎn)化

B．碳循環(huán)過程只涉及到化學(xué)變化

C．碳循環(huán)過程中，各元素的化合價(jià)都不變

D．燃燒過程中能量的轉(zhuǎn)化形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能

（2）用化學(xué)方程式表示圖 4碳循環(huán)中的下列變化：①動物體內(nèi)的葡萄糖在酶的作用下發(fā)生緩慢氧化，生成二氧化碳和水 。②消耗二氧化碳的一種方式 。

（3）從化學(xué)的視角看物質(zhì)

目前，人們對二氧化碳的評論褒貶不一。若以“二氧化碳的利與弊”做為論題，你的觀點(diǎn)是

，請列舉有力的證據(jù)論證你的觀點(diǎn)。

要求：①論據(jù)簡潔、論證充分。②同一論據(jù)舉出一個(gè)事例即可。③字?jǐn)?shù)在100字以內(nèi)。

化學(xué)與藥品研發(fā)

2015年，屠呦呦因發(fā)現(xiàn)青蒿素并成功研制出抗瘧新藥，成為我國本土第一位諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主。我國的許多醫(yī)學(xué)著作中都有使用青蒿治療瘧疾的記載。屠呦呦團(tuán)隊(duì)通過研究，發(fā)現(xiàn)了青蒿素，確定了它的組成、結(jié)構(gòu)，并成功合成。

（1）提取過程

研究人員先是采用水煎法（將青蒿放入水中，加熱煮沸、濃縮），發(fā)現(xiàn)得到的提取物對瘧原蟲無抑制效果；而采用95%的乙醇（乙醇沸點(diǎn)78℃）為溶劑進(jìn)行提取，得到的提取 物有效率為 30%～40%；后來又采用乙醚（沸點(diǎn)35℃）為溶劑，得到的提取物有效率達(dá)到95%以上。課題組將提取物中的有效成分命名為青蒿素。

根據(jù)青蒿素的提取過程推測青蒿素的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì) （各寫一條）

和 等。

（2）結(jié)構(gòu)分析

確定中草藥成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)是藥物研制過程中十分重要的一環(huán)。在成功分離出青蒿素晶體后，課題組立即著手分析其化學(xué)結(jié)構(gòu)。

①定性分析

取適量青蒿素，在氧氣中充分燃燒，測得生成物只有二氧化碳和水，由此推斷青蒿素中一定合有的元素是（用符號表示） 。

②定量分析

實(shí)驗(yàn)測得青蒿素的相對分子質(zhì)量是282，其中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是63.8%，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是7.8%，根據(jù)以上信息，寫出確定一個(gè)青蒿素分子中氧原子個(gè)數(shù)的計(jì)算式（只列 式，不 計(jì)算結(jié)果） 。

③主要抗瘧結(jié)構(gòu)分析

青蒿素對瘧原蟲有很好的抑制作用，可能是因?yàn)樗�有較強(qiáng)的氧化性，青蒿素分子中具有怎樣的結(jié)構(gòu)才使它有較強(qiáng)的氧化性呢?

我們熟悉的過氧化氫溶液有較強(qiáng)的氧化性，醫(yī)療上常用它殺菌消毒，過氧化氫分子中原子間相互結(jié)合的方式有“H-0-、-0-0-”兩種，青蒿素分子中原子間相互結(jié)合的方式有“”等幾種。你認(rèn)為青蒿素分子中起殺菌作用的原子間相互結(jié)合的方式是 。

以上是運(yùn)用已有知識進(jìn)行的推理，推理是否正確，需要通過 進(jìn)行驗(yàn)證。

（3）化學(xué)合成

青蒿中青蒿素的含量只有0.1%～1%，課題組于1984年成功合成了青蒿素。請你談一談化學(xué)合成青蒿素有哪些優(yōu)點(diǎn) （答一點(diǎn)即可） 。

用科學(xué)方法認(rèn)識物質(zhì)

獲取知識、形成認(rèn)識需要借助一定的科學(xué)方法�！坝^察”“抽象”“演繹”“歸納”“比較”“推理”等是常用的科學(xué)方法。下列描述分別運(yùn)用了以上哪種科學(xué)方法?

（1）打開盛放濃鹽酸的試劑瓶，“瓶口有白霧出現(xiàn)”，運(yùn)用的是 法；

“白霧是濃鹽酸揮發(fā)出來的氯化氫氣體與空氣里的水蒸氣接觸，形成的鹽酸小液滴”，運(yùn)用的

是 法。

（2）“Na2CO3、K2CO3、CaCO3都能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，所以碳酸鹽能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w”，運(yùn)用的 法；

“BaCO3屬于碳酸鹽，因此BaCO3也能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w”，運(yùn)用的是 法。

探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

（1）發(fā)現(xiàn)和提出問題

鎂在空氣中能夠劇烈燃燒，鐵絲在氧氣中能夠劇烈燃燒，而真金不怕火煉，這說明決定物質(zhì)之間能否發(fā)生反應(yīng)以及反應(yīng)速率的內(nèi)因是 。

蠟燭在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒劇烈，這一事例中影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素是 ；夏天，將食品放在冰箱里不容易變質(zhì)，這一事例說明溫度也能影響化學(xué)反應(yīng)速率。溫度如何影響反應(yīng)速率呢?

（2）猜想與假設(shè)

溫度越高，反應(yīng)速率越快。

（3）收集證據(jù)

實(shí)驗(yàn)藥品：顆粒大小相同的鋅粒；兩份相同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不同溫度的稀硫酸（20℃、40℃）。

供選儀器：藥匙、氣體發(fā)生裝置2套（氣密性良好）、量筒2支、分液漏斗、秒表、膠頭滴管、水槽、大試管2支。

利用上述儀器種藥品，補(bǔ)充完成下表的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

該實(shí)驗(yàn)可以觀察或測量的量有多種，除了上述觀測點(diǎn)外，可以觀察或測量的量還有（寫一條）

等。

（4）結(jié)論與解釋

從微觀的角度分析“溫度越高，應(yīng)速率越快”的原因是 。

（5）拓展分析

根據(jù)其他測定方法，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)繪制了鋅粒與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率隨時(shí)間變化的曲線，如圖所示。請據(jù)圖分析：

時(shí)間0—t內(nèi)，反應(yīng)速率逐漸加快的主要原因是 ，

時(shí)間t以后，反應(yīng)速率逐漸減慢的主要原因是 。

實(shí)驗(yàn)室有一瓶久置的氫氧化鈉固體，某同學(xué)想了解其變質(zhì)情況，稱取5g樣品于燒杯中，加入30g水使之完全溶解，再向燒杯中緩緩加入過量的氫氧化鋇溶液，完全反應(yīng)后，生成沉淀1.97g。

求：（1）樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（2）反應(yīng)后所得溶液中氫氧化鈉的質(zhì)量。

下列變化中屬于化學(xué)變化的是

A．汽油揮發(fā) B．干冰升華 C．糧食釀酒 D．蠟燭熔化

下列物質(zhì)屬于純凈物的是

A．鐵合金 B．潔凈的空氣 C．礦泉水 D．純凈的氧氣

下列物質(zhì)的用途中，利用其物理性質(zhì)的是

A．CO用作燃料

B．金剛石用來裁玻璃

C．鐵粉用作食品保鮮吸氧劑

D．氮?dú)庥米鞅Ｗo(hù)氣