專題15科普閱讀題（湖南專用）

1．（2025·湖南長沙）認真閱讀下列科普短文。

“人才濟濟”的碳家族

墨是文房四寶之一，在我國書法和繪畫中發(fā)揮了重要作用?！短旃ら_物》中就有制墨的記載：將桐油、豬油、

松枝等進行不完全燃燒，取其產生的黑色粉狀物質（主要成分是碳）加水、加膠制成液體，澆注在模具中，

干燥后即成墨。

墨的主要成分是炭黑，結構與石墨類似。從石墨中剝離得到的單層石墨片即石墨烯，它被喻為“改變世界的

神奇材料”，有優(yōu)異的導電導熱性、超出鋼鐵數(shù)十倍的強度和極佳的透光特性。如果我們把石墨（結構如圖

所示）當作一本書，其中的每一頁紙都可以被認為是石墨烯。

石墨的碳層間距是0.335nm（1nm109m），能夠嵌入鋰離子，目前被廣泛應用于鋰離子電池負極材料。但

地球上鋰資源有限，鈉資源更為豐富，現(xiàn)在正不斷加大鈉離子電池的研發(fā)。石墨的碳層難以嵌入鈉離子，

與石墨結構相似的物質——硬碳，其結構中存在相互扭曲的碳層，碳層間距約為0.37~0.40nm，能夠嵌入鈉

離子，因此硬碳成為鈉離子電池負極材料的優(yōu)秀候選者。

依．據(jù)．短．文．內．容．，回答下列問題：

(1)推測桐油、豬油、松枝中一定含元素。

(2)寫出石墨烯的一條物理性質。

(3)鈉離子電池負極材料的優(yōu)秀候選者是硬碳而不是石墨，原因是（從結構角度分析）。

2．（2025·湖南）閱讀下列材料。

我國科學家對“嫦娥五號”取回的月壤進行分析，獲得月壤主要成分的質量分數(shù)如圖1所示。月球表面具有高

真空、低重力和強光照的環(huán)境條件。研究發(fā)現(xiàn)，在地球表面環(huán)境下穩(wěn)定的金屬氧化物，在月球表面高真空

環(huán)境下會變得不穩(wěn)定。目前我國科學家對月球進行原位資源開發(fā)的設想之一是將月壤加熱，發(fā)生化學反應，

從而獲得金屬單質和氧氣。月球上獲得鐵的設想如圖2所示。

我國科學家還提出可利用月夜極低溫度，通過凝結將二氧化碳從人類呼吸的空氣中直接分離，然后將月壤

作為水分解的電催化劑和二氧化碳加氫的光熱催化劑，將呼吸廢氣、月球表面開采的水資源等轉化為氧氣、

氫氣、甲烷和甲醇。

依據(jù)上述材料內容，回答下列問題。

(1)月壤主要成分中質量分數(shù)最大的物質是。

(2)從呼吸的空氣中分離二氧化碳的過程屬于(填“物理”或“化學”)變化。

(3)圖2反應所需熱量來源于，反應的化學方程式是。

3．（2023·湖南婁底）2023年2月23日，新建廈門北站建筑面積約1400平方米的天窗施工調試成功，標志

著中國高鐵站房面積最大的智能天窗建成。值得關注的是，分布在天窗四周的風雨感應器，可根據(jù)每天實

時監(jiān)測的光照強度、風力大小、降雨及室內外溫差等數(shù)據(jù)，自動開合天窗及窗簾，為旅客營造舒適換乘環(huán)

境的同時，實現(xiàn)節(jié)能降耗。根據(jù)廈門地區(qū)以往天氣計算，預計每年可節(jié)省約40天的通風系統(tǒng)運轉，相當于

每年減少14.13噸二氧化碳排放。不僅如此，新建廈門北站屋面還安裝了約7000平方米的智能光纖系統(tǒng)，

應用面積居全國之首。據(jù)統(tǒng)計，廈門北站應用的光纖長度超10萬米，通過智能光纖系統(tǒng)，采光機自動精準

追蹤太陽方位，對太陽光的直接利用不發(fā)生能量轉換，一次光能利用率最高可達80%，較國外同類型產品

提升120%。

(1)新建廈門北站通過計算機芯片能控制天窗及窗簾的自動開合，智能光纖系統(tǒng)的使用能極大的提高光能利

用率，這些都離不開元素硅，芯片的主要成分為硅，智能光纖的主要成分是硅的正四價氧化物，請寫出智

能光纖主要成分的化學式。

(2)新建廈門北站屋面安裝的智能光纖系統(tǒng)，其一次光能利用率最高可達80%，較國外同類型產品提升120%。

請問原因是。

(3)智能天窗用了近2000根異形鋼構件，同學們家里也會用到金屬制品，請舉例說明你們家里常用的一種金

屬制品。

4．（2024·湖南長沙）認真閱讀下列科普短文。

蜂蜜作為人們熟知的天然食品，含有豐富的有機物，如糖類、維生素、有機酸等。蜂蜜中富含礦物質元素，

其中鉀、鈣、鈉含量較高；此外，還含有一些微量元素，如鋅、銅、錳等。天然蜂蜜的pH都在3.2-4.5，蜂

蜜中含有葡萄糖氧化酶（GOD），可將葡萄糖氧化為葡萄糖酸和過氧化氫，該反應的化學方程式為

GOD

C6H12O6H2OO2C6H12O7H2O2，反應中產生的H2O2依靠其強氧化性，能破壞組成細菌和真菌的

蛋白質，具有消毒殺菌作用。

蜂蜜存放在玻璃或陶瓷器具中最佳，切勿存放于金屬容器中。這是因為許多金屬能在酸性環(huán)境下發(fā)生反應，

使蜂蜜變黑，遭受重金屬污染。蜂蜜存放需要減少蜂蜜與空氣接觸，且溫度保持在5~10℃。蜂蜜中的維生

素C在高溫或氧氣中易被氧化，會造成營養(yǎng)成分失效。因此蜂蜜適宜在陶瓷器具或玻璃杯中沖泡，且水溫

控制在60℃以下。

回答下列問題：

(1)蜂蜜中含有的微量元素有（任寫一種元素符號）；

(2)天然蜂蜜呈（填“酸”“堿”或“中”）性；

GOD

(3)葡萄糖發(fā)生氧化的反應（C6H12O6H2OO2C6H12O7H2O2）涉及的物質中，屬于氧化物的

有；

(4)沖泡蜂蜜的水溫需控制在60℃以下的原因是。

5．（2024·湖南長沙）認真閱讀下列材料，回答有關問題．

中華文明源遠流長，文物承載著文明的記憶。漢代銅牛形缸燈是湖南省博物院的館藏文物之一（見圖），這

種青銅燈以動物油脂（主要含碳、氫、氧三種元素）為燃料，其油料燃燒產生的氣體或煙塵，可通過導煙

管道進入牛腹中，腹中盛有的清水能吸收煙塵。從而保持室內空氣清潔。因此，又被稱為環(huán)保燈。

(1)青銅是一種合金，其硬度比純銅（填“大”或“小”）；

(2)動物油脂在空氣中燃燒能產生的氣體有（任寫一種）；

(3)“牛腹”中盛放清水的作用是。

6．（2024·湖南）閱讀下列材料。

陶瓷基復合材料是以陶瓷材料為基體，以高強度纖維、晶須、晶片和顆粒為增強體通過適當?shù)膹秃瞎に囁?/p>

制成的復合材料。

陶瓷材料可分為氧化物陶瓷（如氧化鋁陶瓷）和非氧化物陶瓷（如碳化物陶瓷、氫化物陶瓷等），具有硬度

大、相對密度較小、抗氧化、高溫磨損性能好和耐化學侵蝕性好等優(yōu)點，但也存在斷裂韌性低、斷裂應變

小、抗冷熱交變和沖擊載荷性能差的固有缺點。向陶瓷基體中加入增強體能夠改善陶瓷材料固有的脆性，

提高其韌性和抗脆性斷裂能力。

陶瓷基復合材料優(yōu)異的高溫性能可顯著降低發(fā)動機燃油消耗，提高運行效率，具有良好的應用前景。在航

天航空領域，陶瓷基復合材料主要應用于液體推進火箭發(fā)動機的熱結構件、噴氣發(fā)動機等的高溫部件。

依據(jù)材料內容，回答下列問題：

(1)材料中提到的氧化物是。

(2)寫出陶瓷材料的一條物理性質。

(3)在航天航空領域，陶瓷基復合材料主要應用于（寫一條即可）。

7．（2023·湖南常德）請閱讀下面的材料，回答有關問題。

航天員呼出的二氧化碳怎么處理？

近幾年來，我國航天事業(yè)的發(fā)展突飛猛進，為我國載人空間站的建立奠定了堅實基礎。航天員在空間站生

活，呼出的CO2是怎么處理的？

航天員呼出的CO2不僅是廢氣，而且對人體有害。座艙空氣中CO2分壓達到2千帕就會影響航天員的健康

和安全。

通常處理CO2有兩種方法。方法一：對于短期飛行的載人航天器而言，常采用與氫氧化鈉化學性質相似的

氫氧化鋰(LiOH)吸收CO2.LiOH與CO2發(fā)生反應的生成物為碳酸鋰，實現(xiàn)了對CO2的吸收。該方法吸收效

率高、安全，但這是一次性使用的去除方法。方法二：對于二氧化碳進行收集和再生處理，重新生成可供

人體呼吸的氧氣。第1步，利用固態(tài)胺系統(tǒng)對座艙CO2的吸收與濃縮；第2步，利用特種反應器實現(xiàn)對CO2

的加氫甲烷化的還原反應，使之生成甲烷與水；第3步，采用電解方法對水進行電解，產生氫氣和氧氣，

氧氣供人呼吸使用。

(1)LiOH中Li的化合價為，碳酸鋰的化學式為；2CH4表達的含義是。

(2)①在LiOH溶液中滴入紫色石蕊溶液，可觀察到溶液變，可證明此溶液顯性。

②對比關于CO2的兩種處理方法，方法更好，原因是。

③在空間站，電解水得到的氫氣可否再利用？(填“可以”或“不可以”)。

8．（2023·湖南長沙）認真閱讀下列材料，回答有關問題。

煤被譽為“工業(yè)的糧食”、“黑色金子”。煤最大的用途是作為燃料，用于發(fā)電。煤燃燒過程中產生硫的氧化物，

可以生產出優(yōu)質硫酸。煤灰和煤渣可以用來制造水泥等建筑材料，在煤灰里甚至還可以提取出半導體材料

——鍺和鎵?！懊菏先值堋笔侵笩o煙煤、煙煤、褐煤，它們的含碳量依次降低。無煙煤是一種很好的燃料，

燒起來火力很強，發(fā)熱量最高，煙塵很少，燃燒后灰渣也不多。

(1)根據(jù)“煤燃燒過程中產生硫的氧化物”，說明煤中除碳元素以外還含有元素；

(2)“無煙煤、煙煤、褐煤”中含碳量最低的是；

(3)無煙煤作為一種很好的燃料，原因是（任寫一點）。

9．（2023·湖南衡陽）閱讀下面信息，回答相關問題。

習近平總書記在致金沙江白鶴灘水電站首批機組投產發(fā)電的賀信中指出：“白鶴灘水電站是實施“西電東送”

的國家重大工程，是當今世界在建規(guī)模最大、技術難度最高的水電工程，全球單機容量最大功率百萬千瓦

水輪發(fā)電機組，實現(xiàn)了我國高端裝備制造的重大夾破。”

中國電力企業(yè)聯(lián)合會近日發(fā)布報告指出：截至至今年3月底，全國全口徑發(fā)電裝機容量26.2億千瓦。其中

非化石能源發(fā)電裝機容量13.3億千瓦，同比增長15.9%，占總裝機容量比重為50.5%，首次超過50%，形

成了多元化清潔能源供應體系。

(1)煤屬