北京冬奥会主题化学专项试题（含详细答案解析）

北京冬奥会主题化学专项试题（含详细答案解析）这套试题以2022北京冬奥会真实场景为命题背景，覆盖初中化学核心考点，包含材料分类、能源利用、物质变化、化学式计算、化学方程式书写、金属锈蚀、化学与生活等重点内容，题型贴合中考常规考法，解析侧重知识点落地，通俗易懂。可能用到的相对原子质量：H-1C-12N-14O-16Cl-35.5一、选择题（每题2分，共20分）1.北京冬奥会滑雪头盔采用碳纤维、玻璃纤维、弹性体复合制成，轻便且抗冲击性强，该新型材料属于（）A.无机非金属材料B.合成有机高分子材料C.复合材料D.金属材料2.冬奥会主火炬“飞扬”采用氢气作为燃料，实现冬奥史上首次零碳排放，氢气作为清洁能源的主要原因是（）A.氢气密度小、易储存B.燃烧产物只有水，无污染C.制取成本低、来源广D.燃烧放热少，安全性高3.国家速滑馆“冰丝带”采用二氧化碳跨临界直冷制冰技术，全程无污染物排放。下列关于该制冰过程的说法正确的是（）A.二氧化碳发生化学变化B.液态CO₂汽化吸热制冷C.制冰后CO₂分子种类改变D.CO₂制冰过程放出热量4.冬奥会场馆使用低温消毒剂C₉H₁₆Cl₂N₄进行环境消杀，有效抑制病毒传播。关于该消毒剂的说法错误的是（）A.由四种元素组成B.碳、氢元素质量比为27:4C.含有31个原子D.属于有机化合物5.冬奥会颁奖礼服内胆添加石墨烯发热材料，石墨烯与金刚石均由碳元素组成，但物理性质差异极大，核心原因是（）A.原子种类不同B.原子排列方式不同C.元素化合价不同D.原子数目不同6.冬奥会火种灯燃料为丙烷（C₃H₈），丙烷充分燃烧生成二氧化碳和水，该反应的基本反应类型是（）A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.不属于基本反应类型7.冬奥裁判塔采用耐候钢打造，具备良好的防火、防腐性能。铁制品生锈的必要条件是（）A.只需要氧气B.氧气和水共同作用C.只需要水D.氧气和二氧化碳共同作用8.下列冬奥会相关场景中，涉及化学变化的是（）A.人工造雪B.氢气燃烧点火C.冰面打磨抛光D.奖牌打磨抛光9.冬奥会运动员膳食搭配科学，米饭、杂粮主食主要为人体提供的营养素是（）A.蛋白质B.糖类C.维生素D.油脂10.工业上常用稀盐酸去除场馆钢铁构件表面的铁锈（主要成分为Fe₂O₃），该反应的现象描述正确的是（）A.铁锈溶解，溶液变为浅绿色B.铁锈溶解，溶液变为黄色C.产生气泡，溶液变浑浊D.生成红色沉淀二、填空题（每空1分，共26分）11.绿色冬奥是北京冬奥会的核心理念，全程践行低碳环保。（1）氢燃料火炬燃烧的化学方程式为__________，该反应的能量转化形式是__________转化为热能和光能。（2）电解水可制取氢气，电解水的化学方程式为__________，正负极产生气体的体积比为__________。12.化学材料助力科技冬奥，各类新型材料广泛应用于赛场建设。（1）石墨烯可用于发热服饰，利用了石墨烯良好的__________性。（2）火炬“飞扬”外壳采用高强度聚硅氮烷树脂，该材料属于__________（填“合成材料”或“天然材料”）。13.二氧化碳跨临界制冰技术打破传统制冰工艺，是冬奥绿色科技的核心亮点。（1）固态二氧化碳俗称__________，可用于人工降雨、制冷。（2）CO₂制冰过程中，分子的__________（填“大小”或“间隔”）发生改变，属于__________（填“物理”或“化学”）变化。14.低温消毒剂C₉H₁₆Cl₂N₄在冬奥场馆常态化使用。（1）该消毒剂中氮元素的质量分数为__________（结果保留一位小数）。（2）该消毒剂中氯、氧元素质量比为__________（最简整数比）。15.金属材料广泛用于冬奥场馆、器械制作。（1）防止耐候钢生锈，除了改变金属内部结构制成合金外，还可以采用的日常防锈方法有__________（写一条即可）。（2）稀盐酸除铁锈的化学方程式为__________。16.运动员饮食营养均衡，保障竞技状态。（1）牛肉、鸡蛋可为运动员补充丰富的__________，助力肌肉修复。（2）人体缺乏__________元素会引发贫血，运动员饮食中需适量补充该元素。三、简答题（4分）17.结合北京冬奥会“绿色、低碳、零污染”的办赛理念，简述氢气能替代传统化石燃料，成为冬奥火炬燃料的两大核心优势。参考答案及详细解析一、选择题答案+解析1.答案：C解析：复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学方式复合而成的新材料。滑雪头盔由无机材料（碳纤维、玻璃纤维）和有机材料（弹性体）复合而成，属于复合材料。无机材料、合成材料、金属材料均为单一类别材料，不符合题意。2.答案：B解析：氢气燃烧的产物只有水，无废气、废渣排放，不会造成环境污染，这是其作为清洁能源的核心优势。现阶段氢气制取成本高、储存运输难度大，A、C错误；氢气热值高，燃烧放热多，D错误。3.答案：B解析：二氧化碳跨临界制冰，是利用液态二氧化碳汽化时吸收大量的热，使环境温度快速降低实现制冰。该过程只有状态改变，没有新物质生成，属于物理变化，CO₂分子种类、大小均不变，A、C、D错误。4.答案：C解析：C₉H₁₆Cl₂N₄由C、H、Cl、N四种元素组成，属于含碳的有机化合物，A、D正确；碳氢元素质量比=(12×9):(1×16)=108:16=27:4，B正确；该物质由分子构成，1个C₉H₁₆Cl₂N₄分子含有31个原子，不能直接说该物质含有31个原子，C表述错误。5.答案：B解析：金刚石和石墨烯都是由碳元素组成的单质，原子种类、元素化合价均相同，二者物理性质差异巨大的根本原因是碳原子的排列方式不同。6.答案：D解析：丙烷燃烧的反应方程式为C₃H₈+5O₂$\stackrel{点燃}{=}$3CO₂+4H₂O，该反应反应物是单质和化合物，生成物是两种化合物，不符合化合、分解、置换、复分解任一基本反应类型。7.答案：B解析：铁制品锈蚀的条件是铁与空气中的氧气、水蒸气同时接触，二者缺一不可。隔绝氧气或水，均可防止铁生锈。8.答案：B解析：氢气燃烧生成新物质水，属于化学变化；人工造雪、冰面打磨、奖牌打磨均只有物质状态、形状改变，无新物质生成，属于物理变化。9.答案：B解析：米饭、杂粮等主食富含淀粉，淀粉属于糖类，是人体最主要的供能物质；蛋白质主要来自肉、蛋、奶，维生素主要来自蔬菜水果。10.答案：B解析：铁锈主要成分氧化铁与稀盐酸反应，生成氯化铁和水，氯化铁溶液呈黄色，因此反应现象为铁锈逐渐溶解，溶液由无色变为黄色；铁单质与稀盐酸反应才会生成浅绿色溶液、产生气泡。二、填空题答案+解析11.答案：（1）2H2+解析：氢气燃烧是将自身储存的化学能转化为热能和光能；电解水实验遵循“正氧负氢、氢二氧一”的规律，正极产生氧气，负极产生氢气，体积比为1:2。12.答案：（1）导电、导热（答出其一即可）（2）合成材料解析：石墨烯可发热、导电，利用其优良的导电、导热性；聚硅氮烷树脂是人工合成的有机高分子材料，属于合成材料。13.答案：（1）干冰（2）间隔；物理解析：干冰升华吸热，常用于制冷、人工降雨；物质三态变化的本质是分子间隔改变，分子本身不变，属于物理变化。14.答案：（1）24.8%（2）71:32解析：（1）氮元素质量分数=14×412×9+1×16+35.5×2+14×415.答案：（1）刷漆、涂油、保持金属表面干燥洁净（合理即可）（2）F解析：日常防锈的核心是隔绝氧气和水；氧化铁与稀盐酸反应生成可溶性氯化铁和水，可有效去除铁锈。16.答案：（1）蛋白质（2）铁（Fe）解析：肉蛋类食物富含蛋白质，是人体生长、修复受损组织的主要原料；人体缺铁会引发缺铁性贫血。三、简答题答案+解析17.参考答案：①清洁无污染：氢气燃烧产物只有水，无二氧化碳、二氧化硫等污染物排放，真正实现零碳排放，契合绿色冬奥理念；②高能高效：氢气热值