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《2.1空气的成分》一、选择题：1、2022年北京、张家口将联合举办冬奥会，为办成绿色奥运会，下列措施不可行的是（）A．改进燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空B．发展公共交通，提倡绿色出行C．使用太阳能、核能等新能源D．改进燃煤技术，减少粉尘等排放2、下列不属于空气污染物的是（）A．二氧化硫B．二氧化氮C．氢气D．PM2.53、下列有关空气的叙述不正确的是（）A．禁止燃放烟花爆竹，可以减少空气污染B．空气中各成分的含量变化可能会影响生命体的正常生命活动C．空气中含量最多的元素是ND．空气污染指数越大，空气质量状况越好4、空气中能支持燃烧的成分是（）A．氮气B．稀有气体C．二氧化碳D．氧气5、如图为空气成分示意图（按体积分数计算），其中“a”代表的是（）A．氧气B．氮气C．二氧化碳D．稀有气体6、某化学兴趣小组课后查阅资料得知，氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳且不生成其他气体；二氧化硫和二氧化碳具有相似的化学性质。
于是课后小组将红磷改成木炭进行实验，如图所示装置为实验装置图，实验前在集气瓶中加入氢氧化钠溶液（足量），并做好记号。
下列有关该实验的说法中，正确的是（）A．木炭熄灭后可以立刻打开弹簧夹B．燃烧匙中的木炭可以换成硫粉C．该实验可说明氧气约占空气质量的1/5D．未冷却到室温打开止水夹会导致最后结果大于1/57、下列有关空气的说法中正确的是（）A．道尔顿得出空气由氧气和氮气组成B．空气里的氧气、氮气经混合，它们的化学性质都已改变C．空气里氧气、氮气等分子均匀地混合在一起D．经过液化、蒸发从空气中得到氮气和氧气的过程，属于化学变化8、2020年6月5日是第49个世界环境日，中国的主题是“美丽中国，我是行动者”。
下列做法不符合这一主题的是（）A．使用新能源汽车B．垃圾分类后再投放C．将废旧电池深埋D．不使用一次性餐具9、拉瓦锡利用汞与氧气的反应测量空气中氧气的含量，所用的装置如图所示。
下列分析不合理的是（）A．汞与氧气反应的生成物不是气体B．实验用到了火炉，推测：汞与氧气的反应需要加热C．汞的用量不会影响实验结果D．反应结束后，需关闭火炉冷至室温，才能测量容器中气体的减少量10、用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是（）A．铜粉用量过少，实验结果会偏小B．实验结束后冷却到室温才能读数C．气球的作用是调节气压，使氧气完全反应D．在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积的4/511、如图是测定空气中氧气含量的装置，锥形瓶内空气体积为100mL，注射器中水的体积为25mL，该装置气密性良好。
高中化学《化学科学的特点和化学研究的基本方法》练习题(附答案解析)学校:___________姓名：___________班级：__________一、单选题1．某学生将两块绿豆粒大小的金属钠和金属钾分别投入到盛有等量水的烧杯中，来研究二者与水反应的异同。
该学生采用的研究方法有（）①观察法②实验法③分类法④比较法A．仅①②B．仅①②④C．仅③D．全部2．某矿泉水标签上印有主要的矿物质成分如下（单位为mg／L）：Ca 20，K 39，Mg 3，Zn 0.06，F 0.02等，这里的 Ca，K，Mg，Zn，F是指（）A．单质B．元素C．金属离子D．分子3．中国古代四大发明是：造纸术、指南针、火药、活字印刷术。
来自“一带一路”沿线的20国青年评选出了中国的“新四大发明”：网购、支付宝、中国高铁、共享单车。
“新四大发明”中与化学关系最密切的一项是（）A．网购B．支付宝C．中国高铁D．共享单车4．下列关于化学及人类社会发展历程的说法中，不正确的是（）A．研究物质的性质时，常用到观察、实验、分类、比较等方法B．阿伏伽德罗的“原子论”和道尔顿的“分子学说”对化学的发展起了极大的推动作用C．化学家可以在微观层面操纵分子和原子，组装分子材料D．我国科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖5．1999年度诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德∙泽维尔(Ahmed H∙Zewail)，快创了“飞秒(10-15)化学”的新领域，使运动激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能。
你认为该技术不能观察到的是（）A．化学变化中反应物分子的分解B．化学反应中原子的运动C．化学变化中生成物分子的形成D．原子核的内部结构6．下列古诗词诗句中涉及到化学变化的是（）A．无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来B．人有悲欢离合，月有阴晴圆缺C．八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅D．野火烧不尽，春风吹又生7．下列有关化学科学的说法中，正确的是( )A．化学研究会造成严重的环境污染，最终人类会毁灭在化学物质中B．化学研究只能认识分子，不能制造出自然界中不存在的物质C．化学是在原子、分子水平上认识物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学D．俄国化学家门捷列夫提出了原子学说，为近代化学的发展奠定了基础8．人类对原子结构的探究经历了多个历史阶段．下列各阶段的先后顺序正确的是（）①德谟克利特提出的古典原子论②道尔顿提出的近代原子论③卢瑟福提出原子结构的行星模型④汤姆逊提出原子结构的“葡萄干面包模型”A．①②③④B．①②④③C．①③④②D．④③①9．化学与人类生产、生活密切相关，下列有关说法不正确的是（）A．氮化硅、氧化铝陶瓷和光导纤维都是无机非金属材料B．为测定熔融氢氧化钠的导电性，常将氢氧化钠固体放在石英坩埚中加热熔化C．绚丽缤纷的烟花中添加了含钾、钠、钙、铜等金属元素的化合物D．燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施二、填空题10．(1)“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。
诺贝尔化学奖得主及获奖理由盘点文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]得主及获奖理由盘点诺贝尔化学奖是以瑞典着名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔(1833-1896)的部分遗产作为基金创立的5项奖金之一。
诺贝尔化学奖由瑞典皇家科学院从1901年开始负责颁发，总共被颁发了107次。
期间只有1916、1917、1919、1924、1933、1940、1941和1942八年没有颁发。
诺贝尔奖奖项空缺，除了受到两次世界大战影响之外，还受到了诺贝尔奖组委会“宁缺毋滥”的评奖理念的影响。
到目前为止，诺贝尔化学奖共有172位获奖者。
其中英国生物化学家弗雷德里克·桑格(FrederickSanger)在1958年和1980年两次获得诺贝尔奖，因此历史上获得诺贝尔奖的总共只有171人。
诺贝尔化学奖获奖者的平均年龄是58岁。
其中有32人获奖年龄介于50岁和54岁之间，几乎占到了总获奖人数的20%。
历届诺贝尔化学奖得主及其获奖原因1901年--1910年1901年：雅克布斯范特霍夫(荷)发现了化学动力学法则和溶液渗透压。
1902年：赫尔曼费歇尔(德)合成了糖类和嘌呤衍生物。
1903年：阿累尼乌斯(瑞典)提出了电离理论，促进了化学的发展。
1904年：威廉拉姆齐爵士(英)发现了空气中的稀有气体元素，并确定他们在周期表里的位置。
1905年：阿道夫拜耳(德)对有机染料以及氢化芳香族化合物的研究促进了有机化学与化学工业的发展。
1906年：穆瓦桑(法)研究并分离了氟元素，并且使用了后来以他名字命名的电炉。
1907年：爱德华毕希纳(德)对酶及无细胞发酵等生化反应的研究。
1908年：欧内斯特卢瑟福爵士(新西兰)对元素的蜕变以及放射化学的研究。
1909年：威廉奥斯特瓦尔德(德)对催化作用，化学平衡以及化学反应速率的研究。
1910年—1919年1910年：奥托瓦拉赫(德)在脂环类化合物领域的开创性工作促进了有机化学和化学工业的发展的研究。
飞秒化学及其进展自然科学在各个领域的迅速发展改变着我们日常生活的许多习惯思维，这种改变对人类社会的进步发挥着越来越大的作用。
在上一世纪末，飞秒化学的出现，让人们对时间、速度等概念的认识有了新的感受，在分子、原子和离子平台上，对化学反应机理、历程的研究有了一个新的思考视角，实现了实时了解化学反应进程中过渡态演变的各个细节，为合成、分离新物质，探讨反应机理实现化学目标提供新的研究方法和技术。
为此，瑞典皇家科学院在1999年10月将该年度的诺贝尔化学奖授予了在飞秒化学领域中作出突出贡献的美国加州理工学院化学物理教授Zewail A H。
一、飞秒化学的研究背景在分子、原子、离子水平上直接观察化学反应中的种种细节，是化学家们一直追求的重大目标之一。
因为它可以回答类似于为什么有些反应可以发生，而有些反应不能发生；一个反应的速率为什么和体系的温度有关等一些非常基础的问题。
但是化学反应发生时的速度是如此之快，就在我们一眨眼的瞬间(少于1/4s)，化学反应体系中的分子之间的相互碰撞的次数就在1×1010次以上!根据现在对化学反应过程的了解，通常认为在反应物和产物之间存在着一过渡态，即：A+B-C→[A---B---C]→A-B+C反应物过渡态产物过渡配合物[A---B---C]的形成与分解对于了解反应过程中旧键的破裂、新键的形成机理是非常重要的，由于过渡态的寿命很短，用常规的方法根本无法对它做到实时观察和分析，在远长于过渡态寿命的时间里所能得到的信息是大量彼此并不相同的信息的统计平均，这些信息往往掩盖了其中所包含的许多重要的细节。
因此解决这些问题的关键在于发展一种在时间分辨能力上与过渡态的寿命相匹配的超快速的激发和检测技术，飞秒脉冲激光器的出现，为实现这一目标提供了必要的技术基础。
从20世纪70年代起，美国加州理工学院化学物理教授Zewail A H就开始尝试用短脉冲激光辐照反应体系中的分子和原子，希望能够实时地捕捉到其中的动态信息，了解反应物转变为产物的过程中关于过渡态的情况。
1901-2015历届诺贝尔化学奖得主诺贝尔化学奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔(1833-1896)的部分遗产作为基金创立的5项奖金之一。
诺贝尔化学奖由瑞典皇家科学院从1901年开始负责颁发，总共被颁发了106次。
期间只有1916、1917、1919、1924、1933、1940、1941和1942八年没有颁发。
诺贝尔奖奖项空缺，除了受到两次世界大战影响之外，还受到了诺贝尔奖组委会“宁缺毋滥”的评奖理念的影响。
到目前为止，诺贝尔化学奖共有169位获奖者。
其中英国生物化学家弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger)在1958年和1980年两次获得诺贝尔奖，因此历史上获得诺贝尔奖的总共只有168人。
诺贝尔化学奖获奖者的平均年龄是58岁。
其中有32人获奖年龄介于50岁和54岁之间，几乎占到了总获奖人数的20%。
1901年--1910年1901年：雅克布斯•范特霍夫(荷)发现了化学动力学法则和溶液渗透压。
1902年：赫尔曼•费歇尔(德)合成了糖类和嘌呤衍生物。
1903年：阿累尼乌斯(瑞典)提出了电离理论，促进了化学的发展。
1904年：威廉•拉姆齐爵士(英)发现了空气中的稀有气体元素，并确定他们在周期表里的位置。
1905年：阿道夫•拜耳(德)对有机染料以及氢化芳香族化合物的研究促进了有机化学与化学工业的发展。
1906年：穆瓦桑(法)研究并分离了氟元素，并且使用了后来以他名字命名的电炉。
1907年：爱德华•毕希纳(德)对酶及无细胞发酵等生化反应的研究。
1908年：欧内斯特•卢瑟福爵士(新西兰)对元素的蜕变以及放射化学的研究。
1909年：威廉•奥斯特瓦尔德(德)对催化作用，化学平衡以及化学反应速率的研究。
1910年—1919年1910年：奥托•瓦拉赫(德)在脂环类化合物领域的开创性工作促进了有机化学和化学工业的发展的研究。
1911年：玛丽亚•居里(法)发现了镭和钋，提纯镭并研究镭的性质。
1999年诺贝尔化学奖——飞秒化学李智豪2015级化学伯苓班1510722摘要飞秒即10-15秒(fs) , 这个时标与分子中的电子或质子的运动速率大致相对应。
一般的化学反应(热化学) 过程大约在10-6秒(Ms)的量级, 特快反应也不过在毫秒(ms)的量级;大分子(液态)的转动和平移运动的速率也只需要用到微秒(Ls)时间分辨技术;所以跟踪这类化学反应或分子运动过程一般不需要利用皮秒(ps)或飞秒(fs)量级的时间分辨技术,可是要检测到反应过程中某些寿命极短的中间体,特别是在电子转移或质子转移初期所形成的过渡态或中间体,并获得有关它们的结构与能量状态方面的确切信息,就必需采用与其相对应的皮秒或飞秒时间分辨技术。
飞秒激光的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程。
基于这些科学上的发现，飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。
关键字：飞秒化学 Zewail 诺贝尔化学奖1一路走来——关于动力学研究的诺奖历史化学反应的动力学研究一直都是一个化学领域至关重要的部分它对揭示化学反应本质、指导科学家的研究有重大意义，因此百余年来诺贝尔奖多次青睐于动力学研究，一下是沿时间线索对这些奖项进行简要介绍：1901 范特霍夫致辞：“发现了化学动力学法则和溶液渗透压”1884年他发表了《化学动力学研究》论文，其中包含化学热力学的原理。
他推导出反应速率的公式，从而可以测定反应的级数，从此动力学研究拉开了帷幕。
[1]1956 欣谢尔伍德爵士与谢苗诺夫致辞：“对化学反应机理的研究”欣谢尔伍德爵士与谢苗诺夫独立地对链式反应机理进行了研究，从而揭示了爆炸与燃烧的机理以及其区别。
传统的化学，只注重反应物和产物的研究，对于反应物如何转变成产物，转变的复杂机制和过程则很少注意。
谢苗诺夫系统地研究了链反应机理，他认为，化学反应有着极为复杂的过程，在反应过程中有可能形成多种“中间产物”。
在链式反应中，这种“中间产物”就是“自由基”，“自由基”的数量和活性决定着反应的方向、历程和形式。
2020年全国化学奥林匹克竞赛山东省预赛试题(满分100分时间120分钟)可能用到的相对原子质量: H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 Al 27S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 Zn 65 Ag 108 Ba 137一、选择题 (本题包括18小题，每题2分，共36分，每题有．1．～．2．个．选项符合题意)1. 碳氢化合物及其氟，氯代物是大气污染物，下列现象的产生与这些污染物有关的是A. 赤潮与水华B. 酸雨C. 温室效应D. 光化学烟雾2. 1999年诺贝尔化学奖授予了开创“飞秒(105-s)化学”新领域的科学家，使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能。
你认为该技术做不到的是A. 观察“电子云”B. 观察水电解生成氢气和氧气的过程C. 分析酯化反应的断键方式D. 观察钠原子变成钠离子的过程3. 通常情况下，下列各组中的物质，全部属于由分子组成的化合物的是A. CO2，SO2，SiO2B. C6H5ONa，NO，COC. NH3 • H2O，H2SO4，CO(NH2)2D. HD，C60，H2O24. 对某人的血样进行化验分析，测得其中含铁元素的质量分数为0.22％，与平均每个血红蛋白分子中铁原子个数为4的正常值相比，此人可能？ (血红蛋白的相对分子质量约为68000)A. 含铁过高，铁中毒B. 缺铁性贫血C. 正常D. 有待进一步化验5. 甲烷在1500℃以上可以分解生成乙炔和氢气。
加热一定量的甲烷使之分解，测知所得混合气体在同温同压下对H2的相对密度为4.8。
在一定条件下，使该混合气体中的乙炔与氢气完全加成，则加成后的混合气体中相对分子质量最小的物质所占的体积分数是A. 40％B. 50％C. 60％D. 70％6. 下列反应，一定不会有．．．．．气体产生的是A. 盐与碱溶液的反应B. 盐与盐在水溶液中反应C. 酸与碱在溶液里的中和反应D. 非金属与氧组成的化合物与水反应7. 向某硫酸铜的饱和溶液中加入含18O的无水硫酸铜粉末mg，保持温度不变，一段时间后，其结果是A. 无水硫酸铜不会溶解B. 溶液中进入含18O的硫酸根离子，且白色粉末变蓝色晶体，质量大于mgC. 只发现白色粉末变蓝色晶体，其质量大于mg，溶液中无含18O的硫酸根离子D. 有部分含18O的硫酸根离子进入溶液，剩余的粉末质量小于mg8. 如图，标准状况下，向带有活塞的最大容积为120L的密闭容器中充入a molH2S和b molSO2 (a，b为正整数；a≤5，b≤5)，则反应完全后，容器内气体可能达到的最大密度(g/L)是A. 2.67B. 2.86C. 5.60D. 8.009.取150mL 18.3 mol·L1-的H2SO4与Zn反应，当Zn完全溶解时，生成的气体在标准状况下占有的体积为22.4L。
飞秒化学
——1999年诺贝尔化学奖
黄坤林
（东北师范大学附属中学长春130021）
摘要本文从飞秒激光、1999年诺贝尔化学奖等方面介绍了飞秒化学的产生、发展过程。
关键词飞秒激光飞秒化学1999年诺贝尔化学奖
飞秒化学（Femtochemistry）[1]，一个使化学人感到迷茫、神奇、兴奋不已的陌生英文单词、专业术语、新学科领域。
1999年自然科学的桂冠诺贝尔化学奖授给了埃及出生的科学家艾哈迈德·译韦尔（Ahmed H.Zewail），以表彰他应用超短激光（飞秒激光）闪光成相技术观测到分子中的原子在化学反应中如何运动，从而有助于人们理解和预期重要的化学反应，为整个化学及其相关科学带来了一场革命。
1 飞秒化学的技术基础——飞秒激光简介
激光曾被视为神秘之光，并已被人类广泛使用。
近年来，科学家研究发现了一种更为奇特的光——飞秒激光（飞秒femtosecond，简写fs），亦称超短激光。
飞秒激光主要的特点有：
第一，飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短，只有几个飞秒，1 femtosecond=1×10-15s，它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍，是人类目前在实验条件下所能获得最短脉冲的技术手段。
第二，飞秒激光具有非常高的瞬时功率，可达到百万亿瓦，比目前全世界发电总功率还要多出百倍，科学家预测飞秒激光将为下世纪新能源的产生发挥重要作用。
第三，它能聚集到比头发的直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。
高功率飞秒激光系统由4部分组成：振荡器、展宽器、放大器和压缩器。
在振荡器内，利用一种特殊技术获得飞秒激光脉冲。
展宽器将这个飞秒种子脉冲按不同波长在时间上拉开。
放大器使这一展宽的脉冲获得充分能量。
压缩器把放大后的不同成分的光谱再会聚到一起，恢复到飞秒宽度，从而形成具有极高瞬时功率的飞秒激光脉冲。
飞秒激光的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程。
基于这些科学上的发现，飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。
2 飞秒化学的发展与应用研究
泽韦尔小组是在实际的化学反应过程中，用高速照相机尽可能地给正好处于反应过渡态的分子摄像，所用的照相速度是达到几十飞秒的闪光新技术——飞秒激光，其快的程度就像以铁钉生锈为基准的炸药爆炸速度。
一般来说，反应分子中的原子完成一次振动的时间间隔为10至100fs。
化学反应就在这样的时间分辨、像荡秋千一样的过渡态平衡中发生了。
首次成功是发现了从反应物到生成物过程中中间体（Intermediates）的存在。
为了理解反应过程中机理，从相对稳定的分子或分子碎片（中间体）开始，不断缩短脉冲照相的时间间隔，捕捉过渡态中的分子或分子碎片，使反应连续起来。
第一次实验是分解ICN→I＋CN，整个反应在200fs内完成，在I－C键即将断裂的时候，泽韦尔小组能够准确地观察到过渡态。
另一个重要实验是Nal→Na十I。
在一个真空室中，原始分子以分子束（beams of molecules）的混合形式存在，用强的激活脉冲（Powerful PumP Pulse）使平均核间距为
2.8
A的基态离子对Na+I－处于呈现共价键特征的激化状态［Nal］*（其性质随分子的振
动而变化），再用较弱的探索脉冲（weaker Probe Pulse）以选定的波长去探测捕捉原始分子或变化了的分子，在光谱仪中，新的分子或分子碎片像指纹一样留了下来。
实验表明，
当[NaI]*核间距为10～15
A时，以Na+和I－离子形式存在；当核间距恰好在6.9 A时，
极可能返回基态（2.8
A）或分解为Na和I原子。
泽韦尔还研究了H＋CO2→CO＋OH，展现了该反应经历了一个相对长的HOCO状态（1000fs）。
对同一分子内2个相同的化学键是同时断裂还是先后断裂的问题，通过对C2I2F4→C2F4＋2I的实验研究，表明是协同的（同时）。
当出现意外的实验结果时，往往更令人感兴趣。
在可以认为是简单反应的苯（C6H6）与双原子分子的I2反应实验研究时，发现，2个分子相互靠近形成复杂结合体，激光使一个电子从苯环发射到I2分子上，形成的正负电荷作用使其中一个碘原子与苯环结合，同时I2共价键断裂，另一个碘原子离开体系。
整个这个反应只发生在750fs的时间间隔内。
随着研究的深入，另一个重要的有机反应是丁烷开环为乙烯和乙烯闭环成丁烷的平衡过程。
它们可能只经过同时断裂或形成两支C－C键翻越一个简单能垒的过渡态（图2）；也可能先断裂或形成一支C－C键形成中间体，从而翻越双能垒（TWO－stage）的微观过程（图3）。
泽韦尔及其合作者证实了中间体的存在，寿命为700fs。
再一个利用飞秒技术的典型反应是光致（light－induced）一个分子向另一个分子转化的光异构化（Photoisomerization）（图4）。
他们的结论是在反应过程中，2个苯环彼此是同时旋转的。
一个类似的行为在视黄醛（Retinal维生素A醛）中也已观察到。
在最初的光化学作用时，顺反异构转化是绕着双键进行的。
其他研究人员用飞秒光谱学技术发现该过程在200fs内完成，而且在产物中仍有一定量的振动。
此反应速率表明，吸收的光子能量不是被平均分配而是集中在相应的双键上，此可以解释为什么有70％的高产率和夜晚眼睛对光敏感。
另一个重要的生物学例子是飞秒化学可以解释为什么植物叶绿素分子（Chlorophyll）能通过光合作用有效地进行能量转换。
随着研究的拓展，飞秒化学已经渗透到许多领域，不仅对分子束而且在表面化学方面（如理解和改良催化剂）、液体和溶剂方面、聚合物方面（如导体材料）等都得到应用。
另一个重要的应用领域是生命科学方面。
总之，泽韦尔的飞秒光学实验技术，犹如电视节目通过慢动作来观看足球精彩镜头那样，他的研究成果可以让人们通过“慢动作”观察处于化学反应过程中的原子与分子的转变状态，从根本上改变了我们对化学反应过程的认识。
