求助!化学理综卷子题。 急!!!有会的小伙伴帮个忙
2014山东省高考压轴卷
理综
注意事项:
1.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号(ABCD)涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再涂写其他答案标号。不涂答题卡,只答在试卷上不得分。
2.第I卷共20小题,共107分。
3.可能用到的相对原子质量:O 16 Na 23 Cl 35.5 K 39 Fe 56
一、选择题(本题包括13小题。每小题5分,共65分。每小题只有一个选项符合题意,选对的得5分,错选或不答的得0分)
1.细胞中的很多生理过程在细胞器中完成。下列关于细胞器结构与功能的叙述中,正确的是 ( )
A.叶绿体和线粒体均通过内膜折叠成嵴扩大生物膜面积
B.中心体可见于某些植物细胞,与细胞的有丝分裂有关
C.胰岛素的加工和运输过程需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器参与
D.溶酶体中含有大量的呼吸酶,所以可以消化多种衰老的细胞器
2.下列关于细胞增殖、分化、衰老和癌变的有关说法,不正确的是( )
A.细胞增殖过程中有染色体数目的变化,但这种变化不一定属于染色体数目变异
B.同一生物体内不同体细胞的核物质一般相同,但所含有的mRNA和蛋白质种类有差异
C.细胞衰老和细胞分化都会发生细胞形态、结构和功能的变化
D.正常基因突变成原癌基因和抑癌基因是细胞癌变的根本原因
3.甲、乙两图表示某真核细胞中遗传信息传递的某些过程,下列叙述正确的是
A.甲图所示过程需要解旋酶的参与才能完成
B.甲图和乙图中的碱基配对方式完全相同
C.乙图中核糖体是可以沿着mRNA移动的
D.乙图中不同核糖体合成了多种不同的肽链
4.下列关于变异与进化的叙述正确的是
A.育种过程中如果没有突变发生,此物种就没有发生进化
B.共同进化都是通过物种之间的相互影响实现的
C.二倍体生物经秋水仙素处理后形成的四倍体与原来的二倍体之间存在生殖隔离
D.同无性生殖相比,有性生殖产生的后代具有更大的变异性,根本原因是其突变频率更高
5.下列关于植物激素调节的有关说法,不正确的是( )
A.生长素类似物在实际应用时需要注意使用浓度的大小
B.赤霉素能促进细胞伸长、细胞分裂素能促进细胞分裂,因而都能促进植物生长
C.失重状态下,根失去向地生长特性的原因是生长素不能极性运输
D.植物果实的自然生长过程与生长素、赤霉素等多种植物激素有关
6. 下列选项中的实验都要用到显微镜,相关叙述中正确的是 ( )
A.观察DNA和RNA分布的实验中需要用盐酸和乙醇对细胞进行水解
B.观察植物细胞失水和吸水的实验中,虽然没有设置对照组但不违反对照原则
C.在诱导植物细胞染色体加倍的实验中,用显微镜可以观察到一个细胞完整的增殖过程
D.观察植物细胞中的叶绿体和线粒体时,对两种细胞器都需要进行染色
7.生产生活中的很多问题会涉及到化学知识,下列说法正确的是
A.14C可用于文物年代的鉴定,是12C的同素异形体
B.合金材料中不可能含有非金属元素
C.工业上以氨气等为原料生产纯碱
D.绿色化学的核心是综合治理环境污染
8.某有机物X结构为
下列说法不正确的是
A.含有两种官能团
B.能与酸性高锰酸钾溶液反应
C.每molX可与5molH2发生加成反应
D.不是芳香族化合物
9.已知A、B、C、D四种短周期元素,A、D同周期,B、C同主族,简单离子A+、D3+、B2-核外电子排布相同,则下列说法不正确的是
A.A、C、D三种元素最高价氧化物对应的水化物能两两反应
B.离子半径大小:B>A>D>C
C.气态氢化物的稳定性B>C
D.A、B、C三种元素组成的化合物中含有离子键和共价键
10.下列说法正确的是
A.标况下,1.12LCl2溶于水,转移0.5NA电子
B.液态HD不导电,是非电解质
C.常温下,由水电离出的H+浓度为10-13mol·L-1的溶液中,Fe2+、Cl-、Na+、NO3-可能大量共存
D.铝不易被腐蚀,是因为表面生成氧化物薄膜
11.下列实验操作的叙述不正确的是
A.用试纸检验气体性质时,需先将试纸湿润,再检验
B.FeBr2溶液中通入少量Cl2,再加入CCl4,CCl4层不变色
C.向盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液中通入SO2,不会产生沉淀
D.中和滴定时,锥形瓶不用润洗
12.结合下图分析,下列叙述正确的是
A.K与P相连,X为CuSO4,一段时间内,溶液浓度不变
B.K与P相连,X为NaCl,铁电极反应为:Cu2++2e-=Cu
C.K与Q相连,X为硫酸,一段时间后右边电极质量增大
D.K与Q相连,X为NaCl,Cu电极反应式为:2H++2e-=H2
13.常温下,往amol·L-1CH3COOH溶液中滴加相同体积的0.1mol·L-1NaOH溶液,所得溶液的pH=7,则
A.酸碱恰好完全反应 B.a=0.1
C.c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)D.Ka(CH3COOH)=
二、选择题(本题包括7小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
14.一个质点做直线运动的v-t图像如图所示,下列判断正确的是
A.质点在0~5 s内的位移大小为10 m
B.质点在10 s末离出发点最远
C.质点在整个0~12 s内的运动过程中,10~12 s内的加速度最大
D.质点在0~8 s内的平均速度为1 m/s
第Ⅱ卷(必做157分+选做36分,共193分)
注意事项:
1.第II卷共19题,其中21—31题为必做部分,32—39题为选做部分。
2.第II卷所有题目的答案考生须用0.5毫米黑色签字笔答在答题卡规定的区域内,只在试题卷上答题不得分。
3.选做部分考生必须从中选择1道物理题、l道化学题和l道生物题作答。答题前,请考生务必将所选题号用2B铅笔涂黑,答完题后,再次确认所选题号。
24.(13分)下图甲、乙表示某植物在相关条件下净光合速率的变化情况(注意:净光合速率=真正光合速率-呼吸速率),图丙表示在大气二氧化碳浓度、20℃时测得的同一植物在不同光照强度下氧气产生总量和二氧化碳释放量的相对变化。请分析回答下列问题。
(1)图中显示了影响净光合速率的环境因素有 。
(2)在图甲a光照强度下,真正光合速率与呼吸速率的大小关系是 ;此时植物体内产生[H]的细胞结构有 。
(3)图甲b点条件下,升高温度,净光合速率的变化情况是;图乙c点条件下,增加光照强度,净光合速率的变化情况是 。
(4)单位时间内氧气产生总量可以表示(净光合速率/真正光合速率)。图丙中当光照强度为b时,真正光合速率(大于/小于/等于)呼吸速率;图丙中当光照强度为c时,真正光合速率 (大于/小于/等于)呼吸速率。
28.(18分)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域.
(1)①V2O5可用于汽车催化剂,汽车尾气中含有CO与NO气体,用化学方程式解释产生NO的原因 。
②汽车排气管内安装了钒(V)及其化合物的催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的气体排出。已知:
N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ/mol
2C(s)+ O2(g)=2CO(g)△H=-221.0 kJ/mol
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol
尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=_____________。
(2)全钒液流储能电池结构如下图,其电解液中含有钒的不同价态的离子、H+和SO42-。电池放电时,负极的电极反应为V2+-e-=V3+。
①电解质溶液交换膜左边为VO2+/ VO2+,右边为V3+/ V2+,
电池放电时,正极反应式为 ,
H+通过交换膜向移动。(填“左”或“右”)。
②充电时,惰性电极N应该连接电源 极,充电时,
电池总的反应式为 。
(3)若电池初始时左右两槽内均以VOSO4和H2SO4的混合液为电解液,使用前需先充电激活。充电过程分两步完成:第一步VO2+转化为V3+,第二步V3+转化为V2+,则第一步反应过程中阴极区溶液pH (填“增大”“不变”“减小”),阳极区的电极反应式为 。
29.(17分)合成氨是基本无机化工,氨是化肥工业和有机化工的主要原料,也是一种常用的制冷剂。下图Ⅰ是合成氨反应的能量与反应过程相关图(未使用催化剂);图Ⅱ是合成氨反应在2L容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时,某一反应条件的改变对反应的影响图。
(1)工业合成氨的化学反应方程式为。
(2)下列说法正确的是 。
A.△H=-92.4kJ·mol-1
B.使用催化剂会使E1的数值增大
C.为了提高转化率,工业生产中反应的温度越低越好
D.图Ⅱ是不同压强下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图,且PA<PB
E.该反应的平衡常数KA<KB
F.在曲线A条件下,反应从开始到平衡,消耗N2的平均速率为n1/4t1mol·L-1·min-1
(3)下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2B.v正(N2)=v逆(H2)
C.容器内压强保持不变D.混合气体的密度保持不变
(4)一定温度下,向一个容积为2 L的密闭容器中通入2molN2和7molH2,达到平衡时测得容器内的压强为起始时的7/9倍,则此温度下的平衡常数为 。
(5)常温下向25mL0.1mol/LNH3·H2O溶液中,逐滴加入0.2mol/L的HN3溶液,溶液的pH变化曲线如右图所示。
由图可知,HN3具有 酸性(填“强”或“弱”)。
A、B 、C 、D四个点中,水的电离程度最大的是 ;
D点时溶液中各离子浓度大小顺序为 。
30氧化铜是一种黑色粉末,可作玻璃和瓷器着色剂、油类的脱硫剂、有机合成的催化剂。为获得纯净的氧化铜以探究其性质,某化学兴趣小组利用废旧印刷电路板获得氧化铜,实现资源再生,并减少污染。
(1)获得硫酸铜
该小组同学利用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜,从而获得硫酸铜(含有硫酸铁杂质),写出该反应的化学方程式: _______________________。
(2)制备氧化铜
粗CuSO4溶液纯CuSO4溶液CuSO4·5H2O―→……―→CuO
已知:pH≥6.4时Cu(OH)2沉淀完全,而在pH=3~4时Fe(OH)3即能完全沉淀。
①步骤Ⅰ的目的是除硫酸铁,操作是:慢慢加入下列某些物质,搅拌,以控制pH=3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至pH=1。下列物质有利于控制溶液pH=3.5的是________。
A.Cu2(OH)2CO3粉末 B.Fe2O3粉末
C.Cu(OH)2固体 D.NaOH固体
②步骤Ⅱ的目的是得到CuSO4·5H2O固体,操作是________、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是________________________________________。
(3)探究氧化铜的性质
探究氧化铜是否能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较。用如图装置进行实验,实验时均以收集25 mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略,
【物质结构与性质】32.
雷尼镍是一种历史悠久、应用广泛的催化剂,由镍铝合金为原料制得。
雷尼镍(Raney-Ni)是一种历史悠久、应用广泛的催化剂,由镍-铝合金为原料制得。
(1)元素第一电离能:Al________Mg(选填:“>”、“<”、“=”)
(2)雷尼镍催化的一实例为:
化合物b中进行sp3杂化的原子有:______________。
(3)一种铝镍合金的结构如下图,与其结构相似的化合物是:_________
(选填序号:a.氯化钠 b.氯化铯 c.石英 d.金刚石)。
4)实验室检验Ni2+可用丁二酮肟与之作用生成腥红色配合物沉淀。
①Ni2+在基态时,核外电子排布式为:______________。
②在配合物中用化学键和氢键标出未画出的作用力(镍的配位数为4)。
34.【生物—生物技术实践】(12分)纤维素是地球上年产量巨大,但未能得到充分利用的物质,其中尤以农作物秸秆为甚,我国年产约6亿吨。对其研究利用的报道较多,能降解纤维素的微生物种类很多,目前的研究以丝状真菌为主。请回答下列问题:
(1)食草动物能够消化食物的关键是体内存在 酶,能够降解纤维素,该酶是一种复合酶,它至少包括 。
(2)目前,研究者多利用以 为碳源的选择培养基从土壤中分离纤维素分解菌。为检测纤维素分解菌的存在与否还应加入 染料,形成红色复合物,若产生 ,则证明有纤维素分解菌存在。
(3)下图是工业上利用微生物由纤维素生产乙醇的基本工作流程:
上述工作流程中环节①需要的微生物大多分布在 的环境中。可利用 技术,使②中的酶能够重复利用。④过程要注意对接种器材进行 。
35.【生物—现代科技专题】(12分)科学家将能使啤酒产生丰富泡沫的LTPI基因植入啤酒酵母菌中,使其产生LTPI蛋白,酿出泡沫丰富的啤酒,下图为转基因啤酒酵母的生产过程,据此回答相关问题:
(1)形成C需要的工具酶是,这两种酶作用的化学键均为 。
(2)基因X表示 。
(3)结构B是来自大肠杆菌细胞内的 ,它的化学本质是 。在结构B上标记基因的作用是。
(4)利用DNA分子杂交技术可检测C中是否插入了目的基因,该过程中需用作探针;转基因啤酒酵母培育成功的标志是 。
36.(12分)(物理选修3-3)
(1)(4分)以下说法正确的是 ()
A.布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动
B.从平衡位置开始增大分子间距离,分子间的引力将增大、斥力将减小
C.对大量事实的分析表明:热力学零度不可能达到
D.热量只能由高温物体传递给低温物体
(2)(8分)汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故,太低又会造成耗油量上升。已知某型号轮胎能在-40℃~90℃正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm,最低胎压不低于1.6 atm。设轮胎容积不变,气体视为理想气体,请计算和回答:
① 在t=20℃时给该轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适?
② 为什么汽车在行驶过程中易爆胎,爆胎后胎内气体的内能怎样变化?说明理由
37.(12分)【物理—物理3-4】
(1)(6分)以下是有关波动和相对论内容的若干叙述,其中正确的有()
ACD
A.光速不变原理是:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
B.两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域交替变化
C.光的偏振现象说明光波是横波
D.夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
(2)(6分)一束光从空气射向折射率为 的某种介质,若反射光线与折射光线垂直,则入射角为60°.真空中的光速为c,则光在该介质中的传播速度为c .
38.( 12分)【物理3—5】
(1)(6分)氢原子能级及各能级值如图所示.当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时,可以释放出中不同频率的光子,所释放的光子最小频率为 (用普朗克常量h和图中给出的能级值字母表示).
2014山东省高考压轴卷
理综生物参考答案
1.B 2.D 3.C
4.C5.C 6.B 24.(除注明外,每空1分,共10分)
(1)光照强度和温度(2分)
(2)相等 叶绿体(或叶绿体类囊体薄膜)、细胞质基质、线粒体(3分)
(3)先增大,后减小 不变化
34.】(除注明外,每空l分,共12分)(1)纤维素 C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶(2分)
(2)纤维素 刚果红 透明圈(2分)
(3)富含纤维素(或落叶较多等,答案合理即可,3分) 固定化酶 灭菌
35.(除注明外,每空2分,共12分)
(1)限制酶、DNA连接酶 磷酸二酯键(1分)
(2)LTPI基因(或目的基因)
(3)质粒(1分) (小型环状的)DNA(1分) 用于检测目的基因是否导入受体细胞
(4)含有放射性同位素标记的LTPI基因 酵母菌体内合成了LTPI蛋白
2014山东省高考压轴卷理综化学参考答案
7. C 8. C
9. B
10. D
11.【答案】 C
12.【答案】 A
29.【答案】(1)N2+3H22NH3 (2分)
(2)AEF (3分)
(3)C (2分)
(4)0.25mol-2·L2 (2分)
(5)弱 (2分) B (3分) c(N3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)(3分)
30.【答案】(1)Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O (3分)
(2)①AC(3分)
②蒸发浓缩、冷却结晶 (2分)
便于控制温度,防止温度过高造成CuSO4·5H2O失水 (2分)
(3)①收集25 mL气体所需的时间 (3分)
②取一根带火星的木条,伸入干燥管内,看木条是否复燃 (2分)
③CuO的质量有没有改变 (3分)
31.【答案】(1)H2O2;CCl4;(2分)
(2)b;(2分)
(3)BaCl2、K2CO3、KOH;(2分)
(4)除去溶液中过量的氢氧根离子和碳酸根离子;(2分) 取少量的PH试纸置于玻璃片上,用蘸有待测溶液的玻璃棒点滴在试纸的中部,待试纸变色后,再与标准比色卡比较来确定溶液的pH值;(2分)
(5)蒸发皿.(2分)
32.(1)< (2分)
(2)C、N、O (3分)(3)b (2分)
(4)①1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8 (2分)②(3分)
33.【答案】(1)取代反应 (2分)
(2) (2分)
理综物理参考答案
14.【KS5U答案】C
【KS5U解析】由图看出,物体在0~5s内沿正方向运动,速度图象的“面积”等于位移,所以位移大小为 x= ×2×5m=5m.故A错误.质点在0-11s内沿正方向运动,11s-13s内沿负方向返回,所以点在11s末离出发点最远.故B错误.根据速度图象的斜率等于加速度,可以看出,质点在10s~12s内图线的斜率大小最大,所以加速度最大.故C正确.由“面积”等于位移,则得质点在0~8s内的位移x= ×(3+8)×2m=11m,平均速度为: m/s.故D错误.
15.【KS5U答案】C
【KS5U解析】当质量为m2的物体向左移动0.50m时,弹簧的量压缩为x=0.50m,根据胡克定律得,此时弹簧的弹力大小为:F弹=kx=200×0.5N=100N;以m2研究对象,分析m1和m2整体水平方向的受力情况如图,根据平衡条件得: F=F弹+f,又f=μ(m1+m2)g,
得到:F=F弹+μ(m1+m2)g=100N+(20+50)×10×0.4N=380N.
16.D 17.AD18.BD19.CD20.ABC
21.(Ⅰ)(1)0.960;(2)(3);(4)系统误差.(Ⅱ)(1)BC (2)ABC (3)2.0 1.50 1.0
(Ⅰ)(1)由图(b)所示游标卡尺可知,主尺示数为22.5px,游标尺示数为12×0.05mm=0.60mm=1.5px,则游标卡尺示数为22.5px+1.5px=24px.
(2)物块经过A点时的速度vA= ,物块经过B点时的速度vB= ,物块做匀变速直线运动,由速度位移公式得:vB2-vA2=2as,加速度a= ;
(3)把重物、物块和遮光片看一整体,进行受力分析,由牛顿第二定律有mg-μMg=(M+m)ā,解得:
(4)从来源看,误差分为系统误差和偶然误差两种。系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略,或实验原理不完善而产生的。偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的。细线没有调整到水平引起的误差属于系统误差。
(II):(1)定值电阻的U-I图线是正比图线,一定经过原点,故图线M是根据电压表V2和电流表A的数据画得的,电阻为2Ω;电源的U-I图线是向下倾斜的图线,故直线N是根据电压表V1和电流表A的数据画得的,电动势为1.5V,内电阻为1Ω;;
(2)当定值电阻和电源的电流、电压相等时,一定是电阻直接与电源相连;故滑动变阻器是短路,故A正确;滑动变阻器短路时,外电阻与内电阻最接进,故电源输出功率最大,故B正确;此时电阻的电压为1V,电流为0.5A,故功率为0.5W,故C正确;
外电阻最小,效率最低,故D错误;
(3)定值电阻的U-I图线是正比图线,斜率表示电阻,为2Ω;图线N的纵轴截距表示电动势,为1.5V;斜率表示内电阻,为1Ω;
22. (1)16J;(2)4m;(3)m/s; 8(3 +2)J.
23.(1) 1m/s.(2)2×10-2N. (3) 0.05C.
【KS5U解析】解:(1)最大速度时PQ杆受力平衡有:BIL=mg,由闭合电路欧姆定律得:E=I•2R,MN杆切割磁感线,产生的电动势为:E=BLvm联立得最大速度为:= =1m/s,对于MN杆有:F=BIL+mg=2mg=2×10-2×10N=0.2N;
(2)对MN杆应用牛顿第二定律得:F-mg-B I1L=ma1,PQ杆受力平衡有:FN+BI1L=mg
得:FN=2mg-F+ma=ma=10-2×2N=2×10-2N;
(3)位移x内回路中产生的平均电动势:E′=,感应电流为:I′= ,
通过MN杆的电量为:q=I′△t,得:q= = C=0.05C
【选做部分】
36.(1)C(2)①在t=20℃时给该轮胎充气,充气后的胎压在2.01 atm~2.83 atm范围内比较合适;②汽车在行驶过程中,由于轮胎与路面的摩擦,致使胎内气体温度升高,压强变大,易爆胎;爆胎后,胎内气体一方面由于温度降低而放热,另一方面气体膨胀对外做功,根据热力学定律知,其内能减少.
37.【KS5U答案】(1)ACD(2)60°,c
38.【KS5U答案】(1)3,.(2)
我觉的最有可能的是球状闪电! 球状闪电俗称滚地雷,就是一个呈圆球形的闪电球。这是一个真实的物理现象,绝非科幻小说或卡通片集的能量炮。这种现象早于1838年便有文献记载,科学家已研究逾160年,有关的报告多达数千份,也有二千多份科学论文出版,但是我们对此现象仍未有合理的解释,可是说它可以穿越任何物体是不可信的。
球状闪电通常都在雷暴之下发生,它十分光亮,略呈圆球形,直径大约是20至50 cm。通常它只会维持数秒,但也有维持了1-2分钟的纪录。更神奇的是它可以在空气中独立而缓慢地移动。有少数目击者说它会随着金属物品走,例如电话线,但多数人都说它的路径不定。绝大部份目击者都说它是横向移动的。在它短短几秒的生命中,它的光度、形状和大小都保持不变。它曾在空地、封闭的房间内、甚至飞机仓内出现!有迹象显示,它跟云层与地面之间的闪电(即常见的普通闪电)有密切关系,有目击者说它会在普通闪电后形成或消失。球状闪电有可能激烈地爆发,也可能会安静地突然消失。在颜色方面,则众说纷纭,没有一致的描述。
球状闪电具有破坏力。它既可以破坏玻璃窗,也能使墙壁的外层剥落。它也曾造成人和动物的伤亡,但由于资料不足,未能了解致死的真正原因。没有证据显示球状闪电会破坏树木,这与普通闪电略有不同。球状闪电几乎无法被破坏,有人曾用步枪射中过球状闪电,但是无效。
由于球状闪电出现的频率很低,科学家难以做系统的观测,至今也没有人拍摄得高质量的照片来作科学研究。理论方面,有人认为它是灼热的空气团或气化了的元素,例如碳、钠又或是铜。虽然这个理论可以解释球状闪电的部分特性,却不能说明为什么它可以在飞机仓内形成。此外还有许多不同的说法,如等离子体、离子、带电的尘埃、有外层电子壳的水……,但没有一个理论可以完满地解释这个科学悬案。如果你有见过球状闪电或拍到它的照片,一定要把所有资料记录下来呀!那将会是十分宝贵的研究资料。
球状闪电之所以神秘,实在是因为它并不常见,它飘渺的行踪、多变的色彩和外形以及它刹时间巨大的破坏力都让人类着迷。所以,早在古希腊的年代,人们就开始留意这种奇特的自然现象了。
球状闪电是闪电形态的一种,亦称之为球闪,民间则常称之为滚地雷。球状闪电的平均直径为25厘米,大多数在10~100厘米之间,小的只有0.5厘米,最大的直径达数米。球状闪电偶尔也有环状或中心向外延伸的蓝色光晕,发出火花或射线。颜色常见的为橙红色或红色,当它以特别明亮并使人目眩的强光出现时,也可看到黄、蓝和绿色。其寿命只有1~5秒,最长的可达数分钟。
球状闪电的行走路线,一般是从高空直接下降,接近地面时突然改向作水平移动;有的突然在地面出现,弯曲前进;也有沿着地表滚动并迅速旋转的;运动速度常为每秒1~2米。它可以穿过门窗,常见的是穿过烟囱后进入建筑物,它甚至可以在导线上滑动,有时还发出“嗡嗡”响声。多数火球无声消失,有的在消失时有爆炸声,可以造成破坏,甚至使建筑物倒塌,使人和家畜死亡。遇人遇物后即发生惊人的爆炸,产生刺鼻的气味,造成伤亡、火灾等事故。
预防球状闪电的办法是,在雷雨天气,紧闭门窗,避免穿堂风。如果遇到飘浮的“火球”,轻轻的避开它,千万不要去碰它。
科学家推测,球状闪电是一种气体的漩涡产生于闪电通路的急转弯处,是一团带有高电荷的气体混合物,主要由氧、氮、氢以及少量的氧化氢组成。通常发生在枝状闪电之后,似乎枝状闪电是产生球状闪电的必要条件。球状闪电较为罕见,因而研究它十分困难,至今仍然是自然界中的一个谜。
球状闪电的一般性质
球状闪电至今仍是人们不能解释的奇怪自然现象。许多目击者认为,球状闪电的运动就像是有智慧的,好像它知道要去哪里,如果它进到一个房间,它通常是穿过门口或窗户再到走廊。当然,这只是人们的想象。
根据众多的目击材料,我们大概可以勾勒出球状闪电的基本轮廓。这种发光的球体大小在高尔夫球和足球之间,颜色有白、绿、黄、橙之分,其亮度可与100瓦灯泡相当。球状闪电持续时间一般在5~10秒左右,它会随气流的起伏在近地的空中自在飘飞,有时逆风而行,可穿门窗,进室内,甚至穿过炉子烟筒。有时会悬停,有时会无声消失,有时又会碰到障碍物爆炸发出巨响而消失。球状闪电运行速度缓慢,有时与人跑速度差不多,极少情况下它会发出轻微的唿哨声、嘁嘁声或咝咝声。一个共同的特点是,球状闪电几乎总是发生在雷暴天。
球状闪电的特点
大小
球状闪电直径从15~30厘米不等,但也有人见过直径1~2厘米和5~10米大小的。能以固定的频率改变其直径大小,可逐渐衰弱变小,爆炸可使其体积增加并使其终结。能靠分解或重组改变大小。
形状
大部分报道为球形或卵形,还有扁长方形、立方体、圆环状、哑铃形、云雾形、圆柱形、子弹形、雪茄形、锥形、透镜形、盾形和螺旋形等。
颜色
两种最常见的颜色是白色和橘黄色,其他较常见的是红、蓝、黄和绿色,银色和黑色很少见。有些球状闪电会变色。
速度
可从静止到难以想像的高速(每小时2万多公里,但这种情况不是在雷暴中),一般速度约为每秒5米,即每小时18公里。
结构
似乎是某种等离子体或云雾状物质,有的球状闪电中心是透明的,有的是中空的,或根本没有明显的固定结构,有些球状闪电似乎处在动态变化之中。
运动性
有时是静止的。大部分为直线运动,有些是在一静止位置旋转,有些是不停地转动,有些是按明显的复杂路径来运行的。
寿命
球状闪电一般会持续几秒钟,如7~8秒钟,有些可长达1分钟以上。
行为
有些会模仿周围的物体运动,有些直冲大地。有些球状闪电似乎在“调查”其他物体。大部分被引向金属性或磁性物体,会发生强烈碰撞,有时会造成很大损伤。闪电球会跳动、分解、重组、衰减、爆炸或同时发生这些变化。
声音
极少情况会形成噼哩啪啦或嘶嘶的声音。
味道
目击者说有烧焦的或硫磺的味道。还说有时有烧焦油或氨水或臭氧的气味。
混合性状
温度:触到球状闪电的人都说它相当凉——即没有热的感觉。但它却可以煮开锅、熔电线和加热金属。
亮度:球状闪电一般都像路灯一样亮。它们有时白天即可见到,但人们通常是夜间见到它们照亮了大地。
发生:它们通常发生在雷暴之时,但极少也会发生在之前或之后。大多数的球状闪电都伴随着普通闪电——盘旋着待机而发,但有时它们也像普通闪电一样从云端直击大地。
千奇百怪的目击记录
上世纪40年代,在法国的小城镇里,有3个士兵在一棵菩提树下躲雨时被雷击毙了,但他们仍然站着,像没事一样。雷雨之后,行人跟他们说话,却不见回应,当行人去接触他们时,3具尸体顿时倒地,化成了一堆灰烬。
1956年夏的一个正午,在苏联某个集体农庄,两个孩子在牛棚里躲雨。突然,房前的白杨树下滚落一个橙黄色的火球直向他们逼来,一个孩子踢了它一脚,轰隆一声,火球爆炸了,牛棚里的12头牛炸死了11头,孩子们被震倒在地,但没有受伤。事后,人们才知道那个火球是罕见的球状闪电。
在美国的一个小城里曾发生了一件怪事:一位主妇从市场回到家里,打开电冰箱一看,她放进去的生鸭、生肉全都变成了熟食品。后经科学家的研究才明白,是球状闪电把冰箱变成了电炉,奇怪的是冰箱没有损坏!
1981年1月的一天,苏联一架客机在黑海附近遭遇球状闪电。一个大火球闯入驾驶舱,发出爆炸声。几秒钟后又穿过密封的金属舱壁,出现在乘客的座舱里,戏剧性的表演一番后,发出不大的声音离开飞机。事后检查,机头机尾的金属壁各出现一个窟窿,内壁却完好无损。
在美国俄勒冈州,一个球状闪电来去如风,先在纱门上留下了一个篮球大的洞,然后直奔地下室,毫不留情的毁坏了一个旧轧干机;俄罗斯一位教师的经历更可怕,一个80厘米直径的球状闪电在他头上来回跳动不下20次,然后悄然消失了;此外,前苏联也有报道说,一个球状闪电飞进了一个盛水的大锅里,水立刻沸腾起来,球状闪电在锅里翻滚了10分钟才熄灭; 另有一次,一个足球大小的球状闪电沿街滚动、跳跃,接触到地面时,竟炸出了一些深半米、直径1米的坑,最后,随着一声轰响,火球钻进地下。
1999年3月16日下午,我国湖北省北部的枣阳市忽然间闪电频发,雷声惊天,当场造成9人死亡、20余人受伤的罕见灾害。据目击者称,雷击现场有一片红光,这正是球状闪电的特征。
有人怀疑,上个世纪发生在俄罗斯的通古斯大爆炸的罪魁祸首就是球状闪电。
探索球状闪电的本质
到底什么是不可思议的球状闪电?多少年来,科学界都认为球状闪电是子虚乌有的现象,直到最近几十年才承认它的真实性。
早在1955年,苏联物理学家便提出球状闪电是雷暴中所产生的电磁干扰效应所引起的。1991年,日本科学家报道了他们在实验中观察到微波干扰所产生的一系列类似球状闪电的现象,他们的人造等离子球也显示出球状闪电的一些特性,如它可沿与主气流相反的方向运动,并可穿越固体物质。
1998年,一位西班牙物理学家认为,所谓的神秘球状闪电其成因并不神秘,这一现象很可能是闪电产生过程中,磁场约束发光等离子体所形成。他建立了闪电磁场模型,认为关键是闪电过程中形成的水平磁场和垂直磁场磁力线圈相互交织而成的磁力线网。在某些特殊情况下 ,这一磁力线网有可能会呈现出球形,而发光等离子体会被这一网所“俘获”而形成球状闪电。这一火球效应会一直持续到等离子体开始冷却。研究人员指出,根据他们的预算,火球持续时间最多可达10至15秒。当等离子体冷却后,电子开始被原子所束缚,等离子体内部电阻变大、电流趋弱,周围的磁场也将随之瓦解,最终火球不复存在。
按照这一理论,球状闪电绝大部分较冷,但在沿磁力线方向局部温度则极高。研究人员指出,据此就可很好的解释为什么火球并不发热而触到物体后往往容易着火。
2000年,两位新西兰科学家提出了他们的新理论。当一般的枝状闪电击到土壤中,土壤中的矿物质会转换成纳米纯硅和硅化合物颗粒。这些尺寸不足十分之一微米的微型颗粒,会在闪电的能量作用下由土壤蒸发进入大气。这一过程,就像抽烟者从嘴中吐出烟圈。进入大气的含硅颗粒会首先连接成链,然后组成能随气流运动的球状细丝网。该球状细丝网中的颗粒具有很高活性,会在特定条件下缓慢燃烧,并释放出光和热而形成所谓球状闪电。
一些目击者曾报告说,他们看到的球状闪电能穿墙越窗,甚至能通过飞机的机身,这一理论对此也能解释。大多数房屋的门窗周围都有缝隙,而含硅颗粒组成的球状细丝网极具弹性,只要空气能过的地方细丝网也应能通行。也就是说,如果空气能穿过门窗,那么该细丝网也能“挤过”,并会随后重新恢复形状。
科学家以闪电样本的放电来试验土壤样本,结果确实产生了聚合的纳米粒子,这些离子的氧化速度与球状闪电一致。
研究的新进展
2002年1月15日英国皇家学会在其学术杂志《哲学学报》的专刊上发表了一组有关球状闪电理论的文章。这些理论分别由物理化学家、物理学家和化学工程师提出。他们提出了3个解释球状闪电缘由的新理论。其主要内容分别是:
1.球状闪电是由含有水合离子的小水滴组成的,它通过离子反应来释放能量。在这个理论中,球状闪电是一个包含等离子体的电化学结构,这一结构是由温度、压力、电磁场和重力场的微妙平衡来维持的。
2.球状闪电是由聚合体细丝缠绕而成,通过表面放电来释放能量。在该理论中,灰尘中的自然微粒,像来源于纤维素、煤烟或硅土中的微粒都能形成细丝状结构,这些细丝聚合起来就变成了一个高度充电的球体,当它表面放电时,就发出了光和热。
3.球状闪电是由金属纳米粒子链构成,其能量释放是通过金属纳米粒子的表面氧化来进行的。在这个理论中,普通的闪电能引起像土壤或木材这样的物质释放金属蒸气,这种带电的金属蒸气浓缩成一个网状的金属纳米粒子球。
这些理论都有些说服力,特别是第三个理论,可以解释为什么球状闪电能够穿过墙壁和关着的窗子,似乎更有说服力。
但是,人们至今尚未在实验室中制造出真正的球状闪电,虽然已模拟出了极微型又短命的球状闪电。事实上,所有的理论在球状闪电的复杂多变性面前都显得那么单薄。一个真正的球状闪电理论应说明所有的现象,包括没有雷暴的情况和球状闪电持续很长时间及球状闪电大如房屋的情形。而要说清这一切,需要更强大的理论。
有人认为,更有说服力的解释应是接近冷聚反应领域,与等离子体现象相关的理论。更有人提出球状闪电和龙卷风一样都是等离子团的现象。还有人设想,最佳的理论可能是把电磁学、电学和等离子及纳米理论综合起来的想法。
总之,球状闪电不仅有趣,而且包含了很多秘密,一旦了解了它的本质,对我们人类的生活或许会有深远的影响。或许,我们不仅能找到人体自焚和通古斯大爆炸的元凶,更能由此找到高效、清洁的新能源。
球状闪电与人体自焚
1966年12月5日,在美国宾夕法尼亚州的波特城,一位煤气工人上午9时来到班特莱医生家查表。他以为老医生尚未起床,就径直走向地下室去查表。一进地下室发现地上有一堆灰烬。他抬头一看,看到灰烬上方的天花板有一个烧穿了的大窟窿。他大吃一惊,赶忙奔上去找那位老医生,却在卫生间看到烧穿窟窿的地板上,只剩下半条人腿,老人的身体已化为灰烬。 整个现场没有丝毫发生火灾的迹象。
有些科学家称这种现象为“人体自焚”,并给它下了个定义:所谓“人体自焚”,是指人体没有同外部火源接触,内部发生燃烧化为灰烬,而灰烬周围一切可燃物体保持原样的一种现象。
根据现有的200多案例,发生“自焚”的人男女比例大约相等;年龄从4个月到114岁都有;身体有胖有瘦,有的案例甚至发生在走路、开车、划船、跳舞的过程之中。
那么,“人体自焚”起于何因?众说纷纭,莫衷一是。在西方,有人认为是人体内有过量的脂肪引起的。这种解释显然站不住脚,因为发生自焚的人有胖有瘦。有些人认为,人体自焚是由于某种天然的“电流体”造成体内可燃物质燃烧。所谓天然“电流体”究竟何所指?还有人认为是由于体内磷质过多,发生自燃,此说没有根据。更有趣的是有人认为这是由于喝了过量的酒,酒精发生自燃的现象。此人还做了个可笑的试验:把酒精注射到一块新鲜的肉里,然而却不见发生“自焚”现象。
近年来,有人指出:“人体自焚”是自然界中的球状闪电引起的,所以不是自燃,而是他燃。持这种观点的人解释道:球状闪电像一个大火球,在空中飘飘忽忽,忽高忽低的移动,常使夜间行路的人大惊失色。球状闪电能穿过门、窗的缝隙、升堂入室、钻进人家,它有时发生爆炸,毁坏建筑物,造成人畜伤亡。它在行经的沿途,遇到任何障碍物时无坚不摧,却又不烧坏周围的可燃之物。通常,一个球状闪电爆炸时释放出的能量,约相当于10公斤TNT炸药爆炸时放出的能量。而且当球状闪电消失后,一般会留下烧焦、硫磺或臭氧的气味。
UFO与球状闪电
由于球状闪电行为的诡秘奇特,有人提出大部分UFO可能就是球状闪电。其理由是:
1.在颜色方面。球状闪电的颜色绚丽多彩,有白色、粉红色、桔红色、蓝色等。UFO也有类似的色彩。
2.在声响方面。球状闪电在运动时会发出轻微的吱吱声、噼啪声,最后静静地消失。UFO由于距离较远,多数听不到声音,但也有少数UFO飞行时会发出呼呼的声音或隆隆的响声。部分UFO还发出热量,这与球状闪电很一致。
3.UFO和球状闪电都能漂浮空中,行踪不定。
但是,持不同观点者则认为球状闪电多产生于雷雨的天气中,而多数UFO目击是发生在晴朗的天气里。况且,球状闪电在空中的运动似乎完全取决于气流,而UFO的运动似乎与气流并不一致。
2、《球状闪电》是科幻作家刘慈欣写的一本以球状闪电为中心展开的科幻小说,书中描述了一个历经球状闪电的男主角对其历尽艰辛的研究里程,向我们展现了一个独特、神秘而离奇的世界。
危害及预防
球状闪电是一种危害较大的闪电。
球状闪电是闪电形态的一种,亦称之为球闪,民间则常称之为滚地雷。球状闪电的平均直径为25厘米,大多数在10~100厘米之间,小的只有0.5厘米,最大的直径达数米。球状闪电偶尔也有环状或中心向外延伸的蓝色光晕,发出火花或射线。颜色常见的为橙红色或红色,当它以特别明亮并使人目眩的强光出现时,也可看到黄、蓝和绿色。其寿命只有1~5秒,最长的可达数分钟。
球状闪电的行走路线,一般是从高空直接下降,接近地面时突然改向作水平移动;有的突然在地面出现,弯曲前进;也有沿着地表滚动并迅速旋转的;运动速度常为每秒1~2米。它可以穿过门窗,常见的是穿过烟囱后进入建筑物,它甚至可以在导线上滑动,有时还发出“嗡嗡”响声。多数火球无声消失,有的在消失时有爆炸声,可以造成破坏,甚至使建筑物倒塌,使人和家畜死亡。遇人遇物后即发生惊人的爆炸,产生刺鼻的气味,造成伤亡、火灾等事故。
预防球状闪电的办法是,在雷雨天气,紧闭门窗,避免穿堂风。如果遇到飘浮的“火球”,轻轻的避开它,千万不要去碰它。
科学家推测,球状闪电是一种气体的漩涡产生于闪电通路的急转弯处,是一团带有高电荷的气体混合物,主要由氧、氮、氢以及少量的氧化氢组成。通常发生在枝状闪电之后,似乎枝状闪电是产生球状闪电的必要条件。球状闪电较为罕见,因而研究它十分困难,至今仍然是自然界中的一个谜。
交通
西雅图最主要的交通工具是汽车。其市中心和一些市区还反应着过去铁路和公路的发展。西雅图没有地铁,但有很大和非常便捷的公共汽车和渡船网。
延长目前只有约一英里半到约十英里West Seattle 和 Ballard 间西雅图单轨电车 (Monorail) 经过四次的选举成功后, 在 2005 年 12 月第五次的重新选举中惨遭失败. 西雅图兴建单轨电车的梦想正式的结束.
不过大西雅图地区海湾运输局 (Sound Transit) 于 2009 年将会开始行驶从西塔国际机场 (Sea-Tac Internatioanl Airport) 和西雅图市中心间的轻铁 (Light Rail). 由选民投票通过建立的海湾运输局目前有多条的快速公共汽车线和连接艾佛瑞特 (Everett) - 西雅图 - 塔科玛 (Tacoma) 间的通勤火车 (Commuter Train).
机场
西雅图的商业机场是位于西塔科的西雅图-塔科马国际机场,提供到达北美、欧洲和远东的航班。西-塔机场是阿拉斯加航空公司的枢纽港,是地平线航空公司的补给站和美国西北航空公司的重点机场。
此外,西雅图还拥有一个普通民用机场---波音机场。事实上,波音机场是由金县政府所管辖。
街道布局
除市中心的商业区外西雅图按东西和南北走向形成方格式,在市中心的商业区街道的走向按海岸的走向。两个走向相接处往往造成不寻常的角度,往往使外来不熟悉西雅图的人闹不清。
高速公路
贯穿西雅图南北的主要高速公路为5号州际公路(Interstate 5),而来往邻市表尔威(Bellevue)的主要公路则为SR-520和90号州际公路(Interstate 90),其中西雅图为90号州际公路的西岸起点,向东走可直达波士顿。
医疗中心和医院
健康合作组织是美国健康管理的先驱。华盛顿大学在美国是名列前茅的医学研究中心。西雅图本身是美国建立救护队的先驱。
儿童医院和地区医疗中心是华盛顿州、阿拉斯加州、蒙大拿州和爱达荷州的儿医中心。港景医疗中心 (Harborview Medical Center) 是一个县公共医院,它是这四个州唯一的一级创伤医院, 也是华盛顿州唯一的成人和儿童的第一级医疗中心。第一级医疗中心意指急诊医师, 护士和手术医师等医疗人员必须常驻于急救中心, 并能在五分钟之内到达需要急救的伤患. 它与华盛顿大学医疗中心分享同一医生人员。
设施
在西雅图水和电是由公共设施提供的。私人的普吉特海湾能源公司提供天然气,西雅图蒸汽公司提供蒸汽,奎斯特提供电话服务,康卡斯特提供有线电视。
经济
公司
2004年共有五个名列前500名的美国公司的总部在西雅图:华盛顿互惠银行 (Washington Mutual Bank)(103名),保险公司 Safeco Corporation(103名),服饰零售商诺茨罗姆公司(Nordstrom) (286名),亚马逊公司(AMAZON)(342名)和星巴克(Starbucks)(425名)。
尽管波音在2001年将其总部迁移到芝加哥,不过除了军方以外, 它依然是西雅图, 甚至于华盛顿州最重要雇主。大西雅图地区还是它最主要的商用客机生产中心. 波音 737 和 757 组装于 City of Renton, 波音 747, 767, 777 和未来的 787 则组装于艾佛瑞特.
在西雅图附近的一些城市里还有其它大公司的总部,比如零售商好市多 (Costco)(列29名)的总部在依萨跨 (City of Issaquah),微软(列46名)和美国电话电报无线公司 (AT&T Wireless)(列120名)在 2004年被 Cingular 吸收之前的总部在雷德蒙 (City of Redmond)。林业产品公司美国惠好 (Weyerhaeuser)(列95名)在联邦路 (City of Federal Way),拖拉机生产家帕萨公司(列250名)位于贝勒由 (City of Bellevue)。
西雅图打算通过吸引生物工程企业来获得一个新的发展,这个打算获得了公共的支持。
地理和气候
地理
西雅图位于普吉特海湾和华盛顿湖之间,西边在海湾边上是奥林匹克山脉,东边在华盛顿湖, 再往东是杉曼密斯湖 (Lake Sammamish), 然后是依萨跨高地 (Issaquah Highland) 和老虎山 (Tiger Mountain), 最后是卡斯卡达山脉 (Cascade Range)。
西雅图市筑于丘陵地形上,一些市内最高的地方直接在市中心附近。通过不同的地形改造工程市中心附近的地形被改变许多。
西雅图附近的河流、森林、湖泊和田野非常富饶。今天一条离西雅图中心很近的运河连接华盛顿湖和普吉特海湾。在西雅图及其周围整年有很多帆船、滑雪、骑车、宿营和徒步旅行的机会。
西雅图断层是一条活跃的地质断层,它直接通过西雅图市区下并不断造成地震。自从有历史记录的一百五十年间, 西雅图一共收到四次大地震:1872年12月14日里氏7.3级,1949年4月13日(7.1级),1965年4月29日(6.5级)和2001年2月28日(6.8级)。
西雅图的地理位置是北纬47°37'35",西经122°19'59"。按美国人口调查局数据西雅图的面积为369.2平方公里,其中217.2平方公里为陆地,152平方公里为水面。也就是说41.16%的面积是水面。
气候
西雅图的气候温和,由于海洋因素气温中等,西边的山脉保护风暴的袭击。每年降雨量890至970毫米,因此有雨城之称,比美国东海岸的一些城市(如纽约1200毫米)少,但其阴天数为平均226日每年,比纽约(132日)多。由于西雅图位于奥林匹克山脉的背后,大多数降雨是小雨或毛毛雨。西雅图的气候和气温与附近的加拿大大城市温哥华差不多。
130千米以西的奥林匹克国家公园的年平均降雨量为3600毫米,南部的华盛顿首府奥林匹克的降雨量为1320毫米。西雅图偶尔降雪,但很少留很长时间。阳光充沛的气候一般从七月中到九月中,比南部的波特兰开始得晚,结束得早。
在厄尔尼诺现象发生的年中西雅图的降水量会减小,不仅使周围的滑雪场在冬季遇到困难,而且在夏季会造成缺水。
这里不是威尼斯,但处处可以见到蓝湖汪洋;这里不是赌城,却可以作着淘金的美梦;这里不是巴黎香榭大道,那咖啡飘香浪漫的气氛却丝毫不减;这里正是美国西北最热闹的城市—西雅图。
想到西雅图这个城市,除了浪漫,实在也找不出更适合的字眼来形容它。曾经因为电影「西雅图夜未眠」而声名大噪的浪漫形象,并没有被当作是观光的号召,在市区也找不到相关的产品或是电影海报的图像标志。但是,西雅图所散发出来的气息还是脱离不开浪漫的味道,那是一股自然的呈现,没有经过媒体包装,也没有刻意炒作的商业文化。
追溯西雅图的历史,只有短短的150年,而且大部分的资料记录都是源自于拓荒者广场(Pioneer Square),一群移民客,在公元1851年从纽约来到西雅图,在靠近拓荒者广场的附近登岸扎营,这群人被视为西雅图的拓荒者,因此,有许多街道都以他们的名字来命名作为纪念,例如Denny、Yesler、Bell、Boren等。西雅图位于华盛顿州普捷湾(Puget Sound),海岸线和湖岸线总长80公里。面积共有218平方公里,人口54万,而距离美国加拿大边境113英里(182公里)。
自远古时期就居住在北美地区的印地安人,靠着打猎和捕鱼维生,在深山林野中过着自给自足的部落生活,他们就是这儿的原住民,只不过他们的历史并没有记录在美国通史里。西雅图的拓荒者们,尊重这群长久居住在艾略特湾(Elliott Bay)一带的度瓦米许(Duwamish)原住民族,就直接将这块移民地的新生地命名为酋长席尔斯(Sealth)的名字,这中间因为一些口语误传,最后便成为Seattle,这就是西雅图市名的由来。
而主要名胜,最受欢迎的城市观光娱乐点包括有西雅图中心和太空针、派克市场、开拓者广场,著名的Nordstorm百货公司、Starbucks咖啡等。喝咖啡,对于西雅图的人而言,是生活中再自然不过的事情,就好象是阳光、空气、花和水一般,是自然存在于日常生活中而不必赘述的一件事。尽管如此,走进西雅图,还是免不了为满街的Espresso而倾倒。从颇具国际连锁架势的Starbucks Coffee、以西雅图直接命名的The Seattle's Best Coffee、来势汹汹远从意大利入侵的Torrefazione Italia以及受到日本媒体青睐的Tully's Coffee,四种知名品牌,在西雅图这个浪漫的咖啡之都,纷纷各领风骚,占据了各个街头,以及重要的商场大楼、购物中心或是机场及车站,都有其不同的风格与特色。此外,还有许多个性咖啡馆躲藏在各社区里不知名的街角,或是街头巷尾经常不奇然出现的Espresso Bar,在西雅图,平均每一百公尺就会看到一个Cafe这样的字眼,多到数不清的咖啡店,让游客也看到傻眼。对于西雅图一词,人们可以很自在地窝在咖啡馆里冥想,可以撑把小伞随意的走在大街上扭腰摆臀。西雅图就是这样的深具格调,应该如何界定,就留给你来此慢慢体验唷。
西雅图也是一名酋长。
西雅图酋长(Chief Seattle,1786年 - 1866年6月7日)是美国华盛顿州境内的印第安人部落的领袖,信奉天主教,乐于与白人移民共处并同西雅图的创立者之一戴维·斯温森·梅纳德建立了私人友谊。根据梅纳德的建议,西雅图即得名于西雅图酋长。
1848年,英国科学家威廉·汽姆逊·开尔文勋爵(1824~1907)建立了一种新的温度标度,称为绝对温标,它的量度单位称为开尔文(K)。这种标度的分度距离同摄氏温标的分度距离相同。它的零度即可能的最低温度,相当于摄氏零下273度(精确数为-273.15℃),称为绝对零度。因此,要算出绝对温度只需在摄氏温度上再加273即可。那时,人们认为温度永远不会接近于0K,但今天,科学家却已经非常接近这一极限了。
物体的温度实际上就是原子在物体内部的运动。当我们感到一个物体比较热的时候,就意味着它的原子在快速动动:当我们感到一个物体比较冷的时候,则意味着其内部的原子运动速度较慢。我们的身体是通过热或冷来感觉这种运动的,而物理学家则是绝对温标或称开尔文温标来测量温度的。
按照这种温标测量温度,绝对温度零度(0K)相当于摄氏零下273.15度(-273.15℃)被称为“绝对零度”,是自然界中可能的最低温度。在绝对零度下,原子的运动完全停止了,并且从理论上讲,气体的体积应当是零。由此,人们就会明白为什么温度不可能降到这个标度之下,为什么事实上甚至也不可能达到这个标度,而只能接近它。
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萌芽时期(20世纪以前)
奠基时期(20世纪初)
金属催化剂
氧化物催化剂
液态催化剂
大发展时期(20世纪30~60年代)
工业催化剂生产规模的扩大
工业催化剂品种的增加
有机金属催化剂的生产
选择性氧化用混合催化剂的发展
加氢精制催化剂的改进
分子筛催化剂的崛起
大型合成氨催化剂系列的形成
更新换代时期(20世纪70~80年代)
高效络合催化剂的出现
固体催化剂的工业应用
分子筛催化剂的工业应用
环境保护催化剂的工业应用
生物催化剂的工业应用
中国催化剂工业的发展
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从19世纪末至20世纪初,化学工业中利用催化技术的生产过程日益增多,为适应对工业催化剂的要求,逐步形成了产品品种多、制造技术进步、生产规模和产值与日俱增的催化剂工业。
萌芽时期(20世纪以前)
催化剂工业发展史与工业催化过程的开发及演变有密切关系。1740年英国医生J.沃德在伦敦附近建立了一座燃烧硫磺和硝石制硫酸的工厂,接着,1746年英国J.罗巴克建立了铅室反应器,生产过程中由硝石产生的氧化氮实际上是一种气态的催化剂,这是利用催化技术从事工业规模生产的开端。1831年P.菲利普斯获得二氧化硫在铂上氧化成三氧化硫的英国专利。19世纪60年代,开发了用氯化铜为催化剂使氯化氢进行氧化以制取氯气的迪肯过程。1875年德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建立了第一座生产发烟硫酸的接触法装置,并制造所需的铂催化剂,这是固体工业催化剂的先驱。铂是第一个工业催化剂,现在铂仍然是许多重要工业催化剂中的催化活性组分。19世纪,催化剂工业的产品品种少,都采用手工作坊的生产方式。由于催化剂在化工生产中的重要作用,自工业催化剂问世以来,其制造方法就被视为秘密。
奠基时期(20世纪初)
在这一时期内,制成了一系列重要的金属催化剂,催化活性成分由金属扩大到氧化物,液体酸催化剂的使用规模扩大。制造者开始利用较为复杂的配方来开发和改善催化剂,并运用高度分散可提高催化活性的原理,设计出有关的制造技术,例如沉淀法、浸渍法、热熔融法、浸取法等,成为现代催化剂工业中的基础技术。催化剂载体的作用及其选择也受到重视,选用的载体包括硅藻土、浮石、硅胶、氧化铝等。为了适应于大型固定床反应器的要求,在生产工艺中出现了成型技术,已有条状和锭状催化剂投入使用。这一时期已有较大的生产规模,但品种较为单一,除自产自用外,某些广泛使用的催化剂已作为商品进入市场。同时,工业实践的发展推动了催化理论的进展。1925年H.S.泰勒提出活性中心理论,这对以后制造技术的发展起了重要作用。
金属催化剂 20世纪初,在英国和德国建立了以镍为催化剂的油脂加氢制取硬化油的工厂,1913年,德国巴登苯胺纯碱公司用磁铁矿为原料,经热熔法并加入助剂以生产铁系氨合成催化剂。1923年F.费歇尔以钴为催化剂,从一氧化碳加氢制烃取得成功。1925年,美国M.雷尼获得制造骨架镍催化剂的专利并投入生产(见图)
催化剂工业发展史
这是一种从Ni-Si合金用碱浸去硅而得的骨架镍。1926年,法本公司用铁、锡、钼等金属为催化剂,从煤和焦油经高压加氢液化生产液体燃料,这种方法称柏吉斯法。该阶段奠定了制造金属催化剂的基础技术,包括过渡金属氧化物、盐类的还原技术和合金的部分萃取技术等,催化剂的材质也从铂扩大到铁、钴、镍等较便宜的金属。
氧化物催化剂 鉴于19世纪开发的二氧化硫氧化用的铂催化剂易被原料气中的砷所毒化,出现了两种催化剂配合使用的工艺。德国曼海姆装置中第一段采用活性较低的氧化铁为催化剂,剩余的二氧化硫再用铂催化剂进行第二段转化。这一阶段,开发了抗毒能力高的负载型钒氧化物催化剂,并于1913年在德国巴登苯胺纯碱公司用于新型接触法硫酸厂,其寿命可达几年至十年之久。20年代以后,钒氧化物催化剂迅速取代原有的铂催化剂,并成为大宗的商品催化剂。制硫酸催化剂的这一变革,为氧化物催化剂开辟了广阔前景。
液态催化剂 1919年美国新泽西标准油公司开发以硫酸为催化剂从丙烯水合制异丙醇的工业过程,1920年建厂,至1930年,美国联合碳化物公司又建成乙烯水合制乙醇的工厂。这类液态催化剂均为简单的化学品。
大发展时期(20世纪30~60年代)
此阶段工业催化剂生产规模扩大,品种增多。在第二次世界大战前后,由于对战略物资的需要,燃料工业和化学工业迅速发展而且相互促进,新的催化过程不断出现,相应地催化剂工业也得以迅速发展。首先由于对液体燃料的大量需要,石油炼制工业中催化剂用量很大,促进了催化剂生产规模的扩大和技术进步。移动床和流化床反应器的兴起,促进催化剂工业创立了新的成型方法,包括小球、微球的生产技术。同时,由于生产合成材料及其单体的过程陆续出现,工业催化剂的品种迅速增多。这一时期开始出现生产和销售工业催化剂的大型工厂,有些工厂已开始多品种生产。
工业催化剂生产规模的扩大 这一时期曾对合成燃料和石油工业的发展起了重要作用。继柏吉斯过程之后,1933年,在德国,鲁尔化学公司利用费歇尔的研究成果建立以煤为原料从合成气制烃的工厂,并生产所需的钴负载型催化剂,以硅藻土为载体,该制烃工业生产过程称费歇尔-托罗普施过程,简称费托合成,第二次世界大战期间在德国大规模采用,40年代又在南非建厂。1936年E.J.胡德利开发成功经过酸处理的膨润土催化剂,用于固定床石油催化裂化过程,生产辛烷值为80的汽油,这是现代石油炼制工业的重大成就。1942年美国格雷斯公司戴维森化学分部推出用于流化床的微球形合成硅铝裂化催化剂,不久即成为催化剂工业中产量最大的品种。
工业催化剂品种的增加 首先开发了以煤为资源经乙炔制化学品所需的多种催化剂,其中制合成橡胶所需的催化剂开发最早。1931~1932年从乙炔合成橡胶单体2-氯-1,3-丁二烯的技术开发中,用氯化亚铜催化剂从乙炔生产乙烯基乙炔,40年代,以锂、铝及过氧化物为催化剂分别合成丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶的工业相继出现,这些反应均为液相反应。为了获得有关的单体,也出现了许多固体催化剂。在第二次世界大战期间出现用丁烷脱氢制丁二烯的Cr-Al-O催化剂,40年代中期投入使用。同一时期开发了乙苯脱氢生产苯乙烯用的氧化铁系催化剂。聚酰胺纤维(尼龙66)的生产路线,在30年代下半期建立后,为了获得大量的单体,40年代生产出苯加氢制环己烷用的固体镍催化剂,并开发环己烷液相氧化制环己酮(醇)用的钴系催化剂。在这一时期还开发了烯烃的羰基合成用的钴系络合催化剂。
在此阶段固体酸催化剂的生产和使用促进了固体酸催化剂理论的发展。为获得生产梯恩梯炸药的芳烃原料,1939年美国标准油公司开发了临氢重整技术,并生产所需的氧化铂-氧化铝、氧化铬-氧化铝催化剂。1949年美国环球油品公司开发长周期运转半再生式的固定床作业的铂重整技术,生产含铂和氧化铝的催化剂。在这种催化剂中,氧化铝不仅作为载体,也是作为活性组分之一的固体酸,为第一个重要的双功能催化剂。
50年代由于丰富的中东石油资源的开发,油价低廉,石油化工迅猛发展。与此同时,在催化剂工业中逐渐形成几个重要的产品系列,即石油炼制催化剂、石油化工催化剂和以氨合成为中心的无机化工催化剂。在催化剂生产上配方越来越复杂,这些催化剂包括用金属有机化合物制成的聚合用催化剂,为谋求高选择性而制作的多组元氧化物催化剂,高选择性的加氢催化剂,以及结构规整的分子筛催化剂等。由于化工科学技术的进步,形成催化剂产品品种迅速增多的局面。
有机金属催化剂的生产 过去所用的均相催化剂多数为酸、碱或简单的金属盐。1953年联邦德国K.齐格勒开发常压下使乙烯聚合的催化剂(C2H5)3Al-TiCl4,1955年投入使用1954年意大利G.纳塔开发(C2H5)3Al-TiCl3体系用于丙烯等规聚合,1957年在意大利建厂投入使用。自从这一组成复杂的均相催化剂作为商品进入市场后,催化剂工业中开始生产某些有机金属化合物。目前,催化剂工业中,聚合用催化剂已成为重要的生产部门。
选择性氧化用混合催化剂的发展 选择性氧化是获得有机化学品的重要方法之一,早已开发的氧化钒和氧化钼催化剂,选择性都不够理想,于是大力开发适于大规模生产用的高选择性氧化催化剂。1960年俄亥俄标准油公司开发的丙烯氨化氧化合成丙烯腈工业过程投产,使用复杂的铋-钼-磷-氧/二氧化硅催化剂,后来发展成为含铋、钼、磷、铁、钴、镍、钾 7种金属组元的氧化物负载在二氧化硅上的催化剂。60年代还开发了用于丁烯氧化制顺丁烯二酸酐的钒-磷-氧催化剂,用于邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸酐的钒-钛-氧催化剂,乙烯氧氯化用的氯化铜催化剂等,均属固体负载型催化剂。在生产方法上,由于浸渍法的广泛使用,生产各种不同性质的载体也成为该工业的重要内容,包括不同牌号的氧化铝、硅胶及某些低比表面积载体。由于流化床反应技术从石油炼制业移植到化工生产,现代催化剂厂也开始用喷雾干燥技术生产微球型化工催化剂。在均相催化选择性氧化中最重要的成就是1960年乙烯直接氧化制乙醛的大型装置投产,用氯化钯-氧化铜催化剂制乙醛的这一方法称瓦克法。
加氢精制催化剂的改进 为了发展石油化工,出现大量用于石油裂解馏分加氢精制的催化剂,其中不少是以前一时期的金属加氢催化剂为基础予以改进而成的。此外,还开发了裂解汽油加氢脱二烯烃用的镍-硫催化剂和钴-钼-硫催化剂,以及烃液相低温加氢脱除炔和二烯烃的钯催化剂。
分子筛催化剂的崛起 50年代中期,美国联合碳化物公司首先生产X-型和Y-型分子筛,它们是具有均一孔径的结晶性硅铝酸盐,其孔径为分子尺寸数量级,可以筛分分子。1960年用离子交换法制得的分子筛,增强了结构稳定性。1962年石油裂化用的小球分子筛催化剂在移动床中投入使用,1964年XZ-15微球分子筛在流化床中使用,将石油炼制工业提高到一个新的水平。自分子筛出现后,1964年联合石油公司与埃索标准油公司推出载金属分子筛裂化催化剂。利用分子筛的形状选择性,继60年代在炼油工业中取得的成就,70年代以后在化学工业中开发了许多以分子筛催化剂为基础的重要催化过程。在此时期,石油炼制工业催化剂的另一成就是1967年出现的铂-铼/氧化铝双金属重整催化剂。
大型合成氨催化剂系列的形成 60年代起合成氨工业中由烃类制氢的原料由煤转向石脑油和天然气。1962年美国凯洛格公司与英国卜内门化学工业公司 (ICI)分别开发了用碱或碱土金属助催化的负载型镍催化剂,可在加压条件下作业(3.3MPa)而不致结炭,这样有利于大型氨厂的节能。烃类蒸汽转换催化剂、加氢脱硫催化剂、高温变换催化剂、低温变换催化剂、氨合成催化剂、甲烷化催化剂等构成了合成氨厂的系列催化剂。(见彩图)
催化剂工业发展史 催化剂工业发展史
更新换代时期(20世纪70~80年代)
在这一阶段,高效率的络合催化剂相继问世;为了节能而发展了低压作业的催化剂;固体催化剂的造型渐趋多样化;出现了新型分子筛催化剂;开始大规模生产环境保护催化剂;生物催化剂受到重视。各大型催化剂生产企业纷纷加强研究和开发部门的力量,以适应催化剂更新换代周期日益缩短的趋势,力争领先,并加强对用户的指导性服务,出现了经营催化剂的跨国公司。重要特点是:
高效络合催化剂的出现 60年代,曾用钴络合物为催化剂进行甲醇羰基化制醋酸的过程,但操作压力很高,而且选择性不好。1970年左右出现了孟山都公司开发的低压法甲醇羰基化过程,使用选择性很高的铑络合物催化剂。后来又开发了膦配位基改性的铑络合物催化剂,用于从丙烯氢甲酰化制丁醛。这种催化剂与原有的钴络合物催化剂比较,具有很高的正构醛选择性,而且操作压力低,1975年以后美国联合碳化物公司大规模使用。利用铑络合物催化剂。从α-氨基丙烯酸加氢制手性氨基酸的过程,在70年代出现。这些催化剂均用于均相催化系统。继铂和钯之后,大约经历了一个世纪,铑成为用于催化剂工业的又一贵金属元素,在碳一化学发展中,铑催化剂将有重要意义。一氧化碳与氢直接合成乙二醇所用的铑络合物催化剂正在开发。络合催化剂的另一重大进展是70年代开发的高效烯烃聚合催化剂,这是由四氯化钛-烷基铝体系负载在氯化镁载体上形成的负载型络合催化剂,其效率极高,一克钛可生产数十至近百万克聚合物,因此不必从产物中分离催化剂,可节约生产过程中的能耗。
固体催化剂的工业应用 1966年英国卜内门化学工业公司开发低压合成甲醇催化剂,用铜-锌-铝-氧催化剂代替了以往高压法中用的锌-铬-铝-氧催化剂,使过程压力从24~30MPa降至5~10MPa,可适应当代烃类蒸汽转化制氢流程的压力范围,达到节能的目的。这种催化剂在70年代投入使用。为了达到提高生产负荷、节约能量的目标,70年代以来固体催化剂造型日益多样化,出现了诸如加氢精制中用的三叶形、四叶形催化剂,汽车尾气净化用的蜂窝状催化剂,以及合成氨用的球状、轮辐状催化剂。对于催化活性组分在催化剂中的分布也有一些新的设计,例如裂解汽油一段加氢精制用的钯/氧化铝催化剂,使活性组分集中分布在近外表层。
分子筛催化剂的工业应用 继石油炼制催化剂之后,分子筛催化剂也成为石油化工催化剂的重要品种。70年代初期,出现了用于二甲苯异构化的分子筛催化剂,代替以往的铂/氧化铝;开发了甲苯歧化用的丝光沸石(M-分子筛)催化剂。1974年莫比尔石油公司开发了ZSM-5型分子筛,用于择形重整,可使正烷烃裂化而不影响芳烃。70 年代末期开发了用于苯烷基化制乙苯的ZSM-5分子筛催化剂,取代以往的三氯化铝。80年代初,开发了从甲醇合成汽油的ZSM-5分子筛催化剂。在开发资源、 发展碳一化学中,分子筛催化剂将有重要作用。
环境保护催化剂的工业应用 1975年美国杜邦公司生产汽车排气净化催化剂,采用的是铂催化剂,铂用量巨大,1979年占美国用铂总量的57%,达23.33t(750000金衡盎司)。目前,环保催化剂与化工催化剂(包括合成材料、有机合成和合成氨等生产过程中用的催化剂)和石油炼制催化剂并列为催化剂工业中的三大领域。
生物催化剂的工业应用 在化学工业中使用生化方法的过程增多。60年代中期,酶固定化的技术进展迅速。1969年,用于拆分乙酰基-DL-氨基酸的固定化酶投入使用。70年代以后,制成了多种大规模应用的固定化酶。1973年制成生产高果糖糖浆的葡萄糖异构酶,不久即大规模使用。1985年,丙烯腈水解酶投入工业使用。生物催化剂的发展将引起化学工业生产的巨大变化。
此外,还发展用于能源工业的催化剂,例如燃料电池中用铂载在碳或镍上作催化剂,以促进氢与氧的化合。
中国催化剂工业的发展
第一个催化剂生产车间是永利铔厂触媒部,1959年改名南京化学工业公司催化剂厂。于1950年开始生产AI型合成氨催化剂、C-2型一氧化碳高温变换催化剂和用于二氧化硫氧化的Ⅵ型钒催化剂,以后逐步配齐了合成氨工业所需各种催化剂的生产。80年代中国开始生产天然气及轻油蒸汽转化的负载型镍催化剂。至1984年已有40多个单位生产硫酸、硝酸、合成氨工业用的催化剂。
为发展燃料化工,50年代初期,石油三厂开始生产页岩油加氢用的硫化钼-白土、硫化钨-活性炭、硫化钨-白土及纯硫化钨、硫化钼催化剂。石油六厂开始生产费托合成用的钴系催化剂,1960年起生产叠合用的磷酸-硅藻土催化剂。60年代初期,中国开发了丰富的石油资源,开始发展石油炼制催化剂的工业生产。当时,石油裂化催化剂最先在兰州炼油厂生产,1964年小球硅铝催化剂厂建成投产。70年代中国开始生产稀土-X型分子筛和稀土-Y型分子筛。70年代末在长岭炼油厂催化剂厂,开始生产共胶法硅铝载体稀土-Y型分子筛,以后在齐鲁石化公司催化剂厂开始生产高堆比、耐磨半合成稀土-Y型分子筛。60年代起中国即开始发展重整催化剂,60年代中期石油三厂开始生产铂催化剂,70年代先后生产出双金属铂-铼催化剂及多金属重整催化剂。 在加氢精制方面,60年代石油三厂开始生产钼-钴及钼-镍重整预加氢催化剂。70年代开始生产钼-钴-镍低压预加氢催化剂,80年代开始生产三叶形的加氢精制催化剂。
为发展有机化学工业,50年代末至60年代初开始制造乙苯脱氢用的铁系催化剂,乙炔加氯化氢制氯乙烯的氯化汞/活性炭催化剂,流化床中萘氧化制苯酐用的氧化钒催化剂,以及加氢用的骨架镍催化剂等。60年代中期为适应中国石油化工发展的需要,新生产的催化剂品种迅速增多,至80年代已生产多种精制烯烃的选择性加氢催化剂,并开始生产丙烯氨化氧化用的微球型氧化物催化剂,乙烯与醋酸氧化制醋酸乙烯酯的负载型金属催化剂,高效烯烃聚合催化剂以及治理工业废气的蜂窝状催化剂等。
31集。
杰克奥特曼的剧情简介 · · · · · ·
人间体乡秀树的梦想是成为一名出色的赛车手,可这个梦想在第一集中破灭了——乡秀树为了救一个为救小狗鲁莽行事的小孩而不幸被残暴的怪兽杀害。和他共事的挚友坂田(女朋友秋子的哥哥)把他们刚合作完成的赛车点燃以悼念死去的乡。
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