浙江省高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)航 第3單元第13講 化學(xué)科學(xué)與人類文明課件 新課標(biāo)

一、化學(xué)是認(rèn)識(shí)和創(chuàng)造物質(zhì)的科學(xué)一、化學(xué)是認(rèn)識(shí)和創(chuàng)造物質(zhì)的科學(xué) 1金屬的冶煉和應(yīng)用 冶煉實(shí)質(zhì)：金屬離子 金屬原子 冶煉方法：根據(jù)金屬的活動(dòng)性選擇相應(yīng)的冶煉方法 ( 1 ) 活 潑 金 屬 采 用 電 解 法 ， 如 2 N a C l=2Na+Cl2，MgCl2= Mg+Cl2,2Al2O3=4Al+3O2 得電子通電通電通電 (2)較活潑金屬采用熱還原法，如CuO+H2=Cu+H2O，F(xiàn)e2O3+3CO=2Fe+3CO2,3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3 (3)不活潑金屬采用熱分解法，如2HgO=2Hg+O2高溫高溫 2化學(xué)科學(xué)理論的建立和發(fā)展 3人類對(duì)酸堿認(rèn)識(shí)的發(fā)展 4.天然纖維制造化學(xué)纖維 (1)制備銅氨溶液 向20 mL 5%的硫酸銅溶液中滴加10%的NaOH溶液，直到沉淀完全； 過濾，洗滌沉淀； 將沉淀擠干后轉(zhuǎn)移到燒杯中，然后用30 mL濃氨水溶解。 (2)溶解纖維素 將棉花加入銅氨溶液中，不斷攪拌，形成黏稠液體。 (3)生成化學(xué)纖維 通過注射器將黏稠液體注入稀鹽酸，洗滌生成的絲狀物。 5糧食增產(chǎn)技術(shù) (1)生產(chǎn)化肥 合成氨的反應(yīng)原理：N2+3H2 2NH3 合成氨的反應(yīng)條件：鐵觸媒作催化劑，壓強(qiáng)2050 MPa，溫度450 左右 (2)研制殺蟲劑、除草劑 DDT的危害：殘留毒性、很難被生物降解 (3)研究光合作用的機(jī)理 6CO2+6H2O C6H12O6+6O2 (4)利用基因工程育種高溫、高壓 催化劑光能葉綠素 二、化學(xué)是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)二、化學(xué)是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ) 1科學(xué)技術(shù)與化學(xué) (1)化學(xué)與生活化學(xué)與人類生活有非常緊密的聯(lián)系，具體內(nèi)容將在選修1化學(xué)與生活中學(xué)習(xí)。 (2)化學(xué)學(xué)科與新興學(xué)科化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，促進(jìn)了信息、生命、材料、環(huán)境、能源、地球、空間和核科學(xué)等新興學(xué)科的建立與迅速發(fā)展。 6藥物合成 阿司匹林( ) 青霉素 化學(xué)與信息科學(xué)：晶體硅的制作 化學(xué)與材料：合成有特定性能的材料；合成高新材料。 化學(xué)與能源：開發(fā)高效的清潔能源 (3)化學(xué)技術(shù)與六大技術(shù) 化學(xué)合成和分離技術(shù)為信息技術(shù)、生物技術(shù)、核科學(xué)和核武器技術(shù)、航空航天和導(dǎo)彈技術(shù)、激光技術(shù)、納米技術(shù)等六大技術(shù)提供了不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。 印刷電路板的制作原理：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2 2環(huán)境問題與化學(xué) (1)環(huán)境問題目前，主要的環(huán)境污染是工業(yè)“三廢”：廢水、廢氣和廢渣。 常見的環(huán)境污染環(huán)境污染成因防治酸雨SO2、NOx的排放化石燃料脫硫或固硫，廢氣吸收處理赤潮水體中氮、磷等營養(yǎng)元素超標(biāo)廢水處理后排放，限制使用含磷洗衣粉白色污染傳統(tǒng)的高分子塑料難以降解綜合治理，回收利用 (2)化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn) 消除汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染 a石油脫硫；b.汽車尾氣處理；c.無害汽油添加劑；d.使用酒精、天然氣、氫氣燃料；e.燃料電池。 回收二氧化碳 利用二氧化碳制造全降解塑料，緩解溫室效應(yīng)。 綠色化學(xué) 綠色化學(xué)要求利用化學(xué)原理從源頭消除污染，期望在化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)工業(yè)過程中充分利用參與反應(yīng)的原料，所有物質(zhì)原料、中間產(chǎn)物都在內(nèi)部循環(huán)、利用，實(shí)現(xiàn)零排放。 綠色化學(xué)的特點(diǎn)： a開發(fā)綠色反應(yīng)，將原子利用率提高到100%； 原子利用率= 100% b使用無毒無害的原料、催化劑、溶劑； c發(fā)展“綠色工藝”； d開發(fā)和生產(chǎn)綠色產(chǎn)品。 綠色化學(xué)方法合成有機(jī)玻璃： 問題：什么叫原子經(jīng)濟(jì)？ 【答案】原子經(jīng)濟(jì)要求反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)物，原子的利用率達(dá)到100%，也就是說在化學(xué)反應(yīng)過程中不產(chǎn)生任何廢物?；瘜W(xué)反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性好壞是用原子利用率來衡量的?？键c(diǎn)一 金屬的冶煉和應(yīng)用 例例1 下 列說法正確的是() A工業(yè)上常用鋁還原赤鐵礦的方法來冶煉鐵 B用熱還原法可以制備金屬鈦 C只有活潑金屬才能用電解法冶煉 D電解氯化鉀溶液可以制備活潑金屬鉀B 【解析】雖然利用鋁熱反應(yīng)可以冶煉鐵，但是由于金屬鋁的價(jià)格比較高，所以工業(yè)常用CO還原鐵礦石 來 冶 煉 鐵 ， 所 以 A 選 項(xiàng) 錯(cuò) 誤 ；4Na+TiCl4=4NaCl+Ti，所以B選項(xiàng)正確；其他金屬也可以用電解法冶煉，但為了節(jié)約電能，一般情況下活潑金屬用電解法，其他金屬則不用電解法，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；類似于電解飽和食鹽水，電解氯化鉀溶液得到的是KOH、H2和Cl2，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。700800 【方法技巧點(diǎn)撥】化學(xué)知識(shí)必須和生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系。教材上關(guān)于金屬冶煉的方法，更多的是從理論角度考慮，實(shí)際工業(yè)采用什么方法，還要考慮綜合經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。例如，熱還原法中常用的還原劑是焦炭、CO、Al，但是Al一般只用于冶煉難熔金屬?？键c(diǎn)二 化學(xué)科學(xué)理論的建立和發(fā)展 例例2 化學(xué)科學(xué)的進(jìn)步，凝聚著化學(xué)先驅(qū)的畢生精力。下列有關(guān)說法正確的() 維勒首次人工合成了尿素；盧瑟福提出了帶核的原子結(jié)構(gòu)模型；道爾頓提出了原子論；侯德榜發(fā)明了聯(lián)合制堿法；門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律；阿倫尼烏斯提出酸堿質(zhì)子理論 A B C D全部正確C 【解析】阿倫尼烏斯提出的是酸堿電離學(xué)說，而不是酸堿質(zhì)子理論，所以正確答案選C。 【方法技巧點(diǎn)撥】化學(xué)史是化學(xué)知識(shí)的重要組成部分，必須要適當(dāng)進(jìn)行記憶。必修一、必修二中還有以下一些化學(xué)家需要記住：湯姆生發(fā)現(xiàn)電子；舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣；鮑林提出氫鍵理論和蛋白質(zhì)分子的螺旋結(jié)構(gòu)模型。另外，如居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳等都要了解。 考點(diǎn)三 科學(xué)技術(shù)與化學(xué) 例例3 氨是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國人哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) DH=-92.4 kJmol-1他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。試回答下列問題： (1)下列關(guān)于合成氨的敘述正確的是_(填序號(hào)) A工業(yè)合成氨采用了高溫、低壓條件，并使用了催化劑 B合成氨屬于人工固氮 C反應(yīng)后的混合氣體通過降溫可以將氨從體系中分離出來 D分離NH3后剩余的N2和H2最好循環(huán)使用BCD (2)下圖是實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)法合成氨的簡易裝置。簡述檢驗(yàn)有氨氣生成的方法_。 (3)在298 K時(shí)，將10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中，為何放出的熱量小于924 kJ_。用濕潤的紅色石蕊試紙放在導(dǎo)管口處，若試紙變藍(lán)說明有氨氣生成(用蘸有濃鹽酸的玻璃棒也可以)。 該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，10 mol N2和30 mol H2不可能完全反應(yīng)，所以放出的熱量小于10 mol92.4 kJmol1924 kJ。 【解析】 (1)合成氨的反應(yīng)條件是“鐵觸媒作催化劑，壓強(qiáng)2050 MPa，溫度450 左右”，2050 MPa是高壓，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；將N2變成氮的化合物稱為固氮，所以B選項(xiàng)正確；氨氣易液化，在高壓下降溫很容易變成液體，從而與N2和H2分離，所以C選項(xiàng)正確；循環(huán)使用可以節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，所以D選項(xiàng)正確。(2)氨氣溶于水形成氨水，氨水顯堿性，所以可以用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)；(3)合成氨是可逆反應(yīng)，10 mol N2和30 mol H2不能完全反應(yīng)，而只有完全反應(yīng)的氣體才能計(jì)算反應(yīng)熱。 【方法技巧點(diǎn)撥】本題考查了合成氨的反應(yīng)條件，氨氣的性質(zhì)，反應(yīng)熱的計(jì)算。容易出現(xiàn)二個(gè)錯(cuò)誤，一沒有聯(lián)系氨氣的性質(zhì)，漏選答案C；二是忽視了合成氨是可逆反應(yīng)?？键c(diǎn)四 環(huán)境問題與化學(xué) 例例4 綠色化學(xué)”是當(dāng)今社會(huì)人們提出的一個(gè)新概念。在綠色化學(xué)中，一個(gè)重要的衡量指標(biāo)是原子利用率。其計(jì)算公式為： 原子利用率= 100% 現(xiàn)在工業(yè)上用乙基蒽醌制備H2O2，其工藝流程的反應(yīng)方程式為：則用乙基蒽醌法制備H2O2的原子利用率為() A12.6% B12.5% C94.1% D100% 【解析】該工藝流程的總反應(yīng)是：H2+O2H2O2，所以原子利用率為100%。 【方法技巧點(diǎn)撥】本題設(shè)置了兩個(gè)障礙，原子利用率的計(jì)算公式和陌生的有機(jī)物乙基蒽醌，只要看到乙基蒽醌實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于催化劑，問題就迎刃而解。D 1.(2011衢州二模衢州二模)由全球人居環(huán)境論壇理事會(huì)(GFHS)主辦、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)特別支持的第六屆全球人居環(huán)境論壇(GFHSVI)于2011年4月7日8日在紐約聯(lián)合國總部隆重舉行。論壇主題為：建設(shè)低碳城市，應(yīng)對(duì)氣候變化。下列行為中不符合“建設(shè)低碳城市，應(yīng)對(duì)氣候變化”主題的是() A2011年4月2日，遼寧針對(duì)地溝油、瘦肉精等開展專項(xiàng)整治工作。防止“地溝油”重上餐桌的方法之一是將其制成生物柴油，在汽油中添加20%的生物柴油可減少50%的CO2、70%的SO2的排放，空氣毒性可降低90% B2011年4月1日“上海浦東新區(qū)垃圾分類試點(diǎn)工作”在陸家嘴街道正式啟動(dòng)，以促進(jìn)垃圾的綜合利用 C減少CO2的方法可將CO2制成干冰用于人工降雨、用石灰水吸收CO2、將CO2制成甲醇、種植樹木吸收CO2等 D限制化學(xué)工業(yè)發(fā)展，關(guān)?；て髽I(yè)，消除污染源頭 【解析】 “地溝油”轉(zhuǎn)化為生物柴油，一方面提供了替代能源，同時(shí)能減少CO2的排放，符合低碳理念；垃圾分類是變廢為寶的好方法，例如廢舊金屬、高分子材料可以重新加工，既能減小礦藏的消耗，又能減少加工過程中所需的能源，從而減少發(fā)電過程中排放的CO2排放；吸收、轉(zhuǎn)化和綜合利用CO2則是直接的減碳，所以只有D項(xiàng)與低碳理念無關(guān)?！敬鸢浮緿 2.(2011蚌埠統(tǒng)測(cè)蚌埠統(tǒng)測(cè))2011年3月5日提交全國兩會(huì)代表委員審查談判的“十二五”規(guī)劃綱要草案，新增了非化石能源占一次能源消費(fèi)比重、單元國內(nèi)出產(chǎn)總值二氧化碳排放量等多個(gè)節(jié)能減排約束性指標(biāo)，原有的首要污染排放指標(biāo)則加倍細(xì)化。這些束性指標(biāo)的確立，將為我國低碳經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造極大契機(jī)。所謂“低碳”就是降低二氧化碳等溫室氣體的排放，人人行動(dòng)來保護(hù)我們生存的家園。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是() A所謂低碳經(jīng)濟(jì)，是指盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài) B開發(fā)和推廣新能源汽車是實(shí)現(xiàn)低碳生活的途徑之一 C我們要提倡先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集約的發(fā)展模式 D積極推行“限塑令”，加快研發(fā)利用CO2合成聚碳酸酯類可降解塑料 【解析】低碳經(jīng)濟(jì)是降低溫室氣體(主要是二氧化碳)的排放，A正確；先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集約對(duì)環(huán)境，資源等都帶來很大的危害，不是我們所期望的，C錯(cuò)；限塑令是為了維護(hù)地球環(huán)境，減少白色污染，D正確。 【答案】C 3.(2011江蘇江蘇)化學(xué)與人類生活、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)，下列措施有利于節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的是() 加快化石燃料的開采與使用；研發(fā)易降解的生物農(nóng)藥；應(yīng)用高效潔凈的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)；田間焚燒秸稈；推廣使用節(jié)能環(huán)保材料。 A B C DB【解析】本題屬于考核化學(xué)與社會(huì)問題中的節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、資源利用等相關(guān)問題。 加快化石燃料的開采與使用，只會(huì)加劇了碳排放；推廣清潔能源，將會(huì)有助于改善大氣的狀況。易降解的生物農(nóng)藥，有助于改善我國的食品不安全狀況，有利于保護(hù)環(huán)境；隨著農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)源源不斷地、大量地向農(nóng)田中輸入，造成有害化學(xué)物質(zhì)通過土壤和水體在生物體內(nèi)富集，并且通過食物鏈進(jìn)入到農(nóng)作物和畜禽體內(nèi)，導(dǎo)致食物污染，最終損害人體健康；綠色食品的理念就是要少用或不用化肥和農(nóng)藥生產(chǎn)出來的食品。田間焚燒秸稈污染環(huán)境，浪費(fèi)資源，已成為影響人們?nèi)粘Ｉ畹墓Α?4.(2011福建福建)下列關(guān)于化學(xué)與生產(chǎn)、生活的認(rèn)識(shí)不正確的是() ACO2、CH4、N2等均是造成溫室效應(yīng)的氣體 B使用清潔能源是防止酸雨發(fā)生的重要措施之一 C節(jié)能減排符合低碳經(jīng)濟(jì)的要求 D合理開發(fā)利用可燃冰(固態(tài)甲烷水合物)有助于緩解能源緊缺A 【解析】由于N2不是造成溫室效應(yīng)的氣體，所以A不正確。這題涉及STSE內(nèi)容，主要與環(huán)保、能源和低碳經(jīng)濟(jì)有關(guān)，屬于常識(shí)題。 5.(2011山東山東)化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。下列敘述正確的是() A煤的干餾和石油的分餾均屬化學(xué)變化 BBaSO4在醫(yī)學(xué)上用作鋇餐，Ba2+對(duì)人體無毒 C14C可用于文物年代的鑒定，14C與12C互為同素異形體 D葡萄糖注射液不能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)現(xiàn)象，不屬于膠體D 【解析】煤的干餾是指將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程，屬于化學(xué)變化。利用原油中各組分沸點(diǎn)的不同進(jìn)行分離的過程叫做分餾，顯然屬于物理變化，選項(xiàng)A不正確；BaSO4既不溶于水也不溶于酸，所以在醫(yī)學(xué)上可用作鋇餐，但鋇屬于重金屬，Ba2+可以使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，所以Ba2+對(duì)人體有毒，選項(xiàng)B不正確；由同一種元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì)，叫做該元素的同素異形體，例如金剛石、石墨和C60是碳元素的同素異形體。14C與12C的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，二者互為同位素，選項(xiàng)C也不正確；葡萄糖注射液屬于溶于不是膠體，因此不能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)現(xiàn)象，所以選項(xiàng)D正確。 6.(2011天津天津)化學(xué)在人類生活中扮演著重要角色，以下應(yīng)用正確的是() A用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土吸收水果釋放的乙烯，可到達(dá)水果保鮮的目的 B為改善食物的色、香、味并防止變質(zhì)，可在其中加入大量食品添加劑 C使用無磷洗衣粉，可徹底解決水體富營養(yǎng)化問題 D天然藥物無任何毒副作用，可長期服用A 【解析】乙烯可以作為水果的催熟劑，要想使水果到達(dá)保鮮的目的，需要及時(shí)吸收水果釋放出的乙烯，由于乙烯具有還原性，可以用高錳酸鉀溶液來吸收，A正確；食品添加劑需要在一定范圍內(nèi)才允許使用，所以其用量要嚴(yán)格控制，B不正確；水中氮、磷過的是造成水體富營養(yǎng)化的主要原因，所以使用無磷洗衣粉，不可能徹底解決水體富營養(yǎng)化問題，C不正確；任何藥物都有毒副作用，不能長期服用，D也不正確。 7.(2011淮北一?；幢币荒?CO2、SO2、NOx是對(duì)環(huán)境影響較大的氣體，控制和治理CO2、SO2、NOx是解決溫室效應(yīng)、減少酸雨和光化學(xué)煙霧的有效途徑。 (1)下列措施中，有利于降低大氣中的CO2、SO2、NOx濃度的有_(填字母)。 a減少化石燃料的使用，開發(fā)新能源 b使用無氟冰箱，減少氟里昂排放 c多步行或乘公交車，少用專車或私家車 d將工業(yè)廢氣用堿液吸收后再排放acd (2)新型氨法煙氣脫硫技術(shù)的化學(xué)原理是采用氨水吸收煙氣中的SO2，再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)除了能回收利用SO2外，還能得到一種復(fù)合肥料，該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式為_(只要求寫一種)。 (3)有學(xué)者設(shè)想以下圖所示裝置用電化學(xué)原理將CO2、SO2轉(zhuǎn)化為重要化工原料。(NH4)3PO4(或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4) 若A為CO2，B為H2，C為CH3OH，則正極 電 極 反 應(yīng) 式 為_。 若A為SO2，B為O2，C為H2SO4?？蒲腥藛T希望每分鐘從C處獲得100 mL 10 mol/L H2SO4，則A處通入煙 氣 ( S O2的 體 積 分 數(shù) 為 1 % ) 的 速 率 為_L/min(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 C O2 6 H 6 e=CH3OHH2O 2240 【解析】 (1)減少氟里昂排放，并不能有效降低大氣中的CO2、SO2、NOx濃度，CO2、SO2、NOx主要來自與工業(yè)廢氣和化石燃料的燃燒等，故選acd；(2)根據(jù)其反應(yīng)原理，SO2通過氨水吸收生成(NH4)2SO3或NH4HSO3，然后再與磷酸反應(yīng)，生成SO2的同時(shí)，有生成銨態(tài)磷酸鹽，既然是復(fù)合肥料，可得含有兩者或兩者以上的營養(yǎng)元 素 ， 結(jié) 合 本 題 可 知 ， 生 成 的 復(fù) 合 肥 可 能 有(NH4)3PO4(或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4)；(3)反應(yīng)原理為CO2+3H2=CH3OH+H2O，則通入CO2的一極為正極，其電極反應(yīng)為CO2+6H+6e-=CH3OH+H2O，負(fù)極的電極反應(yīng)為：H2-2e-=2H+，其總反應(yīng)為 2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，因?yàn)镠2SO4的生成速率為1 mol/L，通過反應(yīng)可知，則SO2的消耗速率為1 mol/L，即標(biāo)況下為22.4 L/min，煙氣中SO2的含量為1%，故A出通入煙氣的速率為2240 L/min。