浙江省高考化学一轮复习导航 第3单元第13讲 化学科学与人类文明课件 新课标

一、化学是认识和创造物质的科学一、化学是认识和创造物质的科学 1金属的冶炼和应用 冶炼实质：金属离子 金属原子 冶炼方法：根据金属的活动性选择相应的冶炼方法 ( 1 ) 活 泼 金 属 采 用 电 解 法 ， 如 2 N a C l=2Na+Cl2，MgCl2= Mg+Cl2,2Al2O3=4Al+3O2 得电子通电通电通电 (2)较活泼金属采用热还原法，如CuO+H2=Cu+H2O，Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3 (3)不活泼金属采用热分解法，如2HgO=2Hg+O2高温高温 2化学科学理论的建立和发展 3人类对酸碱认识的发展 4.天然纤维制造化学纤维 (1)制备铜氨溶液 向20 mL 5%的硫酸铜溶液中滴加10%的NaOH溶液，直到沉淀完全； 过滤，洗涤沉淀； 将沉淀挤干后转移到烧杯中，然后用30 mL浓氨水溶解。 (2)溶解纤维素 将棉花加入铜氨溶液中，不断搅拌，形成黏稠液体。 (3)生成化学纤维 通过注射器将黏稠液体注入稀盐酸，洗涤生成的丝状物。 5粮食增产技术 (1)生产化肥 合成氨的反应原理：N2+3H2 2NH3 合成氨的反应条件：铁触媒作催化剂，压强2050 MPa，温度450 左右 (2)研制杀虫剂、除草剂 DDT的危害：残留毒性、很难被生物降解 (3)研究光合作用的机理 6CO2+6H2O C6H12O6+6O2 (4)利用基因工程育种高温、高压 催化剂光能叶绿素 二、化学是社会可持续发展的基础二、化学是社会可持续发展的基础 1科学技术与化学 (1)化学与生活化学与人类生活有非常紧密的联系，具体内容将在选修1化学与生活中学习。 (2)化学学科与新兴学科化学学科的发展，促进了信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等新兴学科的建立与迅速发展。 6药物合成 阿司匹林( ) 青霉素 化学与信息科学：晶体硅的制作 化学与材料：合成有特定性能的材料；合成高新材料。 化学与能源：开发高效的清洁能源 (3)化学技术与六大技术 化学合成和分离技术为信息技术、生物技术、核科学和核武器技术、航空航天和导弹技术、激光技术、纳米技术等六大技术提供了不可或缺的物质基础。 印刷电路板的制作原理：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2 2环境问题与化学 (1)环境问题目前，主要的环境污染是工业“三废”：废水、废气和废渣。 常见的环境污染环境污染成因防治酸雨SO2、NOx的排放化石燃料脱硫或固硫，废气吸收处理赤潮水体中氮、磷等营养元素超标废水处理后排放，限制使用含磷洗衣粉白色污染传统的高分子塑料难以降解综合治理，回收利用 (2)化学对环境保护的贡献 消除汽车尾气对环境的污染 a石油脱硫；b.汽车尾气处理；c.无害汽油添加剂；d.使用酒精、天然气、氢气燃料；e.燃料电池。 回收二氧化碳 利用二氧化碳制造全降解塑料，缓解温室效应。 绿色化学 绿色化学要求利用化学原理从源头消除污染，期望在化学反应和化学工业过程中充分利用参与反应的原料，所有物质原料、中间产物都在内部循环、利用，实现零排放。 绿色化学的特点： a开发绿色反应，将原子利用率提高到100%； 原子利用率= 100% b使用无毒无害的原料、催化剂、溶剂； c发展“绿色工艺”； d开发和生产绿色产品。 绿色化学方法合成有机玻璃： 问题：什么叫原子经济？ 【答案】原子经济要求反应物的原子全部转化成目标产物，原子的利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。化学反应的原子经济性好坏是用原子利用率来衡量的。考点一 金属的冶炼和应用 例例1 下 列说法正确的是() A工业上常用铝还原赤铁矿的方法来冶炼铁 B用热还原法可以制备金属钛 C只有活泼金属才能用电解法冶炼 D电解氯化钾溶液可以制备活泼金属钾B 【解析】虽然利用铝热反应可以冶炼铁，但是由于金属铝的价格比较高，所以工业常用CO还原铁矿石 来 冶 炼 铁 ， 所 以 A 选 项 错 误 ；4Na+TiCl4=4NaCl+Ti，所以B选项正确；其他金属也可以用电解法冶炼，但为了节约电能，一般情况下活泼金属用电解法，其他金属则不用电解法，所以C选项错误；类似于电解饱和食盐水，电解氯化钾溶液得到的是KOH、H2和Cl2，所以D选项错误。700800 【方法技巧点拨】化学知识必须和生产实际相联系。教材上关于金属冶炼的方法，更多的是从理论角度考虑，实际工业采用什么方法，还要考虑综合经济效应。例如，热还原法中常用的还原剂是焦炭、CO、Al，但是Al一般只用于冶炼难熔金属。考点二 化学科学理论的建立和发展 例例2 化学科学的进步，凝聚着化学先驱的毕生精力。下列有关说法正确的() 维勒首次人工合成了尿素；卢瑟福提出了带核的原子结构模型；道尔顿提出了原子论；侯德榜发明了联合制碱法；门捷列夫发现了元素周期律；阿伦尼乌斯提出酸碱质子理论 A B C D全部正确C 【解析】阿伦尼乌斯提出的是酸碱电离学说，而不是酸碱质子理论，所以正确答案选C。 【方法技巧点拨】化学史是化学知识的重要组成部分，必须要适当进行记忆。必修一、必修二中还有以下一些化学家需要记住：汤姆生发现电子；舍勒发现氯气；鲍林提出氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型。另外，如居里夫人发现镭等都要了解。 考点三 科学技术与化学 例例3 氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国人哈伯在1905年发明的，其合成原理为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) DH=-92.4 kJmol-1他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。试回答下列问题： (1)下列关于合成氨的叙述正确的是_(填序号) A工业合成氨采用了高温、低压条件，并使用了催化剂 B合成氨属于人工固氮 C反应后的混合气体通过降温可以将氨从体系中分离出来 D分离NH3后剩余的N2和H2最好循环使用BCD (2)下图是实验室模拟工业法合成氨的简易装置。简述检验有氨气生成的方法_。 (3)在298 K时，将10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中，为何放出的热量小于924 kJ_。用湿润的红色石蕊试纸放在导管口处，若试纸变蓝说明有氨气生成(用蘸有浓盐酸的玻璃棒也可以)。 该反应是可逆反应，10 mol N2和30 mol H2不可能完全反应，所以放出的热量小于10 mol92.4 kJmol1924 kJ。 【解析】 (1)合成氨的反应条件是“铁触媒作催化剂，压强2050 MPa，温度450 左右”，2050 MPa是高压，所以A选项错误；将N2变成氮的化合物称为固氮，所以B选项正确；氨气易液化，在高压下降温很容易变成液体，从而与N2和H2分离，所以C选项正确；循环使用可以节约成本，提高经济效应，所以D选项正确。(2)氨气溶于水形成氨水，氨水显碱性，所以可以用湿润的红色石蕊试纸检验；(3)合成氨是可逆反应，10 mol N2和30 mol H2不能完全反应，而只有完全反应的气体才能计算反应热。 【方法技巧点拨】本题考查了合成氨的反应条件，氨气的性质，反应热的计算。容易出现二个错误，一没有联系氨气的性质，漏选答案C；二是忽视了合成氨是可逆反应。考点四 环境问题与化学 例例4 绿色化学”是当今社会人们提出的一个新概念。在绿色化学中，一个重要的衡量指标是原子利用率。其计算公式为： 原子利用率= 100% 现在工业上用乙基蒽醌制备H2O2，其工艺流程的反应方程式为：则用乙基蒽醌法制备H2O2的原子利用率为() A12.6% B12.5% C94.1% D100% 【解析】该工艺流程的总反应是：H2+O2H2O2，所以原子利用率为100%。 【方法技巧点拨】本题设置了两个障碍，原子利用率的计算公式和陌生的有机物乙基蒽醌，只要看到乙基蒽醌实质上相当于催化剂，问题就迎刃而解。D 1.(2011衢州二模衢州二模)由全球人居环境论坛理事会(GFHS)主办、联合国环境规划署(UNEP)特别支持的第六届全球人居环境论坛(GFHSVI)于2011年4月7日8日在纽约联合国总部隆重举行。论坛主题为：建设低碳城市，应对气候变化。下列行为中不符合“建设低碳城市，应对气候变化”主题的是() A2011年4月2日，辽宁针对地沟油、瘦肉精等开展专项整治工作。防止“地沟油”重上餐桌的方法之一是将其制成生物柴油，在汽油中添加20%的生物柴油可减少50%的CO2、70%的SO2的排放，空气毒性可降低90% B2011年4月1日“上海浦东新区垃圾分类试点工作”在陆家嘴街道正式启动，以促进垃圾的综合利用 C减少CO2的方法可将CO2制成干冰用于人工降雨、用石灰水吸收CO2、将CO2制成甲醇、种植树木吸收CO2等 D限制化学工业发展，关停化工企业，消除污染源头 【解析】 “地沟油”转化为生物柴油，一方面提供了替代能源，同时能减少CO2的排放，符合低碳理念；垃圾分类是变废为宝的好方法，例如废旧金属、高分子材料可以重新加工，既能减小矿藏的消耗，又能减少加工过程中所需的能源，从而减少发电过程中排放的CO2排放；吸收、转化和综合利用CO2则是直接的减碳，所以只有D项与低碳理念无关。【答案】D 2.(2011蚌埠统测蚌埠统测)2011年3月5日提交全国两会代表委员审查谈判的“十二五”规划纲要草案，新增了非化石能源占一次能源消费比重、单元国内出产总值二氧化碳排放量等多个节能减排约束性指标，原有的首要污染排放指标则加倍细化。这些束性指标的确立，将为我国低碳经济创造极大契机。所谓“低碳”就是降低二氧化碳等温室气体的排放，人人行动来保护我们生存的家园。下列有关说法错误的是() A所谓低碳经济，是指尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态 B开发和推广新能源汽车是实现低碳生活的途径之一 C我们要提倡先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式 D积极推行“限塑令”，加快研发利用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料 【解析】低碳经济是降低温室气体(主要是二氧化碳)的排放，A正确；先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约对环境，资源等都带来很大的危害，不是我们所期望的，C错；限塑令是为了维护地球环境，减少白色污染，D正确。 【答案】C 3.(2011江苏江苏)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列措施有利于节能减排、保护环境的是() 加快化石燃料的开采与使用；研发易降解的生物农药；应用高效洁净的能源转换技术；田间焚烧秸秆；推广使用节能环保材料。 A B C DB【解析】本题属于考核化学与社会问题中的节能减排、保护环境、资源利用等相关问题。 加快化石燃料的开采与使用，只会加剧了碳排放；推广清洁能源，将会有助于改善大气的状况。易降解的生物农药，有助于改善我国的食品不安全状况，有利于保护环境；随着农用化学物质源源不断地、大量地向农田中输入，造成有害化学物质通过土壤和水体在生物体内富集，并且通过食物链进入到农作物和畜禽体内，导致食物污染，最终损害人体健康；绿色食品的理念就是要少用或不用化肥和农药生产出来的食品。田间焚烧秸秆污染环境，浪费资源，已成为影响人们日常生活的公害。 4.(2011福建福建)下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是() ACO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体 B使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一 C节能减排符合低碳经济的要求 D合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺A 【解析】由于N2不是造成温室效应的气体，所以A不正确。这题涉及STSE内容，主要与环保、能源和低碳经济有关，属于常识题。 5.(2011山东山东)化学与生产、生活密切相关。下列叙述正确的是() A煤的干馏和石油的分馏均属化学变化 BBaSO4在医学上用作钡餐，Ba2+对人体无毒 C14C可用于文物年代的鉴定，14C与12C互为同素异形体 D葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应现象，不属于胶体D 【解析】煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，属于化学变化。利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫做分馏，显然属于物理变化，选项A不正确；BaSO4既不溶于水也不溶于酸，所以在医学上可用作钡餐，但钡属于重金属，Ba2+可以使蛋白质发生变性，所以Ba2+对人体有毒，选项B不正确；由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体，例如金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体。14C与12C的质子数相同而中子数不同，二者互为同位素，选项C也不正确；葡萄糖注射液属于溶于不是胶体，因此不能产生丁达尔效应现象，所以选项D正确。 6.(2011天津天津)化学在人类生活中扮演着重要角色，以下应用正确的是() A用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果释放的乙烯，可到达水果保鲜的目的 B为改善食物的色、香、味并防止变质，可在其中加入大量食品添加剂 C使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化问题 D天然药物无任何毒副作用，可长期服用A 【解析】乙烯可以作为水果的催熟剂，要想使水果到达保鲜的目的，需要及时吸收水果释放出的乙烯，由于乙烯具有还原性，可以用高锰酸钾溶液来吸收，A正确；食品添加剂需要在一定范围内才允许使用，所以其用量要严格控制，B不正确；水中氮、磷过的是造成水体富营养化的主要原因，所以使用无磷洗衣粉，不可能彻底解决水体富营养化问题，C不正确；任何药物都有毒副作用，不能长期服用，D也不正确。 7.(2011淮北一模淮北一模)CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体，控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径。 (1)下列措施中，有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度的有_(填字母)。 a减少化石燃料的使用，开发新能源 b使用无氟冰箱，减少氟里昂排放 c多步行或乘公交车，少用专车或私家车 d将工业废气用碱液吸收后再排放acd (2)新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为_(只要求写一种)。 (3)有学者设想以下图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料。(NH4)3PO4(或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4) 若A为CO2，B为H2，C为CH3OH，则正极 电 极 反 应 式 为_。 若A为SO2，B为O2，C为H2SO4。科研人员希望每分钟从C处获得100 mL 10 mol/L H2SO4，则A处通入烟 气 ( S O2的 体 积 分 数 为 1 % ) 的 速 率 为_L/min(标准状况)。 C O2 6 H 6 e=CH3OHH2O 2240 【解析】 (1)减少氟里昂排放，并不能有效降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度，CO2、SO2、NOx主要来自与工业废气和化石燃料的燃烧等，故选acd；(2)根据其反应原理，SO2通过氨水吸收生成(NH4)2SO3或NH4HSO3，然后再与磷酸反应，生成SO2的同时，有生成铵态磷酸盐，既然是复合肥料，可得含有两者或两者以上的营养元 素 ， 结 合 本 题 可 知 ， 生 成 的 复 合 肥 可 能 有(NH4)3PO4(或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4)；(3)反应原理为CO2+3H2=CH3OH+H2O，则通入CO2的一极为正极，其电极反应为CO2+6H+6e-=CH3OH+H2O，负极的电极反应为：H2-2e-=2H+，其总反应为 2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，因为H2SO4的生成速率为1 mol/L，通过反应可知，则SO2的消耗速率为1 mol/L，即标况下为22.4 L/min，烟气中SO2的含量为1%，故A出通入烟气的速率为2240 L/min。