高考化学基础知识复习课件10《化学科学与人类文明》

欢迎进入化学课堂 一 化学是打开物质世界的钥匙1 人类对金属认识的发展过程 1 金属活动性顺序表 KCaNaMgAlZnFeSnPb H CuHgAgPtAu 2 金属冶炼方法 加热分解法 如 加热氧化汞 热还原法 如 工业炼铁的主要反应 铝热反应 与氧化铁反应为例 2HgO2Hg O2 3CO Fe2O33CO2 2Fe 2Al Fe2O32Fe Al2O3 高温 高温 电解法 如 电解冶炼钠 镁 铝 2NaCl 熔融 2Na Cl2 MgCl2Mg Cl2 2Al2O34Al 3O2 2 人类对酸碱认识的发展过程 1 17世纪前人们凭感觉判断酸碱 认为一切有酸味的物质都是酸 一切有涩味而溶液有滑腻感的就是碱 2 17世纪末 英国化学家波义耳提出新定义 酸的溶液能溶解某些金属 跟碱接触后会失去原有特性 且能使石蕊试液变红 碱的水溶液有苦涩味 能腐蚀皮肤 跟酸接触会失去原有特性 且能使石蕊试液变蓝 电解 电解 电解 3 拉瓦锡提出 一切非金属氧化物溶于水后生成的物质是酸 一切金属氧化物溶于水后生成的物质是碱 4 阿伦尼乌斯提出 电解质电离时产生的阳离子全是氢离子的化合物是酸 电解质电离时产生的阴离子全是氢氧根离子的化合物是碱 5 酸碱质子理论 凡是能给出质子的物质都是酸 凡能接受质子的都是碱 二 化学是人类创造新物质的工具1 无机物质的制备 1 合成氨 N2 3H22NH3 2 三酸二 碱 盐酸 H2 Cl22HCl硫酸 4FeS2 11O22Fe2O3 8SO2 2SO2 O22SO3 SO3 H2OH2SO4硝酸 4NH3 5O24NO 6H2O 2NO O22NO2 3NO2 H2O2HNO3 NO烧碱 2NaCl 2H2O2NaOH Cl2 H2 纯碱 侯氏制碱法 NaCl 饱和 CO2 NH3 H2ONaHCO3 NH4Cl 点燃 通电 2 有机物合成 1 天然纤维制成化学纤维 铜氨溶液的配制 涉及的离子反应 Cu2 2OH Cu OH 2 Cu OH 2 4NH3 H2OCu NH3 2OH 4H2O 棉花的溶解 化学纤维的制取 2 合成尿素 CO2 2NH3CO NH2 2 H2O 3 三大合成材料 塑料 合成纤维 合成橡胶 三 现代科学技术的发展离不开化学1 印刷电路板制作原理 2 信息技术的发展需要用超纯硅制造的单晶硅来制造芯片 光导纤维的主要成分 从石英砂提取纯硅的工作原理 2C SiO2Si 2CO Si 2Cl2SiCl4 SiCl4 2H2Si 4HCl 2FeCl3 CuCuCl2 2FeCl2 SiO2 高温 高温 高温 3无机非金属材料 有机高分子材料 四 解决环境问题离不开化学科学1 重要环境问题的成因及防治 1 引起酸雨的主要物质是 引起温室效应的主要物质是 引起光化学烟雾的主要物质是 引起臭氧层空洞的主要物质是 2 防治酸雨措施 如 石油脱硫 煤炭用石灰固硫 钙基固硫 用氨水吸收 SO2 2NH3 H2O NH4 2SO3 H2O 所得亚硫酸铵用硫酸处理所得硫酸铵可用作肥料 SO2可返回作生产硫酸的原料 采用石灰石 石膏法 其原理是 SO2 Ca OH 2CaSO3 H2O 2CaSO3 O22CaSO4 CaSO4 2H2OCaSO4 2H2O 石膏 SO2 O2 O2 氟利昂 3 机动车发动机燃油排放的尾气的处理 汽车尾气处理装置中发生的主要反应有 2NO2 4CON2 4CO2 2NO 2CO2CO2 N2 用新的无害的汽油添加剂代替能产生污染的四乙基铅抗震剂 用酒精 天然气代替部分或全部燃油 用氢作汽车燃料 用燃料电池作动力 合成廉价的 可再生的储氢材料和能量转换材料 使汽车全部成为 零排放 4 回收二氧化碳利用二氧化碳制造全降解塑料涉及的主要反应方程式 2 保护水资源 1 水污染定义 水体因某种物质的介入 从而影响水的有效利用 危害人体健康或者破坏生态环境 造成水质恶化的现象称为水污染 2 主要污染物 等无机化合物 耗氧物质 石油和难降解的有机物以及含磷洗涤剂等 农药 3 主要危害 加剧水资源短缺 严重危害人体健康 重金属 酸 碱 盐 4 主要污染现象 水的 能力下降 水质浑浊 发黑 变臭 赤潮 水华等 5 防治通过重复利用废水 降低废水中污染物浓度 加强污水处理和对水体及污染源的监测与管理等措施控制工业废水和生活污水的排放 可用物理 化学 生物等方法对废水进行综合处理 其中常用的化学方法有 如明矾净水 如用H2SO4中和碱性废水 用石灰中和酸性废水等 如Hg2 S2 HgS 等 氧化还原法 沉淀法 中和法 沉降法 自净 3 工业 三废 对工业 三废 的处理如果不当 则会严重的污染周围环境 工业 三废 指的是 和 化学在工业 三废 治理方面发挥了重要的作用 若对工业 三废 的处理得当 可起到减少环境污染和资源回收利用的双重作用 如用石灰乳处理氯碱工业中的废气 则既可以减少 填气体的化学式 对环境的污染 又可以得到漂白粉 有效成分是 Ca ClO 2 Cl2 废渣 废水 液 废气 4 绿色化学 1 定义 利用化学原理从 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 原料的利用率达到 实现 2 绿色化学的研究重点 设计对 危害小的反应起始物 原材料 同时 的反应起始物 选择最佳的 以实现最大限度的 研究最佳的转换反应和良性的试剂 含催化剂 设计对人类健康和环境更安全的目标化合物 最终产品 节能和零排放 反应 生产 条件 淘汰有毒 人类健康和环境 零排放 100 源头上 金属的冶炼 例1 从石器 青铜器到铁器时代 金属的冶炼体现了人类文明的发展水平 下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限 之所以有先后 主要取决于 A 金属的化合价高低B 金属的活动性大小C 金属的导电性强弱D 金属在地壳中的含量多少 B 解释 越排在金属活动性顺序表前面的金属 性质越活泼 在自然界中以化合态形式越能稳定存在 被人类开发利用所需要的技术条件越高 被利用就越迟 迁移训练1 冶炼金属一般有下列四种方法 焦炭法 水煤气 或CO 或H2 法 活泼金属置换法 电解法 四种方法在工业上均有应用 古代有 火烧孔雀石炼铜 湿法炼铜 现代有 铝热法炼铬 从光卤石中炼镁 其中对它们的冶炼方法的分析不正确的是 A B C D 解释 湿法炼铜原理Fe CuSO4FeSO4 Cu应该使用 活泼金属置换法 B 化学发展历程 例2 根据酸碱质子理论判定下列说法不正确的是 A 所有的弱酸根都是碱B 酸式弱酸根既是酸又是碱C 不可能一种物质既是酸又是碱D 氢氧根是碱 解释 根据酸碱质子理论 弱酸根能结合氢离子 是碱 氢氧根能结合氢离子 是碱 酸式弱酸根既能提供氢离子 又可结合氢离子 应该既是酸又是碱 所以C错误 A 迁移训练2 据人民网2008年9月4日报道 有一集团拟将在太空建立巨大的集光装置 把太阳光变成激光用于分解海水制氢 其反应可表示为 2H2O2H2 O2 有下列几种说法 水分解反应是放热反应 氢气是一级能源 使用氢气作燃料有助于控制温室效应 若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来 可改善生存条件 其中叙述正确的是 A B C D C TiO2激光 解释 水分解是吸热过程 错误 H2由水分解而来 属于二级能源 错误 H2燃烧产物为水 正确 科学家设想4H2 2CO22CH3OH O2 可改变生存条件 正确 催化剂 化学与制备新物质 例3 衢州一模 2008年我国成功发射 神舟七号 载人飞船 中国宇航员第一次进行太空行走 飞船冲破大气层摆脱地球吸引力 高速运行时会与大气发生摩擦 普通金属材料如钛合金 铝合金摩擦一段时间就会燃烧 因此需要在 神舟七号 的表面涂一层吸热快 能自动脱落的复合陶瓷 对这种复合陶瓷描述正确的是 A 这种复合陶瓷是传统的硅酸盐产品B 这种复合陶瓷具有耐高温特性 光学特性 生物特性C 这种陶瓷虽然克服了传统无机非金属材料的缺点 但强度较差D 这种复合陶瓷具有耐高温 隔热 耐摩擦 硬度大等特点 解释 从题干信息知 飞船与大气摩擦产生大量的热 故复合陶瓷具有耐高温 隔热 硬度大等特点 这种复合陶瓷属于新型无机非金属材料 不是传统的硅酸盐产品 答案 D 迁移训练3 丽水二模 海水中含有氯化镁 是镁的重要来源之一 从海水中制取镁 可按如下步骤进行 把贝壳制成石灰乳 在引入的海水中加石灰乳 沉降 过滤 洗涤沉淀物 将沉淀物与盐酸反应 结晶 过滤 干燥产物 将得到的产物熔融后电解 关于从海水中提取镁 下列说法不正确的是 A 此法的优点之一是原料来源丰富B 进行 步骤的目的是从海水中提取氯化镁C 第 步电解制镁是由于镁是很活泼的金属D 以上制取镁的过程中涉及的反应有分解反应 化合反应和置换反应 D 解释 以上制取镁的过程中 CaCO3CaO CO2 分解反应 CaO H2OCa OH 2化合反应 MgCl2 Ca OH 2Mg OH 2 CaCl2复分解反应 Mg OH 2 2HClMgCl2 2H2O复分解反应 MgCl2 6H2OMgCl2 6H2O分解反应 MgCl2Mg Cl2 分解反应 环境污染及治理 例4 城市环境污染是当前突出的环境问题 如图甲所示 X河流经某工业城市 其中a处在上游 附近有丰富的黄铁矿资源 d处在下游 有多个企业以硫酸为原料 根据某月该市环保局监测站对X河水质检测的结果 绘制成图乙 根据甲 乙两图 判断下列说法中错误的是 A 造成X河污染的主要污染源最可能分布在bc段B 工业 生活污水和固体废弃物等可能是造成X河污染的污染源C d处污染程度减小 可能是某些污染物的离子间发生反应所致D 该城市建造硫酸厂时 综合考虑诸多因素选址在b处最合理 D 迁移训练4 2010 天津 以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措 下列做法违背发展低碳经济的是 A 发展氢能和太阳能B 限制塑料制品的使用C 提高原子利用率 发展绿色化学D 尽量用纯液态有机物代替水作溶剂 D 解释 所谓低碳经济 是指在可持续发展理念指导下 通过技术创新 制度创新 产业转型 新能源开发等多种手段 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 发展氢能和太阳能 限制塑料的使用和发展绿色化学 都符合低碳经济 绿色化学 例5 绿色化学对于化学反应提出了 原子经济性 原子节约 的新概念及要求 理想的原子经济性反应是原料中的原子全部转变成所需产物 不产生副产物 实现零排放 下列几种生产乙苯 C2H5 的方法中 原子经济性最好的是 反应均在一定条件下进行 C 解释 根据题意 可知原子经济性是指反应物中所有的原子尽可能的都转入到生成物中 迁移训练5 2010 江苏 化学与能源开发 环境保护 资源利用等密切相关 下列说法正确的是 A 为提高农作物的产量和质量 应大量使用化肥和农药B 绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理C 实现化石燃料清洁利用 就无需开发新能源D 垃圾是放错地方的资源 应分类回收利用 D 解释 本题主要考查的知识点是 化学物质与生活的关系 绿色化学的概念 化肥农药对人类生活的影响 A项 为了提高农作物的产量和质量 应研发高效低毒的农药 降低蔬菜的农药残留量 B项 绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染 C项 化石能源是有限的一次能源 为了长远的可持续发展 必须要开发新能源 D项 垃圾也是一项重要的资源 综上分析可知 本题选D项 1 置换反应是金属冶炼的基本原理之一 下列不是通过置换反应得到铁的是 A CO通过灼热的Fe2O3B C与灼热的FeO共热C H2通过灼热的Fe3O4D 单质铝与Fe2O3混合物加热引燃 答案 A中3CO Fe2O33CO2 2Fe不属于置换反应 A 解释 本题考查考生对常见元素及其化合物知识的掌握情况 可用代入法 即把各选项中的X Y Z代入图中的圆圈中进行判断 C中CO2与单质镁反应可以生成氧化镁和单质碳 2 美国等国家发射的航空器将我国的磁谱仪带入太空 其目的是探索反物质 反物质的主要特征是电子带正电荷 质子带负电荷 下列表示反物质酸碱中和的离子方程式正确的是 A H OH H2OB H OH H2OC H OH H2OD H OH H2O 解释 根据题意 反物质是电子带正电荷 质子带负电荷 则H 的反物质为H OH 的反物质为OH A 3 用于2008年北京奥运会的国家游泳中心 水立方 采用了高分子膜材料 ETFE 该材料是四氟乙烯 CF2 CF2 与乙烯 CH2 CH2 发生聚合反应得到的高分子材料 下列说法不正确的是 A ETFE 分子中可能存在 CH2 CH2 CF2 CF2 的连接方法B 合成 ETFE 的反应为加聚反应C CF2 CF2和CH2 CH2均是平面形分子D CF2 CF2可由CH3CH3与F2两种物质直接反应制得 D 4 绍兴高级中学模拟 2010年4月14日 我国青海玉树发生大地震 全国人民 众志成城 抗震救灾 1 拯救生命是第一位的 为搜救埋在废墟下的幸存者 调用了许多搜救犬 搜救犬能根据人体发出的气味发现幸存者 从微观的角度分析搜救犬能发现幸存者的原因是 A 分子的质量很小B 不同分子性质不同C 分子不断运动D 分子间有间隔 2 地震中许多原有的水源被破坏 新水源需检测和处理后才能成为饮用水 我国规定水质必须在感官性指标 化学指标 病理学指标等方面均达标方可成为生活饮用水 感官性指标中有一项要求 不得含有肉眼可见物 水应澄清透明 为达到此要求 净化水时 可以通过加入絮凝剂凝聚 沉降 然后通过 填操作名称 而实现 过滤 化学指标中含有水源的pH和硬度两项 测定液体pH的方法是 把干燥的pH试纸放于玻璃片上 用玻璃棒蘸取待测液体点在pH试纸上 再与标准比色卡对照 日常生活中如何区分硬水与软水 请简述实验步骤与现象 取少量样品于试管中 加肥皂水振荡 若出现较多沉淀则为硬水 否则为软水 病理学指标中对细菌的含量有严格的限制 要杀灭细菌可以向水中加入 等消毒剂 也可以通过 操作 既杀灭细菌 又能得到几乎纯净的水 3 为防止灾后疫情的发生 某医疗小分队用溶质质量分数为0 5 的过氧乙酸溶液对灾民的居住环境进行消毒 要配制溶质质量分数为0 5 的过氧乙酸溶液300kg 需溶质质量分数为15 的过氧乙酸溶液 kg 配制的主要步骤是 漂白粉 或氯气 二氧化氯和臭氧等 一种即可 蒸馏 10 计算 量取 稀释 解释 2 新水源中加入絮凝剂凝聚 沉降后应过滤除去沉降物 测定液体pH要注意应使用干燥的pH试纸 硬水中含Ca2 Mg2 浓度较大 可用肥皂水鉴别 若产生大量沉淀 则是硬水 常用消毒剂有漂白粉 氯气 臭氧等 3 根据配制前后溶质质量不变 0 5 300kg 15 x 即得x 10kg 配制的步骤是计算 量取 稀释 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全