专题四化学科学与人类文明复习.ppt

化学是认识和创造物质的科学 1.化学是打开物质世界的钥匙 （1）人类对金属的制取使用研究 金属越活泼，则被广泛利用的时间就越晚。 常见金属的冶炼： 加热分解法； 加热还原法； 电解法。,（2）金属活动顺序与金属冶炼的关系 金属活动性顺序表中，位置越靠后，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属还原；金属的位置越靠前，越难被还原，最活泼金属只能用最强的还原手段来还原。（离子）,K Ca Na Mg Al,Zn Fe Sn Pb (H) Cu,电解法,热还原法,Hg Ag Pt Au,热分解法,物理提取法,（3）人类对酸碱概念认识的发展。,2.化学是人类创造新物质的工具 （1）实验：棉花等天然纤维制作人造纤维。 步骤：Cu（OH）2的制取；制取铜氨溶液；棉花的溶解；化学纤维的制取。化学纤维比起天然纤维，化学纤维长、粗、有韧性（不容易断），便于编织。 在化学科学的发展过程中，科学家积累了物质制备的一系列方法，特别是随着现代合成技术、分离和检测技术的发展，人们已经能够设计并创造出符合某种需要、具有特定性质的新物质。,（2）分析人类分离和合成物质种类数据的变化，你有什么样的认识？,化学合成技术取得的巨大成功，帮助化学家合成或从自然界分离出更多的物质， 以满足人类的需要，这是化学对人类文明的重大贡献之一。,（3）在粮食增产的问题上，各学科的研究工作者从不同角度、不同的途径科学家提出了哪些不同的解决方案？ 生产化肥，使粮食大量增产，改良品种，利用基因工程育种。研究和使用杀虫剂、除草剂。研究光合作用的机理。,20世纪以来，哪些技术、材料相继发明和层出不穷、哪些技术不断改进？使 人类正在走向一个怎样美好的境界？计算机技术的发展，使化学进入了一个怎样的 领域？；拓展视野：阿司匹林与青霉素,3.化学是社会可持续发展的基础，科学技术的发展离不开化学。 （1）随着社会的发展、科技的进步、人们生活的日益改善，同时当今社会也面临着诸多问题：人口问题、环境问题、污染问题当代面临的主要问题：能源、水资源、环境等，这些问题的解决需要化学科学的支持。 （2）新兴的学科有：信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等。提出自己对新兴学科的认识，根据已有的知识谈谈这些学科与化学科学的关系？信息技术、生物技术、核科学、航空航天和导弹技术、激光技术、纳米技术、化学合成和分离技术等。,（3）新兴学科与化学学科的联系 信息半导体，光导纤维制取； 生命蛋白质分子、氨基酸、维生素等与生命有关物质结构、性质； 材料合成氨、合成橡胶、液晶、合金等； 环境二氧化硫排放、污水中重金属离子回收等。 你怎样理解化学科学促进了现代科学技术发展？例如：a.农业在充分了解光合作用、固氮作用机理、催化原理基础上，实现农业的工业化，将使人们生活质量得到大大的提高。b.海水淡化有助于缓解淡水资源紧缺的危机。c.能源在了解结构与性能关系的基础上，合成高效、稳定、廉价的材料。 通过以上内容的学习、了解、思维、探索，我们已经认识到以上所学习的方面与化学科学有着密切的关系，化学这门古老而具有青春活力的学科，伴随着人类历史发展的脚步，将为社会的发展创造了一个又一个的奇迹。同时我们也相信随着科技的发展，它们会创造更多的奇迹。,4.解决环境问题需要化学科学。环境问题是人类社会面临的重大问题之一，解决环 境问题需要化学科学的知识。,（1）二氧化硫对环境破坏包括哪些方面？如何减少二氧化硫排放？ 形成酸雨，使土壤酸化，腐蚀古建筑，使植物枯死，庄稼减产，鱼虾死亡等，降低石油中硫的含量，在燃烧含硫的煤中加入生石灰等。,（2）怎样保护水体？怎样对水进行净化处理？ 不排放含重金属离子、有机磷、有毒物如氰离子、酸、碱等工业废水。工业废水要经过净化再排放，对水净化要除去悬浮物，加漂白粉消毒等进行净化。,（3）使用汽油、煤油等矿物油的机动车日益增多，为什么会使空气质量下降？ 因为使用汽油、煤油的机动车会排放烃类物质、氮的氧化物、硫的氧化物，会造成空气质量下降。在城市控制使用汽油、煤油的机动车，可以燃烧乙醇；或者使用“零排放”电动车；此外，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等。,（4）如何消除汽车尾气对环境的污染？ 发动机燃油排放的尾气中有一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氢化合物、颗粒物等。消除污染进行石油脱硫处理，利用尾气处理装置等，介绍用于汽车尾气处理的催化剂及制备方法。用新的无害汽油，使用酒精天然气代替燃油，用无污染氢燃料作动力等。,（5）随着工业的发展，大气中二氧化碳的浓度不断增加，温室效应日益严重，化学家是如何处理的？ 回收二氧化碳。用二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可形成高聚物。,n CH3CHCH2 + n CO2 OCHCH2OCOn,O,CH3,从根本上解决环境和生态问题，还要依靠绿色化学的发展。绿色化学使人们可以 期望未来的化工企业将是零排放的，所有物质原料、中间产物都在内部循环、利 用，尽量不使用有毒、有强腐蚀性的原料。,（6）阅读教材内容。比较两种途径，你认为哪种路线符合绿色化学的要求？这种方法的优点是什么？ 后者，没有用氢氰酸极毒物，反应只要一步反应，转化率高，没有其他生成物。 绿色化学是设计没有的或只有尽可能小的对环境产生负面影响的，并在技术、经济上可行的化学品和化学过程的科学。绿色化学的目的是用化学方法在化学过程中预防污染。绿色化学要求开发新的原子经济反应。原子经济性即在化学反应过程中有多少原料的原子进入到所需的产品中。理想的原子经济反应要求原料分子百分之百的转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。,题型一 化学与环保 【例1】下列物质不属于“城市空气质量日报”报道的是 ( ) A.二氧化硫 B.氮氧化物 C.二氧化碳 D.悬浮颗粒,C,【解析】二氧化硫、氮氧化物和悬浮颗粒均为大气污染物，只有二氧化碳不需 报道。,【例2】稀薄燃烧是指汽油在较大空燃比（空气与燃油气的体积比）条件下的燃烧。随着全球能源危机的加剧，稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视，但稀薄燃烧时，常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NOx转化为N2。根据题给信息回答下列问题： （1）随着空燃比的增大，汽车尾气中CO、CxHy的含量将_（填“增大”、“减少”或“不变”）。稀薄燃烧技术具有的优点是_ _（填一项）。排放到大气中的NOx会导致酸雨、_ _等环境问题（填一项）。 （2）若某一催化剂能同时催化NH3等还原性气体与NOx的反应。将该催化剂分别用于催化还原含等物质的量NOx的两种气体：纯NO气体，汽车尾气。消耗的物质的量较多的可能是_（填字母），原因是_ _,减少,能节约能源或减少CO和碳氢,化合物的污染,光化学烟雾或,破坏臭氧层,A,汽车尾气中含有一定量,的CO和碳氢化合物，少消耗NH3；或B汽车尾气中含有一定量的NO2，多消耗,A. B. C.都有可能,NH3；或C汽车尾气中同时含有CO、碳氢化合物等还原性气体和NO2等氧化性,气体，二者相对含量的不同可导致消耗NH3的物质的量增多或减少,（3）氨催化还原法的反应原理是：NOx+NH3 N2+H2O，现有一定量的含 NO2和NO物质的量之比为3:1的工业尾气（不含其它气体），现将1体积该尾气 用氨催化还原法处理，计算所要消耗相同状况下的氨气的体积。,【答案】在相同条件下对应的体积为7/6体积,【解析】（1）随着空燃比的增大，氧气充足，汽油燃烧充分，CO、碳氢化合物会 大大减小。（2）汽车尾气成分复杂，NOx中的x是一个待定数，其中还原性气体碳 氢化合物含量大小不可知，消耗NH3的量多少也就不能确定。（3）设1体积的尾气 的物质的量为1 mol，则其中NO2为3/4 mol，NO为1/4 mol，设消耗的氨气的物 质的量为x mol，根据电子得失守恒有：3/44+1/42=3x；解得x=76(mol)， 在相同条件下对应的体积为7/6体积。,题型二 化学与生活 【例3】纤维素被称为第七营养素。食物中的纤维素虽然不能为人体提供能量，但能促进肠道蠕动、吸附排出有害物质，从纤维素的化学成分看，它是一种 ( ) A.二糖 B.多糖 C.氨基酸 D.脂肪,B,【解析】纤维属于多糖。,【例4】牙膏中配有氟化物添加剂以防止龋齿的原因是：长期使用加氟牙膏在牙齿表面生成了一层质地坚硬溶解度小的氟磷酸钙。已知氟磷酸钙化学式中除钙离子外还有3个PO43-离子，1个F-离子，则其化学式是 ( ) A.Ca5（PO4）3 F B.Ca3（PO4）3 F C.Ca2（PO4）3 F D.Ca6（PO4）3 F,A,【解析】根据化合价知识，易知答案为A。,题型三 “绿色化学” 【例5】“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消灭污染。其中“化学反应的绿色化”要求原料物质中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中。下列符合“化学反应的绿色化”的是 ( ) 用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制取铜：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 用甲烷、一氧化碳合成乙酯乙酸：2CH4+2CO CH3COOC2H5 乙烯催化氧化制乙醛：2C2H4+O2 2CH3CHO 2M+N=2P+2Q，2P+M=Q（M、N为原料，Q为期望产品） A. B. C. D.,A,【解析】绿色化学要求原子利用率为100%，无副产物产生。,题型四 化学与材料 【例6】用特殊方法把固体物质加工到纳米级（1 nm100 nm）的超细粉末粒子，然后得到纳米材料。下列分散系中的分散质的微粒直径和这种粒子具有相同数量级的是 ( ) A.溶液 B.悬浊液 C.胶体 D.乳浊液,C,【解析】胶体颗粒直径在1 nm100 nm之间，因此选C项。,题型五 化学与能源 【例7】读下