学练考高中化学 专题4 化学科学与人类文明课件 苏教版必修2.ppt

专题4化学科学与人类文明 第一单元化学是认识和创造物质的科学第二单元化学是社会可持续发展的基础专题总结提升 专题4化学科学与人类文明 第一单元化学是认识和创造物质的科学 第一单元 第一单元 自主探究 自主探究 知识点一化学科学发展的历史化学科学发展的历史 是一部人类逐渐深入认识物质 的历史 也是一部 更多新物质 推动 和促进 的历史 组成 变化 合成 创造 社会经济发展 结构 人类文明发展 第一单元 自主探究 知识点二人类对酸碱认识的发展 人们凭 判断酸碱 英国化学家 认为 拉瓦锡提出 感觉 波义尔 能溶解某些金属 与碱接触 会失去原有特性 且能使石蕊试剂变红的物质是酸 水溶液 石蕊试剂变蓝的物质是碱 有苦涩味 能腐蚀皮肤 跟酸接触会失去原有特性 且能使 一切金属氧化物溶于水后生成的物质是碱 一切非金属氧化物溶于水后生成的物质是酸 瑞典化学家 创立 学说 提出 1923年又有化学家提出在非水溶液和无水条件下适用的酸碱质子理论 认为 都是酸 都是碱 若某物质 可称为酸碱两性物质 阿伦尼乌斯 电离 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 电解质电离时产生的阳离子全是氢离子的化合物是酸 凡能给出质子的物质 凡能接受质子的物质 既能给出质子 又能接受质子 第一单元 自主探究 想一想 酸碱质子理论和酸碱电离理论对hco3 的认识有何不同 想一想 在酸碱质子理论中 认为hco3 既能给出质子 又能结合质子 属于两性物质 而在酸碱电离理论中只能看作是酸式盐 第一单元 自主探究 知识点三化学是人类创造新物质的工具1 金属的冶炼原理 或实质 金属的冶炼是 从其 中 出来 用于生产和制造各种金属材料 也就是说用 的方法 使金属化合物中的金属阳离子得到电子 变成金属原子 2 金属冶炼的方法由于金属的活动性不同 它们的离子获得电子的能力也不同 采用的冶炼方法也不同 将金属矿石中的金属 化合物 还原 还原 第一单元 自主探究 1 热分解法某些 的离子得电子能力较强 可以直接用加热分解的方法从其化合物中还原出来 例如 hgo ag2o 不活泼的金属 2 2 2hg o2 4ag o2 第一单元 自主探究 2 热还原法大多数金属的冶炼都是通过在高温下发生的氧化还原反应来完成的 常用的还原剂有 等 例如 cuo c wo3 fe2o3 co 焦炭 一氧化碳 氢气 2 2cu co2 3h2 w 3h2o 3 2fe 3co2 第一单元 自主探究 也可以用一些活泼金属作还原剂 将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来 例如 铝热法炼铁 fe3o4 al 用na还原熔融的ticl4 na ticl4 3 8 4al2o3 9fe 4 4nacl ti 第一单元 自主探究 3 电解法对于一些 的金属 如钾 钙 钠 镁 铝等 其还原性很强 都很容易失去电子 采用一般的还原剂很难还原出来 工业上常用电解法冶炼 例如 al2o3 熔融 mgcl2 熔融 nacl 熔融 活泼 2 4al 3o2 mg cl2 2 2na cl2 第一单元 自主探究 3 金属冶炼与金属活动性顺序的关系 第一单元 自主探究 弱 强 电解法 热还原法 热分解法 第一单元 自主探究 想一想 冶炼金属常用的方法有加热分解法 热还原法 电解法 这些方法在原理上的相同点是什么 想一想 都是金属阳离子得到电子被还原的过程 mn ne m 典例类析 类型一金属的冶炼方法 第一单元 典例类析 例1 双选 下列说法正确的是 a 有些活泼金属 如铝可作热还原法的还原剂b 用电解nacl溶液的方法来冶炼金属钠c 可用氢气或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝d 分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属 用氢气作还原剂时所得金属的纯度高 ad 第一单元 典例类析 解析 本题考查金属的冶炼方法 铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属 如fe2o3 2alal2o3 2fe a项正确 电解nacl溶液不能得到金属钠 金属钠应该用电解熔融nacl的方法制取 b项错 铝是活泼金属 很难用还原剂把它还原出来 应该用电解熔融al2o3的方法制取 c项错 用还原法冶炼金属 还原剂可以是金属 也可以是h2 co等还原性气体 二者比较而言 利用h2 co等冶炼金属 只要充分反应就能得到较纯净的金属 d项正确 第一单元 典例类析 点评 金属冶炼方法的选择要综合考虑金属的活动性顺序 生产成本等因素 金属活动性顺序中 根据金属的活动性 铝及其前面的金属常采用电解的方法 处于后面的金属如hg ag常用热分解的方法 而中间部分的金属多采用热还原的方法 不同冶炼方法有不同的特点 如用气态物质还原时 气体与矿石充分接触 反应速率快 无残留 得到的金属纯度高 电解冶炼需消耗大量的电能 铝热反应适用于高熔点金属的冶炼 当一种金属可用多种方法冶炼时 工业上一般采用经济效率高的方法 即热分解法优于焦炭还原法 焦炭还原法优于铝热还原法 铝热还原法优于电解法 从环保角度考虑 h2还原法又优于c co还原法 第一单元 典例类析 变式某地产孔雀石的主要成分是cu2 oh 2co3 1 试写出孔雀石高温分解的化学方程式 2 试以 1 中所得金属氧化物为原料 分别采用湿法冶炼和高温冶炼的方法制取金属铜 供选择的试剂有 木炭 铁屑 生石灰 稀硫酸 不用其他试剂 写出反应的化学方程式 a 湿法冶炼 可不填满 也可补充 下同 b 高温冶炼 第一单元 典例类析 答案 1 cu2 oh 2co32cuo h2o co2 2 a cuo h2so4 cuso4 h2ofe cuso4 feso4 cub 2cuo c2cu co2 或cuo ccu co 第一单元 典例类析 解析 孔雀石高温受热发生分解反应 实际上为cu oh 2 cuco3的分解反应 cu2 oh 2co32cuo h2o co2 用cuo炼铜 可用焦炭还原法 2cuo c2cu co2 也可用铝热还原法 cuo不溶于水 但溶于硫酸 可以采用湿法炼铜 第一单元 典例类析 类型二人类对酸碱认识的发展酸碱电离理论 适用于水溶液体系 酸碱溶剂理论将酸碱拓展到了非水体系 酸碱质子理论 进一步揭示了酸碱反应的本质是质子的转移和得失 例2人们对酸碱的认识 已有几百年的历史 经历了一个由浅入深 由低级到高级的认识过程 1 目前中学课本中的酸碱理论是1883年阿仑尼乌斯提出的电离理论 试用电离方程式表示氨的水溶液呈弱碱性的原因 第一单元 典例类析 2 1923年丹麦化学家布郎斯特和英国化学家劳莱提出了质子理论 凡是能够释放质子 h 的任何含氢原子的分子或离子都是酸 凡是能与质子 h 结合的分子或离子都是碱 按质子理论 下列微粒在水中既可看作酸又可看作碱的是 填写序号 a ch3coo b nh3c h2od hsoe oh f no 3 1923年路易斯提出了广义的酸碱理论 凡是能给出电子对用来形成化学键的物质都是碱 凡是能和电子对结合的物质都是酸 如 第一单元 典例类析 h oh h oh酸 电子对接受体 碱 电子对给予体 反应产物试指出下列两个反应中的酸或碱 f h2o hf oh 该反应中的碱是 填 f 或 h2o h3bo3 h2o h b oh 该反应中的酸是 填 h3bo3 或 h2o 答案 1 nh3 h2o nh4 oh 2 c d 3 f h3bo3 第一单元 典例类析 解析 1 电离理论认为电解质电离时产生的阴离子全部是oh 的化合物是碱 nh3 h2o部分电离的方程式为 nh3 h2o nh4 oh 2 在水溶液中能结合质子的有ch3coo nh3和oh ch3coo h ch3cooh nh3 h nh4 oh h h2o 在水溶液中既能结合质子又能给出质子的有h2o和hso3 h2o h oh 给出质子 h2o h h3o 结合质子 hso3 h so32 结出质子 hso3 h h2so3或hso3 h so2 h2o 结合质子 第一单元 典例类析 第一单元 典例类析 水电离出的h 与f 结合 f 是电子对给予体 是碱 水电离出的h 是电子对接受体 是酸 水电离出的oh 与h3bo3结合 oh 是电子对给予体 是碱 h3bo3是电子对接受体 是酸 第一单元 正误立判 正误立判 1 金属被人类开发利用之所以有先后 主要取决于金属在地壳中的含量多少 答案 解析 金属被人类开发利用之所以有先后 主要取决于金属的活动性大小 2 加热nacl晶体能够制备出金属钠 答案 解析 制备金属钠要电解熔融的nacl 3 依据酸碱质子理论 酸式弱酸根既是酸又是碱 答案 第一单元 正误立判 4 co通过灼热的fe2o3发生置换反应得到铁 答案 解析 co不是单质 5 化学真正成为一门科学并较快发展 始于原子 分子论的提出 答案 第二单元化学是社会可持续发展的基础 第二单元 自主探究 第二单元 自主探究 知识点一化学合成和分离技术为其余六大技术提供了物质基础七大技术 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 化学合成和分离技术 2 举例说明化学合成和分离技术为其余六大技术提供了物质基础 1 如制作印刷电路板的反应原理为 2fecl3 cu 2fecl2 cucl2 第二单元 自主探究 2 创造和合成具有特定性能的材料如以石英砂为原料制备高纯硅的反应原理为 3 开发高效洁净能源 4 合成高新材料 2c sio2si 2co si 2cl2sicl4 sicl4 2h2si 4hcl 第二单元 自主探究 知识点二解决环境问题需要化学科学1 工业 三废 和 2 化学对环境保护的贡献 1 燃煤烟气的脱硫 废气 废液 废渣 so2 ca oh 2 caso3 h2o 2caso3 o2 2caso4 so2 2nh3 h2o nh4 2so3 so2 nh3 h2o nh4hso3 2 nh4 2so3 o2 2 nh4 2so4 第二单元 自主探究 2 化学消除汽车尾气对环境的污染 汽车尾气的污染汽车数量激增 发动机燃油排放的尾气中co no no2 碳氢化合物 颗粒物造成的空气污染 破坏了生态循环 消除污染的措施石油炼制中进行石油的脱硫处理 发明汽车尾气处理装置 使尾气中的有害成分在催化剂作用下转化为 和 排出 用新的无害的汽油添加剂代替产生污染的四乙基铅抗震剂 使用酒精 天然气部分或全部代替燃油 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 的电动汽车 n2 co2 水蒸气 第二单元 自主探究 3 回收二氧化碳 如制造 想一想 以二氧化碳为原料生产可降解塑料 对于环境保护的意义是什么 想一想 减少二氧化碳的排放 减缓温室效应 可降解塑料可减少白色污染 全降解塑料 第二单元 自主探究 知识点三绿色化学简介1 要求 利用化学原理从 消除污染 2 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 3 结果 所有物质原料 中间产物都在内部 实现 源头 循环 利用 零排放 第二单元 典型类析 典例类析 类型一环境热点问题环境问题是当今社会热点问题之一 主要有以下一些方面 温室效应 臭氧层破坏 酸雨 光化学烟雾 放射性污染 有机致癌物质 农药污染 白色污染 水污染等 第二单元 典型类析 例1在 十二五 期间 全国各地大力实施 清水蓝天 工程 下列不利于 清水蓝天 工程实施的是 a 积极推广太阳能 风能 地热能及水能等的使用 减少化石燃料的使用b 加强城市生活污水脱氮除磷处理 遏制水体富营养化c 加大稀土资源的开采和出口 保证经济快速发展d 大力实施矿物燃料 脱硫 脱硝技术 减少硫的氧化物和氮的氧化物污染 解析 加大稀土资源的开采 不利于环境保护 不利于 清水蓝天 工程的实施 c 第二单元 典型类析 变式1下列各组名词或现象中 三者间没有逐级因果关系的是 a 汽车尾气的大量排放 光化学污染 咳嗽和气喘者增多b 含磷洗衣粉的大量使用 水体富营养化 水栖生物大量死亡c 生活污水任意排放 空气中co2浓度增大 温室效应d 氟氯烃的大量使用 臭氧空洞 皮肤癌患者增多 c 第二单元 典型类析 解析 a项 汽车尾气中含有氮氧化物和碳氢化合物 易形成光化学烟雾 造成人的呼吸道疾病 b项 氮 磷等营养元素能造成水体富营养化 使水中缺氧造成水中生物死亡 c项 造成温室效应的主要原因是化石燃料的大量燃烧使空气中的co2浓度增大 d项 氟氯代烃能破坏臭氧层 使地球接受紫外线增多 导致皮肤癌患者增多 第二单元 典型类析 变式2引起下列环境污染的原因不正确的是 a 重金属 农药和难分解有机物等会造成水体污染b 装饰材料中的甲醛 芳香烃及氡等会造成居室污染c so2 no2或co2都会导致酸雨的形成d co2和氟氯烃等物质的大量排放会造成温室效应的加剧 c 第二单元 典型类析 解析 so2和no2能导致酸雨的形成 co2会使温室效应加剧 不会导致酸雨的形成 故c错 a b d均正确 第二单元 典型类析 类型二绿色化学及原子利用率绿色化学是指以绿色意识为指导 研究和设计没有生产副产品的产业尤其是没有污染环境的废物排放的产业 第二单元 典型类析 例2绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率 原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比 在下列制备环氧乙烷的反应中 原子利用率最高的是 c 第二单元 典型类析 解析 由于c项反应只有一种生成物 其原子利用率为100 所以本题不用计算比较立即可得到答案为c 第二单元 典型类析 变式1绿色化学是当今社会人们提出的一个新概念 它的着眼点是使污染消灭在生产的源头 从根本上消除污染 请回答下列有关问题 1 硝酸工业的尾气中主要含有no no2气体 下列关于它们的危害的叙述中 正确的是 a 形成酸雨b 破坏臭氧层c no能刺激呼吸道d no no2在空气中形成褐色或黄色的毒性很大的烟雾 第二单元 典型类析 2 工厂里常采用naoh溶液吸收no no2 使其转化为化工产品nano2 请写出其化学方程式 这一处理方法是否符合绿色化学概念 填 是 或 不是 3 有人采用下面两种方法制取cu no3 2 方法一 2cu o22cuocuo 2hno3 稀 cu no3 2 h2o方法二 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o其中符合绿色化学理念的是 第二单元 典型类析 答案 1 abd 2 no no2 2naoh 2nano2 h2o是 3 方法一 解析 1 no为无色无味气体 不直接刺激呼吸道 3 绿色化学要求产物无污染 原子利用率高 从两种方法来看 方法一的原子利用率很高 方法二中的稀硝酸有一部分生成了副产物no 原子利用率低 且no是一种污染性气体 第二单元 典型类析 变式2充分利用能源 提高原子利用率 减少向环境排放废弃物等都是绿色化学的基本要求 在有机实验中 用溴的四氯化碳溶液代替溴的水溶液 用稀硝酸代替浓硝酸溶解 回收含银镜试管里的银 用水浴加热代替直接用酒精灯加热 接触法制硫酸中采用 热交换器 利用余热预热冷原料气和烧水 工业合成氨中分离产物得到氢气和氮气再循环使用 电解法冶炼钠和镁 选择电解氯化钠和氯化镁 不电解对应的金属氧化物 上述主要不是从绿色化学角度考虑的是 a b c d a 第二单元 典型类析 解析 绿色化学的核心就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及包括提高原子利用率 节能减排 在题中的6项内容中 是利用ccl4溶解溴的能力比水强 是水浴加热比直接加热更容易控制加热的温度 与绿色化学无关 第二单元 正误立判 正误立判 1 20世纪的七大技术发明中 对其他六大技术发明起推动和决定作用的是化学合成和分离技术 答案 答案 第二单元 正误立判 3 乙烷与氯气制备氯乙烷符合绿色化学的不产生副产物 实现零排放的要求 答案 解析 乙烷与氯气制备氯乙烷产生副产物hcl 不符合绿色化学要求 4 禁止使用含铅汽油 其主要原因是降低汽油成本 答案 解析 使用含铅汽油 汽车尾气中就含有污染物含铅化合物 禁止使用含铅汽油的主要原因是避免铅污染 5 化学可以为治理污染提供有效而快捷的方法和技术 答案 专题总结提升 专题总结提升 专题总结提升 知识网络 知识网络 专题总结提升 知识网络 专题总结提升 整合拓展 整合拓展 探究点一金属的活动性顺序及金属的化学性质与金属冶炼的关系 专题总结提升 整合拓展 专题总结提升 整合拓展 例1冶炼金属一般有下列四种方法 焦炭法 水煤气法 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 铝热反应炼铬 从光卤石中炼镁 对它们的冶炼方法分析不正确的是 a b c d b 专题总结提升 整合拓展 解析 对于 发生的反应分别是 cu2 oh 2co32cuo co2 h2oc 2cuo2cu co2 符合 fe cuso4 feso4 cu 符合 2al cr2o3al2o3 2cr 符合 先从光卤石中提取mgcl2 再电解mgcl2 mgcl2mg cl2 符合 选择金属冶炼方法的根本依据就是金属的活泼性 专题总结提升 整合拓展 变式1二战期间 丹麦科学家波尔被迫离开被德国占领的祖国 为了表明一定要返回祖国的决心 他把自己获得的金质诺贝尔奖章放在盛有王水的玻璃瓶中留了下来 其反应为 au hno3 3hcl aucl3 no 2h2o 波尔走后 纳粹分子闯进波尔家中 那瓶溶有奖章的溶液就在纳粹眼皮底下 他们却一无所知 战后 波尔从溶液中提取金 又重新铸成了奖章 下列所列方法中 你认为不能从溶有黄金的王水提出金的是 a 用铁置换b 电解其水溶液c 先蒸发水分后灼烧固体d 过滤 d 专题总结提升 整合拓展 解析 au是不活泼金属 用铁置换或电解的方法都能得到金 蒸发水分后可得到aucl3固体 灼烧发生下列反应 2aucl32au 3cl2 也可得到金 只是单纯的过滤不会得到au 专题总结提升 整合拓展 b 专题总结提升 整合拓展 解析 该反应发生的温度为2125 必定消耗大量的能量 经济效益不高 故不采用 工业上一般采用电解熔融al2o3的方法来冶炼铝 专题总结提升 整合拓展 探究点二绿色化学与环境保护绿色化