1-第三单元　化学科学与人类文明.ppt

第三单元化学科学与人类文明,题组一化学与认识和创造物质1.化学科学理论的建立与发展,原子,分子,价键,周期律,尿素,氢键,蛋白质,原子和分子,2.人类对酸、碱的认识历程,全部是OH-,给出质子,接受质子,给出质子,接受质子,题组二化学与社会可持续发展1.化学与人类的密切关系(1)与生活密切联系(2)与、能源、地球、空间和核科学等新兴学科紧密联系。(3)化学技术为技术、技术、技术、和技术、技术、技术等六大技术提供了不可或缺的物质基础。,信息,生命,材料,环境,合成与分离,信息,生物,核科学和核武器,航空航天,导弹,激光,纳米,2.化学科学发展的贡献(1)解决工农业生产中的技术问题a.了解期望实现农业的工业化b.海水淡化技术的进步缓解淡水资源紧缺c.印刷电路板的制作:(用化学方程式表示)d.晶体硅制备:二氧化硅粗硅四氯化硅高纯硅,(2)合成有特定性能的材料a.高效、稳定、廉价的太阳能光电转化材料解决能源危机b.光导纤维c.高强度纤维(3)开发高效的清洁能源(4)合成高新材料纳米技术和分子设计技术的发展将使等化学器件得到广泛应用,题组三环境污染与保护1.大气污染(1)成因:污染源分两类,一类是天然的火山爆发、森林火灾等,产生大量尘埃、SO2等;另一类是人为的生活污染、工业污染、交通污染、农业污染等。我国大气污染物主要来自化石燃料燃烧、工业废气和汽车尾气,主要污染物有总悬浮微粒(TSP)、飘尘、(NOx)、CO和光化学氧化剂(O3等)等。(2)危害:危害动、植物的发育和生存。(3)治理:a.减少和防止污染物的排放。具体办法是:改进燃烧工艺、采用无污染或低污染工艺、废弃物综合利用等。b.发展植物净化,植树、种草等。c.加强监测,每日报道空气质量空气污染指数(API)。,SO2,氮氧化物,2.温室效应(1)成因:大气中的、甲烷等温室气体允许部分太阳辐射(短波辐射)透过并达到地面,使地球表面温度升高;同时,这些温室气体又能吸收从地球表面发出的长波辐射,使热量留在大气层内,仅让很少的一部分热量散失到宇宙空间,从而使地球表面的温度进一步升高。CO2增多的原因有:a.化石燃料(如煤、石油、天然气)燃烧;b.森林的乱砍滥伐使光合作用吸收的CO2减少。(2)危害:温室效应会使全球变暖,导致两极冰川融化,海平面上升,不少城市将会被淹没,还会加剧旱涝、台风等自然灾害等。(3)治理:a.限制CO2的排放量;b.控制化石燃料的燃烧,寻找新能源;c.保护森林,植树、种草。,CO2,3.酸雨(1)成因:酸雨的形成有天然和人为作用,主要是由和引起的:SO2H2SO3H2SO4;NONO2HNO3。一般将pH小于的降水(正常雨水中因溶有CO2,pH约为5.6),叫做酸雨。(2)危害:会使土壤、湖泊、河流酸化,植物死亡,腐蚀建筑物和文物等。(3)治理:减少SO2和NOx的排放。化石燃料的燃烧(如火力发电厂)、含硫矿石的冶炼、硫酸厂等是SO2的主要来源,电厂尾气中的SO2用石灰石泥浆吸收生产石膏:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2;硫酸厂废气用氨水吸收。汽车尾气是NOx的主要来源,要改进汽车发动机的结构和性能或安装尾气净化装置。,SO2,NOx,5.6,4.水污染(1)成因:由于人类排放的污染物,使水体的物理、化学性质发生变化,从而降低了水体的使用价值的现象叫做水污染。水污染物种类繁多,主要有盐、酸、碱、植物营养物(如含氮物质、含磷的洗涤剂)、石油和难降解的有机物等。(2)危害:a.危害人体健康,如重金属盐;b.影响渔业生产,如水体富营养化引起的赤潮(在内陆湖泊叫“水华”)大量藻类繁殖,使水中O2的含量大大降低,鱼类大量死亡。(3)治理:a.合理处理工业和农业废水;b.减少或不生产相关物质(如含磷洗涤剂),并寻找无污染物质代替。,重金属,5.光化学烟雾(1)成因:大气中的类与在强日光的辐射下,发生光化学反应,产生的二次污染物与一次污染物混合,形成光化学烟雾。NOx的主要来源是汽车尾气。(2)危害:a.光化学烟雾降低能见度;b.由于它有刺激性,会刺激人的眼睛、呼吸道,腐蚀金属,危害植物。(3)治理:改进汽车发动机的结构和性能,减少NOx的排放。,烃,NOx,苯,甲醛,题组一化学与认识和创造物质1.下列叙述正确的是()A.利用石油作原料制得的纤维是人造纤维B.合成纤维、人造纤维和天然纤维统称化学纤维C.天然纤维是不能进一步被加工处理的D.光导纤维的成分是二氧化硅,答案D利用天然气、石油化工产品、煤化工产品作原料制得的纤维是合成纤维,天然纤维可以进一步加工成人造纤维,人造纤维和合成纤维统称化学纤维。,2.根据酸碱质子理论,下列说法不正确的是()A.所有的弱酸根都是碱B.弱酸酸式酸根既是酸又是碱C.一种物质不可能既是酸又是碱D.氢氧根是碱,答案C弱酸的电离是可逆的,其可逆过程就是弱酸根或弱酸酸式酸根与氢离子结合生成弱酸,因为能够结合氢离子,所以它们都是碱;同时,弱酸酸式酸根还可以进一步电离出氢离子,所以它又是酸,A、B项正确,C项错误。OH-+H+H2O,D项正确。,题组二化学与社会可持续发展3.生活中遇到的某些问题,常常涉及化学知识。下列叙述中不正确的是()A.鱼虾放久了会产生不愉快的腥臭气味,应当用水冲洗,并在烹调时加入少量食醋B.“酸可除锈”“洗涤剂可去油”都是发生了化学变化C.被蜂蚁蜇咬会感到疼痛难忍,这是蜂蚁蜇咬人时将甲酸注入人体的缘故,此时若能涂抹稀氨水或碳酸氢钠溶液,可以减轻疼痛D.医用酒精可用于皮肤消毒,其原因在于可以使蛋白质发生变性凝固,答案B醋可以去腥,并可以和醇发生反应生成具有香味的酯,所以A选项正确;洗涤剂去油污是利用了物理性质,所以B选项错误;稀氨水或碳酸氢钠溶液均具有弱碱性,对皮肤没有伤害,却可以消耗掉甲酸,所以C选项正确;蛋白质是生命活动的物质基础,细菌的蛋白质变性后失去活性,所以D选项正确。,4.据权威刊物报道,科学家在宇宙中发现H3分子。甲、乙、丙、丁四位学生对此报道的认识正确的是()A.甲认为上述发现绝对不可能,因为H3分子违背了共价键理论B.乙认为宇宙中还可能存在另一种氢单质,因为氢元素有三种同位素必然有三种同素异形体C.丙认为H3分子实质上是H2分子与H+以特殊共价键结合的产物,应写成D.丁认为如果上述的发现存在,则证明传统的价键理论有一定的局限性,有待继续发展,答案D根据题目信息可以肯定该报道的真实性,所以A、C选项错误;同素异形体的种类取决于单质内部原子的连接方式,和同位素的种类没有关系,所以B选项错误;题述发现无法用传统价键理论解释,说明传统价键理论有一定的局限性,所以D选项正确。,题组三环境污染与保护5.常见的大气污染物分为一次污染物和二次污染物。二次污染物是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或微生物作用下,发生变化所生成的新污染物。下列4种气体:SO2、NO、NO2、Cl2中,能导致二次污染的是()A.B.只有C.只有D.只有,答案A四种气体都能生成另一种污染物:2SO2+2H2O+O22H2SO4、2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO、Cl2+H2OHCl+HClO。,6.下列有关环境保护的说法中错误的是()A.臭氧在高空对人类有保护作用B.减少二氧化硫的排放,可防止全球气候变暖C.含甲醛、苯及其同系物的装修材料对人体有害D.随意丢弃废旧电池会造成重金属盐对土壤和水的污染,答案B此题考查的是环保常识。臭氧层是人类的保护伞,故A正确。二氧化碳、甲烷等是温室气体,二氧化硫不是温室气体,故B错误。甲醛、苯及其同系物等有机物会伤害人的呼吸系统,可致癌,故C正确。废旧电池中含有重金属离子(如汞离子、镉离子等),能污染土壤和水,故D正确。,1.联系社会发展实例,认识化学与可持续发展的关系化学是环境保护事业的强大支柱,了解绿色化学对社会可持续发展的重要意义,需要从以下几个方面入手:联系生产、生活和高新科技中常见的物质和现象,使抽象的物质直观化、具体化,从而降低学习的难度,也使更多的书本知识变为实用性知识。化学的发展,带来了不可避免的负面影响,如温室效应、光化学烟雾、酸雨、臭氧空洞等,学习时应注意讨论,设计出消除一系列负面影响的最佳方案及应采取的措施。,重难化学与可持续发展,注意培养将化学信息(含实际物质、实际现象、数据和各种信息、提示、暗示),按题设情境抽象归纳、总结出规律,并能运用此规律,进行推理(收敛和发散)的创造能力。2.绿色化学有关概念(1)核心:利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。绿色化学的理念在于不再使用有毒有害的物质,不再产生废物,不再处理废物,这是一门从源头上减少或消除污染的化学。,(2)绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展,因此化学反应及其产物具有以下特征:a.采用无毒、无害的原料;b.在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行;c.产品应该是环境友好的;d.具有“原子经济性”,即反应具有高选择性、极少副产物,甚至实现“零排放”。此外,它还应当满足“物美价廉”的传统标准。,3.原子经济性原子经济性在化学合成特别是有机合成中有重要作用。减少废物的关键是提高选择性问题,即选择最佳反应途径,使反应物原子尽可能多地转化成产物原子,最大限度地减少副产物,才会真正减少废物的生成。美国著名有机化学家B.M.Trost首先提出“原子经济性”的概念:高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之结合到目标分子中(如完全的加成反应:A+BC),达到零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量,其定义可表示为原子利用率=100%。原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。,典例我国科学家在纳米材料研究领域位于世界前列。不久前我国科学家成功研制出了3mm长的管状定向碳纳米管,长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度大、密度小、熔点高、化学稳定性好等特点,因而被称为“超级纤维”。下列对此碳纳米管的说法中不正确的是()A.这种碳纳米管中含有非极性共价键B.它与石墨互为同素异形体C.它是制造飞机的理想材料D.碳纤维为一种高分子化合物,解析碳纳米管是由碳原子构成的,碳原子之间的化学键是非极性共价键;碳纳米管和石墨都是由碳原子构成的单质,两者互为同素异形体;制造飞机的材料需要具有密度小、强度大等特点,所以碳纳米管是理想的材料;碳