浙江省高三化學(xué) 第3單元12講 化學(xué)科學(xué)與人類文明課件

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1、 一、化學(xué)是打開物質(zhì)世界的鑰匙 1人類對金屬認(rèn)識的發(fā)展過程 (1)金屬活動性順序表：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu。 (2)金屬冶煉方法： 加 熱 分 解 法 ， 如 ： 加 熱 氧 化 汞_ ； 熱 還 原 法 ， 如 ： 工 業(yè) 煉 鐵 的 主 要 反 應(yīng)_ ；鋁熱反應(yīng)(與氧化鐵反應(yīng)為例) _ 。2HgO 2HgO23COFe2O3 3CO22Fe2AlFe2O3 2FeAl2O3高溫高溫 電 解 法 ， 如 ： 電 解 冶 煉 鈉 、 鎂 、 鋁 ：2NaCl(熔融) 2NaCl2，MgCl2 MgCl2， 2Al2O3 4Al3O2。 2人類對酸堿認(rèn)識的發(fā)

2、展過程 (1)17世紀(jì)前人們憑感覺判斷酸堿，認(rèn)為一切有酸味的物質(zhì)都是酸，一切有澀味而溶液有滑膩感的就是堿。 (2)17世紀(jì)末，英國化學(xué)家波義耳提出新定義：酸的溶液能溶解某些金屬，跟堿接觸后會失去原有特性，且能使石蕊試液變紅；堿的水溶液有苦澀味，能腐蝕皮膚，跟酸接觸會失去原有特性，且能使石蕊試液變藍。電解電解電解 (3)拉瓦錫提出：一切非金屬氧化物溶于水后生成的物質(zhì)是酸；一切金屬氧化物溶于水后生成的物質(zhì)是堿。 (4)阿倫尼烏斯提出：電解質(zhì)電離時產(chǎn)生的陽離子全是氫離子的化合物是酸；電解質(zhì)電離時產(chǎn)生的陰離子全是氫氧根離子的化合物是堿。 (5)酸堿質(zhì)子理論：凡是能給出質(zhì)子的物質(zhì)都是酸，凡能接受質(zhì)子的都

3、是堿。 二、化學(xué)是人類創(chuàng)造新物質(zhì)的工具 1無機物質(zhì)的制備： (1)合成氨：N23H2 2NH3催 化 劑高 溫 、 高 壓 (2)三酸二“堿”：鹽酸：H2Cl2 2HCl硫酸：4FeS211O2 2Fe2O38SO2,2SO2O2 2SO3，SO3H2O H2SO4硝酸：4NH35O2 4NO6H2O,2NOO2 2NO2,3NO2H2O 2HNO3NO燒堿：2NaCl2H2O 2NaOHCl2H2純堿(侯氏制堿法)：NaCl(飽和)CO2NH3H2O NaHCO3NH4Cl點燃催化劑催化劑通電 2有機物合成： (1)天然纖維制成化學(xué)纖維：銅氨溶液的配制涉及的離子反應(yīng)：Cu22OH Cu(OH

4、)2；Cu(OH)24NH3H2O Cu(NH3)2OH4H2O。棉花的溶解化學(xué)纖維的制取 (2)合成尿素：CO22NH3 CO(NH2)2H2O 催化劑 3三大合成材料：塑料、合成纖維、合成橡膠。 三、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開化學(xué) 1印刷電路板制作原理： _ 。 2信息技術(shù)的發(fā)展需要用超純硅制造的單晶硅來制造芯片，光導(dǎo)纖維的主要成分： _ 。從石英砂提取純硅的工作原理：2CSiO2 Si2CO；Si2Cl2 SiCl4；SiCl42H2 Si4HCl。2FeCl3Cu CuCl22FeCl2SiO2高溫高溫高溫3無機非金屬材料材料名稱功能高分子材料復(fù)合材料概念既具有傳統(tǒng)高分子材料的機械性能，

5、又具有某些特殊功能的高分子材料兩種或兩種以上材料組成的新型材料，由基體和增強劑構(gòu)成性能不同的功能高分子材料，具有不同的特征性質(zhì)一般具有強度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕等優(yōu)異性能應(yīng)用制作高分子分離膜、人體器官等用于汽車工業(yè)、機械工業(yè)、體育用品、航空航天、人類健康等實例離子交換樹脂、高分子藥物、液晶材料、高吸水性樹脂等玻璃鋼、陶瓷塑料、復(fù)合地板、汽車輪胎等有機高分子材料 四、解決環(huán)境問題離不開化學(xué)科學(xué) 1重要環(huán)境問題的成因及防治(1)引起酸雨的主要物質(zhì)是_ ；引起溫室效應(yīng)的主要物質(zhì)是_ ；引起光化學(xué)煙霧的主要物質(zhì)是_ ；引起臭氧層空洞的主要物質(zhì)是_ 。(2)防治酸雨措施：如：石油脫硫，煤炭用石灰固硫(鈣基固

6、硫)用氨水吸收：SO22NH3H2O (NH4)2SO3H2O，所得亞硫酸銨用硫酸處理所得硫酸銨可用作肥料，SO2可返回作生產(chǎn)硫酸的原料。采用石灰石石膏法，其原理是：SO2Ca(OH)2 CaSO3H2O,2CaSO3O2 2CaSO4，CaSO42H2O CaSO42H2O(石膏)。SO2O2O2氟利昂(3)機動車發(fā)動機燃油排放的尾氣的處理：汽車尾氣處理裝置中發(fā)生的主要反應(yīng)有：2NO24CO N24CO2,2NO2CO 2CO2N2。用新的無害的汽油添加劑代替能產(chǎn)生污染的四乙基鉛抗震劑；用酒精、天然氣代替部分或全部燃油；用氫作汽車燃料，用燃料電池作動力，合成廉價的、可再生的儲氫材料和能量轉(zhuǎn)換

7、材料，使汽車全部成為“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應(yīng)方程式： 2保護水資源 (1)水污染定義：水體因某種物質(zhì)的介入，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象稱為水污染。 (2)主要污染物： _等無機化合物。耗氧物質(zhì)、石油和難降解的有機物以及含磷洗滌劑等。農(nóng)藥。 (3)主要危害：加劇水資源短缺，嚴(yán)重危害人體健康。重金屬、酸、堿、鹽 (4)主要污染現(xiàn)象：水的_能力下降，水質(zhì)渾濁、發(fā)黑、變臭；赤潮、水華等。 (5)防治 通過重復(fù)利用廢水、降低廢水中污染物濃度、加強污水處理和對水體及污染源的監(jiān)測與管理等措施控制工業(yè)廢水和生活污水的

8、排放。可用物理、化學(xué)、生物等方法對廢水進行綜合處理，其中常用的化學(xué)方法有_ (如明礬凈水)、 _ (如用H2SO4中和堿性廢水、用石灰中和酸性廢水等)、 _ (如Hg2S2 HgS)、 _等。氧化還原法沉淀法中和法沉降法自凈 3工業(yè)“三廢” 對工業(yè)“三廢”的處理如果不當(dāng)，則會嚴(yán)重的污染周圍環(huán)境。工業(yè)“三廢”指的是_ 、 _和 _ ?；瘜W(xué)在工業(yè)“三廢”治理方面發(fā)揮了重要的作用，若對工業(yè)“三廢”的處理得當(dāng)，可起到減少環(huán)境污染和資源回收利用的雙重作用，如用石灰乳處理氯堿工業(yè)中的廢氣，則既可以減少_ (填氣體的化學(xué)式)對環(huán)境的污染，又可以得到漂白粉有效成分是_。 Ca(ClO)2Cl2廢渣廢水(液)廢

9、氣 4綠色化學(xué) (1)定義：利用化學(xué)原理從_消除污染，期望在化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)工業(yè)過程中充分利用參與反應(yīng)的原料，所有物質(zhì)(原料、中間產(chǎn)物)都在內(nèi)部循環(huán)、利用(原料的利用率達到_)，實現(xiàn)_ (2)綠色化學(xué)的研究重點設(shè)計對_危害小的反應(yīng)起始物(原材料)，同時_的反應(yīng)起始物；選擇最佳的_ ，以實現(xiàn)最大限度的_；研究最佳的轉(zhuǎn)換反應(yīng)和良性的試劑(含催化劑)；設(shè)計對人類健康和環(huán)境更安全的目標(biāo)化合物(最終產(chǎn)品)。節(jié)能和零排放反應(yīng)(生產(chǎn))條件淘汰有毒人類健康和環(huán)境零排放100%源頭上 金屬的冶煉【例1】從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。下圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限，之所以

10、有先后，主要取決于() A金屬的化合價高低 B金屬的活動性大小 C金屬的導(dǎo)電性強弱 D金屬在地殼中的含量多少B 【解釋】越排在金屬活動性順序表前面的金屬，性質(zhì)越活潑，在自然界中以化合態(tài)形式越能穩(wěn)定存在，被人類開發(fā)利用所需要的技術(shù)條件越高，被利用就越遲。【遷移訓(xùn)練1】冶煉金屬一般有下列四種方法：焦炭法；水煤氣(或CO、或H2)法；活潑金屬置換法；電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有：()火燒孔雀石煉銅；()濕法煉銅?，F(xiàn)代有：()鋁熱法煉鉻；()從光鹵石中煉鎂。其中對它們的冶煉方法的分析不正確的是( ) A() B() C() D()【解釋】 濕法煉銅原理FeCuSO4 FeSO4Cu應(yīng)該使用

11、活潑金屬置換法。B 化學(xué)發(fā)展歷程 【例2】根據(jù)酸堿質(zhì)子理論判定下列說法不正確的是() A所有的弱酸根都是堿 B酸式弱酸根既是酸又是堿 C不可能一種物質(zhì)既是酸又是堿 D氫氧根是堿【解釋】根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，弱酸根能結(jié)合氫離子，是堿；氫氧根能結(jié)合氫離子，是堿；酸式弱酸根既能提供氫離子，又可結(jié)合氫離子，應(yīng)該既是酸又是堿，所以C錯誤。A【遷移訓(xùn)練2】據(jù)人民網(wǎng)2008年9月4日報道，有一集團擬將在太空建立巨大的集光裝置，把太陽光變成激光用于分解海水制氫，其反應(yīng)可表示為：2H2O 2H2O2。有下列幾種說法：水分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)；氫氣是一級能源；使用氫氣作燃料有助于控制溫室效應(yīng)；若用生成的氫氣與空氣中多余的

12、二氧化碳反應(yīng)生成甲醇儲存起來，可改善生存條件。其中敘述正確的是( ) A B C DCTiO2激光【解釋】水分解是吸熱過程，錯誤；H2由水分解而來，屬于二級能源，錯誤；H2燃燒產(chǎn)物為水，正確；科學(xué)家設(shè)想4H22CO2 2CH3OHO2，可改變生存條件，正確。催化劑 化學(xué)與制備新物質(zhì) 【例3】(衢州一模)2008年我國成功發(fā)射“神舟七號”載人飛船，中國宇航員第一次進行太空行走。飛船沖破大氣層擺脫地球吸引力，高速運行時會與大氣發(fā)生摩擦，普通金屬材料如鈦合金、鋁合金摩擦一段時間就會燃燒，因此需要在“神舟七號”的表面涂一層吸熱快、能自動脫落的復(fù)合陶瓷，對這種復(fù)合陶瓷描述正確的是() A這種復(fù)合陶瓷是傳

13、統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品 B這種復(fù)合陶瓷具有耐高溫特性、光學(xué)特性、生物特性 C這種陶瓷雖然克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的缺點，但強度較差 D這種復(fù)合陶瓷具有耐高溫、隔熱、耐摩擦、硬度大等特點【解釋】從題干信息知，飛船與大氣摩擦產(chǎn)生大量的熱，故復(fù)合陶瓷具有耐高溫、隔熱、硬度大等特點。這種復(fù)合陶瓷屬于新型無機非金屬材料，不是傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品?！敬鸢浮?D【遷移訓(xùn)練3】(麗水二模)海水中含有氯化鎂，是鎂的重要來源之一。從海水中制取鎂，可按如下步驟進行：把貝殼制成石灰乳；在引入的海水中加石灰乳，沉降、過濾、洗滌沉淀物；將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物；將得到的產(chǎn)物熔融后電解。關(guān)于從海水中提取鎂，下列說法不正

14、確的是( ) A此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富 B進行步驟的目的是從海水中提取氯化鎂 C第步電解制鎂是由于鎂是很活潑的金屬 D以上制取鎂的過程中涉及的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng)D 【解釋】以上制取鎂的過程中CaCO3CaOCO2分解反應(yīng)；CaOH2O Ca(OH)2化合反應(yīng)；MgCl2Ca(OH)2 Mg(OH)2CaCl2復(fù)分解反應(yīng)；Mg(OH)22HCl MgCl22H2O復(fù)分解反應(yīng)，MgCl26H2O MgCl26H2O分解反應(yīng)；MgCl2 MgCl2分解反應(yīng)。 環(huán)境污染及治理【例4】城市環(huán)境污染是當(dāng)前突出的環(huán)境問題。如圖甲所示，X河流經(jīng)某工業(yè)城市，其中a處在上游，附近有豐富的黃鐵

15、礦資源，d處在下游，有多個企業(yè)以硫酸為原料。根據(jù)某月該市環(huán)保局監(jiān)測站對X河水質(zhì)檢測的結(jié)果，繪制成圖乙。 根據(jù)甲、乙兩圖，判斷下列說法中錯誤的是() A造成X河污染的主要污染源最可能分布在bc段 B工業(yè)、生活污水和固體廢棄物等可能是造成X河污染的污染源 Cd處污染程度減小，可能是某些污染物的離子間發(fā)生反應(yīng)所致 D該城市建造硫酸廠時，綜合考慮諸多因素選址在b處最合理D【遷移訓(xùn)練4】(2010天津)以節(jié)能減排為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟是保持社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。下列做法違背發(fā)展低碳經(jīng)濟的是( ) A發(fā)展氫能和太陽能 B限制塑料制品的使用 C提高原子利用率，發(fā)展綠色化學(xué) D盡量用純液態(tài)有機物代替水作溶劑D【

16、解釋】所謂低碳經(jīng)濟，是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達到經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏的一種經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)。發(fā)展氫能和太陽能，限制塑料的使用和發(fā)展綠色化學(xué)，都符合低碳經(jīng)濟。 綠色化學(xué)【例5】綠色化學(xué)對于化學(xué)反應(yīng)提出了“原子經(jīng)濟性”(原子節(jié)約)的新概念及要求。理想的原子經(jīng)濟性反應(yīng)是原料中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實現(xiàn)零排放。下列幾種生產(chǎn)乙苯(C2H5)的方法中，原子經(jīng)濟性最好的是(反應(yīng)均在一定條件下進行)()C【解釋】根據(jù)題意：可知原子經(jīng)濟性是指反應(yīng)物中所有的原子盡可能的都轉(zhuǎn)入到

17、生成物中。 【遷移訓(xùn)練5】(2010江蘇)化學(xué)與能源開發(fā)、環(huán)境保護、資源利用等密切相關(guān)。下列說法正確的是( ) A為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，應(yīng)大量使用化肥和農(nóng)藥 B綠色化學(xué)的核心是應(yīng)用化學(xué)原理對環(huán)境污染進行治理 C實現(xiàn)化石燃料清潔利用，就無需開發(fā)新能源 D垃圾是放錯地方的資源，應(yīng)分類回收利用D【解釋】本題主要考查的知識點是化學(xué)物質(zhì)與生活的關(guān)系、綠色化學(xué)的概念、化肥農(nóng)藥對人類生活的影響。A項，為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，應(yīng)研發(fā)高效低毒的農(nóng)藥，降低蔬菜的農(nóng)藥殘留量；B項，綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染；C項，化石能源是有限的一次能源，為了長遠的可持續(xù)發(fā)展，必須要

18、開發(fā)新能源；D項，垃圾也是一項重要的資源。綜上分析可知，本題選D項。1.置換反應(yīng)是金屬冶煉的基本原理之一。下列不是通過置換反應(yīng)得到鐵的是( ) ACO通過灼熱的Fe2O3 BC與灼熱的FeO共熱 CH2通過灼熱的Fe3O4 D單質(zhì)鋁與Fe2O3混合物加熱引燃【答案】 A中3COFe2O3 3CO22Fe不屬于置換反應(yīng)。 A 【解釋】本題考查考生對常見元素及其化合物知識的掌握情況，可用代入法，即把各選項中的X、Y、Z代入圖中的圓圈中進行判斷。C中CO2與單質(zhì)鎂反應(yīng)可以生成氧化鎂和單質(zhì)碳。2.美國等國家發(fā)射的航空器將我國的磁譜儀帶入太空，其目的是探索反物質(zhì)。反物質(zhì)的主要特征是電子帶正電荷，質(zhì)子帶負(fù)

19、電荷，下列表示反物質(zhì)酸堿中和的離子方程式正確的是( )AHOH H2O BHOH H2OCHOH H2O DHOH H2O【解釋】根據(jù)題意，反物質(zhì)是電子帶正電荷，質(zhì)子帶負(fù)電荷，則H的反物質(zhì)為H；OH的反物質(zhì)為OH。 A 3.用于2008年北京奧運會的國家游泳中心(水立方)采用了高分子膜材料“ETFE”，該材料是四氟乙烯(CF2=CF2)與乙烯(CH2=CH2)發(fā)生聚合反應(yīng)得到的高分子材料。下列說法不正確的是( ) A“ETFE”分子中可能存在“CH2CH2CF2CF2”的連接方法 B合成“ETFE”的反應(yīng)為加聚反應(yīng) CCF2=CF2和CH2=CH2均是平面形分子 DCF2=CF2可由CH3CH

20、3與F2兩種物質(zhì)直接反應(yīng)制得 D 4.(紹興高級中學(xué)模擬)2010年4月14日，我國青海玉樹發(fā)生大地震。全國人民“眾志成城，抗震救災(zāi)”。(1)“拯救生命是第一位的”。為搜救埋在廢墟下的幸存者，調(diào)用了許多搜救犬，搜救犬能根據(jù)人體發(fā)出的氣味發(fā)現(xiàn)幸存者。從微觀的角度分析搜救犬能發(fā)現(xiàn)幸存者的原因是（）。A分子的質(zhì)量很小 B不同分子性質(zhì)不同C分子不斷運動 D分子間有間隔 (2)地震中許多原有的水源被破壞。新水源需檢測和處理后才能成為飲用水。我國規(guī)定水質(zhì)必須在感官性指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、病理學(xué)指標(biāo)等方面均達標(biāo)方可成為生活飲用水。感官性指標(biāo)中有一項要求：不得含有肉眼可見物，水應(yīng)澄清透明。為達到此要求，凈化水時，可

21、以通過加入絮凝劑凝聚、沉降，然后通過_(填操作名稱)而實現(xiàn)。過濾化學(xué)指標(biāo)中含有水源的pH和硬度兩項。測定液體pH的方法是_把干燥的pH試紙放于玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測液體點在pH試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照。日常生活中如何區(qū)分硬水與軟水？請簡述實驗步驟與現(xiàn)象：取少量樣品于試管中，加肥皂水振蕩，若出現(xiàn)較多沉淀則為硬水，否則為軟水。病理學(xué)指標(biāo)中對細菌的含量有嚴(yán)格的限制。要殺滅細菌可以向水中加入_等消毒劑，也可以通過_操作，既殺滅細菌，又能得到幾乎純凈的水。(3)為防止災(zāi)后疫情的發(fā)生，某醫(yī)療小分隊用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的過氧乙酸溶液對災(zāi)民的居住環(huán)境進行消毒。要配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的過氧乙酸溶液300 kg，需溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的過氧乙酸溶液_ _ _ _ _ _ _ k g ， 配 制 的 主 要 步 驟 是_。漂白粉(或氯氣、二氧化氯和臭氧等，一種即可)蒸餾10計算、量取、稀釋【解釋】(2)新水源中加入絮凝劑凝聚、沉降后應(yīng)過濾除去沉降物。測定液體pH要注意應(yīng)使用干燥的pH試紙；硬水中含Ca2、Mg2濃度較大，可用肥皂水鑒別，若產(chǎn)生大量沉淀，則是硬水。常用消毒劑有漂白粉、氯氣、臭氧等。(3)根據(jù)配制前后溶質(zhì)質(zhì)量不變：0.5%300 kg15%x，即得x10 kg。配制的步驟是計算、量取、稀釋。