2018高中化学化学科学与人类文明第2单元化学是社会可持续发展的基础教学案苏教版.docx

第二单元化学是社会可持续发展的基础学习目标定位1.能列举事实说明化学与科学、技术、社会的关系，知道化学是社会可持续发展的基础。2.认识人类活动包括化学物品的制造和应用可能对环境带来的负面影响，知道解决环境问题的方法。一、现代科学技术的发展离不开化学1许多高新技术产品的元件中，需要用到超高纯度的硅芯片。而自然界中没有单质硅，只有化合态的硅。工业上提取高纯硅的方法如下，写出各步反应的化学方程式。(1)用焦炭在电炉中还原石英砂(主要成分为SiO2)得到含少量杂质的粗硅。答案SiO22CSi(粗硅)2CO(2)高温下，将粗硅与Cl2反应。答案Si2Cl2SiCl4(液态)(3)将SiCl4多次蒸馏提纯后，在高温下用H2还原。答案SiCl42H2Si(高纯硅)4HCl2印刷电路板是由塑料和铜箔复合而成的，刻制印刷电路时要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”。(1)写出FeCl3溶液腐蚀铜箔的化学方程式，标出电子转移的方向和数目。答案(2)比较Cu2、Fe3、Fe2氧化性的强弱。答案氧化性Fe3Cu2Fe2。(3)使用过的腐蚀液会失效，但还可以回收利用，其中有一步需要将Fe2转化为Fe3，下列试剂氯气铁铜稀硫酸中能实现上述变化的是_(填序号)。1.化学合成和分离技术是人类生存所必需的，也为其余技术发明提供了不可或缺的物质基础。2化学科学的发展将帮助人们解决工农业生产中的许多技术问题，提供所需要的具有特定性能的材料，开发高效的洁净能源。1下列化学新技术与其试图解决的问题的连线不正确的是()A某沿海城市技术开发公司研制的海水淡化膜资源问题B某洗衣机厂研制不用洗衣粉的洗衣机污染问题C研制应用于计算机领域的导电塑料能源问题D中科院研制的纳米玻璃用于国家大剧院材料问题答案C解析海水淡化膜的研制可以解决淡水资源的缺乏问题；洗衣粉中的一些元素会对水资源造成污染，研制不用洗衣粉的洗衣机，可以减少洗衣粉对水质的污染；研制导电塑料、纳米玻璃都属于材料领域问题。2航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝质飞船进行太空探索。其依据是()A塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产B塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝更优良的新型材料C塑料用途广泛，可从自然界中直接得到D塑料是有机物，不会和强酸或强碱作用答案B解析用塑料飞船代替铝质飞船，其依据一定是其性能上的差异。在塑料生产中加入添加剂改变其成分，能得到质量轻、性能好、成本低的新型材料，这就是取代铝质(一般含有Mg、Ti等多种合金元素)材料的依据。二、解决环境问题需要化学科学1随着工业的迅速发展和化石燃料的大量使用，产生的SO2可造成酸雨，还能导致人类患呼吸疾病，为了减少SO2的排放，可在化石燃料燃烧前首先进行除硫，或在化石燃料燃烧时进行固硫。燃煤烟气的脱硫常见方法有：(1)石灰石石膏法：燃煤烟气中的SO2被氢氧化钙吸收，生成的CaSO3在空气中加热被氧化为硫酸钙，得到副产品石膏(CaSO42H2O)。(2)氨水法：燃煤烟气中的SO2被氨水吸收，生成(NH4)2SO3或NH4HSO3，在空气中加热使其氧化，最后得到副产品(NH4)2SO4。2消除汽车尾气对环境的污染(1)汽车尾气中的CO、NO、NO2及碳氢化合物、颗粒物造成了严重的空气污染。(2)消除汽车尾气对环境污染的方法措施在石油炼制过程中进行石油脱硫处理；安装汽车尾气处理装置；使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、天然气作燃料代替部分或全部燃油；用氢作汽车燃料，用燃料电池作动力，使汽车成为“零排放”的电动汽车。3回收二氧化碳(1)CO2排放日益增多，温室效应加剧，致使全球气候变暖。为减少CO2的影响，可对其进行回收，将其制造成全降解塑料。(2)二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可生成可降解高聚物，写出反应的化学方程式。答案nCO2 1.环境保护与化学2绿色化学“绿色化学”是利用化学原理从源头上消除污染，按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。(1)从环境观点看：绿色化学强调从源头上消除污染。(2)从经济观点看：绿色化学提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。3空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是()A推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染 B实施绿化工程，防治扬尘污染 C研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染 D加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量 答案D解析空气污染主要包括粉尘污染、氮的氧化物及硫的氧化物污染等，其中氮的氧化物主要来源于汽车尾气及硝酸厂的废气，而SO2则主要来源于煤和石油的燃烧，故本题答案为D。 4“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消除污染，是一门能防止污染的科学。它包括“原料的绿色化”、“化学反应的绿色化”、“产物的绿色化”等内容。其中“化学反应的绿色化”要求反应物中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中。下列不符合“化学反应绿色化”的是()A消除硫酸厂尾气中的SO2：SO22NH3H2O=(NH4)2SO3B消除制硝酸工业的尾气氮氧化物：NO2NO2NaOH=2NaNO2H2OC制CuSO4：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OD制聚乙烯：nCH2=CH2CH2 CH2答案C解析用Cu与浓H2SO4制CuSO4时，同时生成SO2，污染空气，不符合“化学反应的绿色化”。1. “化学，让生活更美好”。下列叙述不能直接体现这一主旨的是()A风力发电，让能源更清洁B合成光纤，让通讯更快捷C合成药物，让人类更健康D环保涂料，让环境更宜居答案A解析风力发电过程中，不涉及化学知识，不能直接体现“化学，让生活更美好”这一主题。合成光纤、合成药物、环保涂料都是通过化学方法制取的，体现了“化学，让生活更美好”这一主题。2下列做法中不符合“绿色化学”思想的是()A以水性涂料代替油性涂料 B以无磷洗涤剂代替含磷洗涤剂 C实验后的有毒有害物质应分类收集、统一处理 D在通风橱中制氯气时不必用NaOH溶液吸收尾气 答案D解析油性涂料中含有有机溶剂，挥发会造成大气污染。磷元素是营养元素，大量使用含磷洗涤剂会造成赤潮等水污染。有毒有害物质分类收集、统一处理，能够减少污染。在通风橱中制取Cl2，尾气不用NaOH溶液处理，会逸散到大气中造成大气污染。3以下说法正确的是()A纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料B绿色食品是指不含任何化学物质的食品C生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气D光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的答案D解析A中，“纳米材料”是指材料的粒度或细度处于1100纳米的范围，都称纳米材料；B中，任何物质都是由化学物质组成的，绿色食品是指没有被污染的食品，所以B错；C中，生物固氮是靠植物的根瘤菌来将空气中的氮气转化成化合态的氮的。4汽车排放出的尾气中含有NO2，是城市大气主要污染物之一，在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为NO2NOO；2NOO22NO2；OO2O3。下列对该反应过程及有关叙述正确的是()ANO2起催化剂作用 BNO起催化剂作用CNO2只起氧化剂作用 DO3与O2互为同位素答案A解析NO2虽然参加反应，但从反应全过程看，NO2质量及化学性质反应前后都没改变，只是加快O3的生成，所以NO2在反应中起催化剂作用，A选项正确；O和NO是反应的生成物，又分别是反应和反应的反应物，是反应的中间产物，B选项错误；反应中NO2中氮元素的化合价由4价变成NO中的2价，NO2起氧化剂作用，从整个过程看NO2还起催化作用，C选项错误；O3和O2是氧元素的同素异形体，D选项错误。5飘尘是物质燃烧时产生的粒状飘浮物，颗粒很小(直径小于107 m)，不易沉降(可漂浮数小时甚至数年)，它与空气中的SO2、O2接触时，SO2会部分转化为SO3，使空气酸度增加，形成酸雨。(1)飘尘所起的主要作用是_。A氧化作用 B还原作用C吸附作用 D催化作用(2)由题意，试写出形成酸雨的两个化学方程式：_，_。(3)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气中均含有氮氧化物，全世界每年排放量约5107 kg，NO2溶于水生成_酸。(4)酸雨可导致下列哪种危害_。A腐蚀建筑物 B导致树木枯萎C造成洪涝灾害 D恶化人类环境(5)为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，对燃料中的硫化物进行_， 对废气中的氮氧化物进行_。答案(1)D(2) 2SO2O22SO3SO3H2O=H2SO4(3)硝(4)ABD(5)脱硫处理吸收利用解析酸雨的形成主要是由SO2和NOx引起的，SO2在飘尘和微生物的催化下，被氧化成SO3，SO3溶于水形成酸雨。基础过关题组一现代科学技术的发展离不开化学1生活中处处有化学。下列说法正确的是()A制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金B做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体C煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类D磨豆浆的大豆富含蛋白质，豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸答案A解析不锈钢是碳、铁、镍等物质组成的合金，所以A项正确；棉和麻都是多糖，其聚合度n是不同的，所以不互为同分异构体，B项不正确；花生油是不饱和的酯类，而牛油是饱和酯，故C项不正确；豆浆加热煮沸是蛋白质的变性而不是水解成氨基酸，所以D项不正确。2“信息”、“材料”和“能源”被称为新科技革命的三大支柱。下列有关选项不正确的是()A信息技术的发展离不开新材料的合成和应用B目前中、美、日等国掌握的陶瓷发动机技术大大提高了发动机的能量转化效率C在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源D软质隐形眼镜和航天飞船表面的高温结构陶瓷都属于有机高分子材料答案D解析在20世纪发明的七大技术信息技术、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、化学合成与分离技术中，化学合成与分离技术为其余六种技术提供了必需的物质基础，因此信息技术的发展离不开新材料的合成和应用。D项中航天飞船表面的高温结构陶瓷是无机非金属材料，不是有机高分子材料，故D错。3化学科学将在能源和资源的合理开发、安全应用方面大显身手，当前我国农村地区如何处理大量植物秸秆的问题倍受关注。下列提出的几种植物秸秆的处理方法中，不正确的是()A出售给工厂作工业原料B就地焚烧成草木灰作植物的钾肥C应用化学科学的有关原理和方法制成甲烷作燃料D应用化学科学的有关原理和方法制成优质的牲畜饲料答案B解析农业生产中产生的植物秸秆是宝贵的资源，合理利用，能够缓解能源危机，目前利用秸秆的方式主要有作原料生产酒精、沼气；作牲畜饲料；作有机肥料等。草木灰中含有K2CO3可以作钾肥，但就地焚烧不但污染环境，而且也是对资源的一种浪费。4化学与能源、信息、材料密切相关。下列说法错误的是()A石油的催化裂化是为了提高从石油中得到的汽油等轻质油的产量和质量 B开发太阳能、水能、风能等能源，可减少煤、石油等化石燃料的使用 C光缆在信息产业中有广泛应用，制造光缆的主要材料是单质硅 D氧化铝常用于制造耐火材料，氧化铁常用于制造红色油漆和涂料答案C解析石油的催化裂化可以将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂成相对分子质量较小、沸点较低的烃；新能源的开发和利用可以达到节能减排的目的；制造光缆的主要材料是二氧化硅；氧化铝的熔点高，常用于制造耐火材料，由于氧化铁为红棕色，常用于制造红色油漆和涂料。故答案为C。题组二解决环境问题需要化学科学5环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因大多是人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是()A温室效应二氧化碳B光化学污染二氧化氮C酸雨二氧化碳D白色污染一次性塑料制品的使用答案C解析酸雨的形成主要与NOx、SO2有关，与CO2无关。6保护环境已成为当前和未来的全球性重大课题之一。下列因人类生产、生活对环境破坏而带来的后果是()土地沙漠化酸雨水资源危机南极上空臭氧空洞变大沙尘暴A BC D全部答案D解析人类生产、生活对环境各个方面造成严重的影响，我们应该关注与人类生存环境关系密切的环境问题。7“生态马路”是运用光触媒技术，即在马路上铺设“光触媒”(如二氧化钛)物质，在催化剂表面将空气中的氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫等污染物转化为对人体、环境基本无害的物质。下列有关说法不正确的是()A“生态马路”可将汽车尾气中的CO在催化剂表面氧化成CO2B“生态马路”可将汽车尾气中的NOx在催化剂表面氧化成N2C“生态马路”对道路表面的清洁度有较高要求D“生态马路”是解决城市空气污染的途径之一答案B解析“生态马路”可将汽车尾气中的NOx在催化剂表面还原成N2，B项不正确。题组三绿色化学8“绿色化学”是当今社会提出的一个重要概念，“杜绝污染源”是“绿色化学”的一个重要衡量指标。下列物质：KMnO4O3Ca(ClO)2H2O2FeCl3浓硝酸，其中可以称作“绿色氧化剂”的是()A只有 BC D答案B解析H2O2的还原产物是水，无污染，所以被称为“绿色氧化剂”。臭氧直接氧化较大分子的有机物，使原来不可降解的有机物转化成容易降解的有机物，如臭氧可将腐殖质氧化成酯酸、草酸、甲酸、对苯二酸、二氧化碳和酚类化合物，被称为“绿色氧化剂”，也称作“绿色消毒剂”。9下列有关“绿色化学”及“绿色食品”的描述均正确的组合是()“绿色化学”是指绝对无污染的化学过程“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的化学过程“绿色化学”是没有或尽可能少污染的化学过程“绿色化学”是人们理想中的化学过程，无法实现治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴合理施用农药属于“绿色化学”加强环境监测属于“绿色化学”过程开发利用氢能源属于“绿色化学”富含叶绿素的食品属于“绿色食品”新鲜的蔬菜属于“绿色食品”无污染的安全、优质、营养类食品属于“绿色食品”贴有“绿色”防伪标志的食品属于“绿色食品”A BC D答案A解析是对绿色化学叙述。绿色化学的核心是从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，强调最理想的原料经济性原则和污染物的零排放。所以中的“绝对无污染”、中的“依靠绿色植物”、中的“无法实现”、中的“治理三废”、中的“合理施用农药”、中的“加强环境监测”等内容都是错误的或不属于绿色化学范畴，、正确。是对绿色食品的描述，只有正确。10从化学角度分析，下列做法不符合绿色化学理念的是()A开发塑料电镀的表面处理新技术，以回收废弃的塑料B用双氧水代替高锰酸钾制氧气C在含硫的燃料中加入适量生石灰，以减少二氧化硫的排放量D用溴水代替碘水进行萃取实验答案D解析溴水中的溴容易挥发，碘水中的碘不易挥发，用溴水代替碘水进行萃取实验可能会导致空气污染。能力提升11汽车的发明与使用是人类智慧的杰出体现，它为人们的生活和生产带来了极大的方便，同时由此引发的环境污染问题也越来越引起人们的关注。(1)汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大气，造成产生氮的氧化物的主要原因是_。A燃烧含氮化合物燃料引起的B燃烧含铅汽油引起的C是由于汽油燃烧不充分引起的D是汽缸中的N2被氧化生成的(2)下列有关城市各项污染源与其造成的恶果对应关系正确的是_。A汽车尾气光化学烟雾；工业废气酸雨；工业废水“公害病”B汽车尾气酸雨；工业废气“公害病”；工业废水光化学烟雾C汽车尾气“公害病”；工业废气酸雨；工业废水光化学烟雾D汽车尾气光化学烟雾；工业废气“公害病”；工业废水酸雨(3)一氧化氮和一氧化碳都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地发生如下反应：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g) H0。现利用此反应，拟设计一种环保装置以消除汽车尾气对大气的污染。下列设计方案可以提高尾气处理效果的是_。选用适当的催化剂 提高装置的温度降低装置的压强 在装置中装入碱石灰A B C D(4)新型环保出租车采用LPG汽油的双燃料系统，其尾气中的有毒气体成分较普通车型下降80%左右，缓解了汽车尾气排放给城市环境造成的污染问题。下列物质中不属于上述有害气体的是_。ACO2和H2 BNO2和NOCCO和SO2 DC粒和含铅化合物(5)所谓“绿色汽车”是指使用液化石油气等无污染或污染较小的能源作燃料的汽车。绿色汽车可避免有毒的铅、苯的同系物以及稠环芳烃的排放。燃烧等质量的液化石油气(主要成分是含C3C4的烃)与汽油相比较_。A前者生成的水少B前者消耗氧气量少C前者燃烧产生的热量多D前者产生的含碳化合物种类少(6)为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类；一类是压缩天然气，另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分都是_。A碳水化合物 B碳氢化合物C氢气 D醇类答案(1)D(2)A(3)C(4)A(5)D(6)B解析(1)汽车在工作时，发动机的活塞在汽缸中运行一个循环要经过进气、压缩、点火燃烧和排气四个过程，在压缩和点火燃烧等过程中由于高压高温，故空气中N2和O2发生如下反应：N2O22NO2NO O2=2NO2，生成污染大气的NO2、NO。(2)可结合汽车尾气、废气、废水的主要成分及危害进行分析。(3)由于以上“可逆”反应仅能“缓慢”发生，故可“催化”加速；由于正反应为放热过程，故温度不宜太高；由于正反应为气体总体积减小的反应，故不宜减压；装置中加入能与产物CO2反应的物质有利于平衡右移。(4)CO2和H2均不属于有毒气体。(5)抓住“绿色汽车”这一题眼。(6)天然气(主要成分CH4)和液化石油气(主要成分为含有34个碳原子的烃)的主要成分都是碳氢化合物。12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。不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如图所示。(1)稀薄燃烧技术除能节约能源外，还具有的优点是_(填一项)。排放到大气中的NOx会导致酸雨、_(填一项)等环境问题。(2)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞的稀硫酸溶液中(溶液的体积、浓度均相同)。为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是_。答案(1)减少CO和碳氢化合物的污染光化学烟雾(或破坏臭氧层)(2)溶液显色所需要的时间解析(1)由图可知，随空/燃比的增大，CO与碳氢化合物的含量始终在减小，所以还具有的优点就在于此，NOx是导致光化学烟雾的主要原因。(2)使用滴入酚酞的稀H2SO4溶液，很明显要利用酚酞的颜色变化来显示不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能的不同。13某地有一池塘，生长着丰富的水生生物。由于化工厂将大量污水排入池塘中，使水质恶化，各种水生生物先后死亡。根据题意回答下列问题：(1)从生态平衡角度看，池塘的这种变化说明了_，造成这种变化的原因是_。(2)经检测，污水中含有0.012 molL1的溴单质，可用Na2SO3除去污水中的溴，发生反应的化学方程式为_。处理5 L这种污水，需加入_ L 0.05 molL1的Na2SO3溶液才能将溴全部除去。(3)要使池塘恢复本来面目，首先要解决的问题是_。答案(1)池塘的生态平衡遭到破坏化工厂对池塘的污染超过了池塘生态系统的自动调节能力(2)Na2SO3Br2H2O=Na2SO42HBr1.2(3)化工厂的污染问题解析(1)分析池塘的变化情况：丰富的水生生物水质恶化水生生物死亡，可知变化的原因是化工厂排放的污水进入池塘，其污染程度超过了池塘生态系统的自动调节能力。(2)Na2SO3与Br2在水中反应