【高中化学】化学与可持续发展（复习课件） 2022-2023学年高一化学大单元教学（人教版2019必修第二册）

化学与可持续发展知识整理与素养检测自然资源的开发利用、化学品的合理使用化学与环境保护金属冶炼用化学的方法把化合态的金属变成游离态金属即：Mn++ne-M金属的冶炼:即，用还原的方法，使化合态的金属阳离子得到电子形成金属单质金属离子(Mn+)被还原的难易程度不同或说，由于不同的金属离子得电子的能力不同,所以冶炼的方法不同。不活泼的金属K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au非常活泼的金属中等活泼的金属【讨论1】回忆如何制备金属钠？

适合冶炼活动性很强的金属K~Al（排在Zn前）消耗大量的电能，成本较高【讨论2】这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？【讨论3】用这种方法冶炼金属有什么缺点？(4)电解法——适用于很活泼的金属（KCaNaMgAl）①制Mg：______________________。②制Al：_______________________。③制Na：_______________________。注：①“熔融”而不是水溶液。②必须是离子化合物，共价化合物熔融不导电。思考：冶炼金属铝时为啥要定期更换碳素电极？高温下，碳会被氧气氧化合理开发和利用金属资源的原因及途径(1)_________________________；(2)开发环保高效的金属冶炼方法；(3)________________________；(4)_______________________________；(5)使用其他材料代替金属材料。提高金属矿物的利用率防止金属的腐蚀加强废旧金属的回收和再利用（1）资源有限且分布不均（2）金属的冶炼消耗许多能量（3）金属冶炼造成环境污染（4）金属腐蚀造成大量损失1.原因：2.措施：金属冶炼的原理与方法

AuPtAgHgCuPbSnFeZnAlMgNaCaK①物理提取法②

热分解法2HgO======2Hg＋O2↑

加热2Ag2O=====4Ag＋O2↑

加热③

热还原法Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2

高温2CuO+C======2Cu+CO2↑

高温2CuO+H2======2Cu+H2O

Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3④

电解法2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑电解冰晶石MgCl2(熔融)====Mg＋Cl2↑电解2NaCl(熔融)====2Na＋Cl2↑电解

金属活动性渐强建立方法模型任

务核心问题原料产品如何分离出产品？物料是否能够循环使用？原料预处理物质转化产品分离如何选取原料？如何处理原料？1、从资源、成本角度考虑；2、从反应速率、提高效率角度。1、从元素价态的角度分析是否需要选取氧化剂或还原剂？2、从成本、环保的角度选取最合适的试剂。根据目标产物的性质及含量，选取合适的分离提纯方法。如何控制反应条件？如何选取氧化剂？还原剂？知识、方法海水化学资源的开发利用此流程的目的是什么？这种方法叫什么法？1、从海水中提取溴——吹出法流程中涉及哪些步骤？每一步的作用是什么？教材101【思考与讨论1】该流程中是Br-如何转化成Br2？溴元素由化合物变为单质，化合价升高，发生了氧化反应，所以用氧化剂把Br-氧化为Br2【思考与讨论2】工业上常用的一种海水提溴技术叫做“吹出法”。根据资料思考：用热空气吹出的物质是什么？利用该物质的什么性质呢？溴，有挥发性【思考与讨论3】根据教材中海水提溴的工艺流程图，思考和讨论每一环节的作用，写出氧化和吸收环节主要反应的离子方程式。煤的综合利用煤的干馏、煤的气化、煤的液化(1)煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使它分解的过程。煤焦油出炉煤气焦炭【思考】煤的干馏为什么要隔绝空气？

若不隔绝空气，在高温条件下，煤会在空气中燃烧。煤的综合利用(2)煤的气化将煤转化为可燃性气体的过程。主要反应：水煤气

C+H2O(g)

CO+H2

高温【思考】为什么一不小心将少量水洒在烧得通红的煤上时，火不但没有熄灭，反而烧得更旺？

这就是煤的气化，烧得通红的煤与水蒸气反应生成可燃性气体H2和CO，所以燃烧更旺。CO+2H2CH3OH（甲醇）催化剂(3)煤的液化直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料间接液化：先转化为CO和H2，然后在催化剂作用下合成甲醇将煤转化为液体燃料的过程。天然气的综合利用液化天然气公交车天然气灶A.

燃料——清洁能源1.天然气组成——主要成分是甲烷B.化工原料：生产甲醇、合成两碳或多碳有机物2.天然气用途比较石油的综合利用途径的区别石油的利用途径原理产物分馏裂化裂解催化重整利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程。汽油、煤油、柴油等轻质油和重油在一定条件下（加热、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。轻质油，特别是汽油采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃。甲烷、乙烯、丙烯等重要化工基本原料在加热和催化剂的作用下，通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃。苯、甲苯等重要的化工原料煤、天然气、石油的综合利用高分子材料基础化工原料更高价值生活用品塑料合成橡胶合成纤维1.加聚反应2.缩聚反应纺织品药品日用化学品1.石油的分馏、裂化、裂解、催化重整属于物理变化还是化学变化？2.石油分馏得到的各种分馏产品是纯净物吗？分馏属于物理变化，裂化、裂解、催化重整属于化学变化3.

裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是什么？由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。裂化汽油中含有烯烃，能与Br2发生加成反应，可以使溴的四氯化碳溶液褪色。直馏汽油的成分为饱和烃，故直馏汽油不能使溴的四氯化碳溶液褪色。1．下列有关煤的说法正确的是

(

)A．煤中含有苯等多种芳香烃B．燃煤时加入生石灰可减少SO2的排放C．燃煤时加入少量水不利于煤的燃烧D．煤的气化或液化属于物理变化解析：煤干馏得到的煤焦油中含苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，但煤本身不含有这些芳香烃，A错误；燃煤时加入生石灰可吸收二氧化硫生成亚硫酸钙，进而被氧化生成硫酸钙，因此可减少SO2的排放，B正确；燃煤时加入少量水，高温下煤和水蒸气反应生成氢气和CO，有利于煤的燃烧，C错误；煤的气化和液化均属于化学变化，D错误。答案：B

2．下列说法不正确的是

(

)A．天然气的主要成分甲烷是高效、较洁净的燃料B．石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化C．石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油D．厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能解析：煤的气化和液化是化学变化。答案：B

3．下列说法正确的是

(

)A．煤的干馏和石油的分馏都是物理变化B．由于煤中含有苯，所以从煤干馏的产品中分离得到苯C．石油没有固定熔、沸点，但分馏产物有固定的熔、沸点D．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性高锰酸钾溶液褪色解析：煤的干馏是化学变化，石油的分馏是物理变化，故A错误；煤中不含苯，煤的干馏产物中含苯，故B错误；石油没有固定熔、沸点，分馏的产物仍是混合物，没有固定的熔、沸点，故C错误；石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气中都含有烯烃，所以都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确。答案：D

4．某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分是Fe2O3，还含有SiO2等杂质)、煤、石灰石和黏土，拟在该地区建设大型炼铁厂和与之配套的焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系。下列说法不正确的是

(

)A．焦化厂对煤进行脱硫、脱硝等处理后，可有效减少温室气体排放B．四个工厂从左至右顺序是发电厂、焦化厂、炼铁厂、水泥厂C．炼铁厂的炼铁炉渣可以用来制作水泥D．可配套建设化肥厂充分利用焦化厂中煤干馏的出炉煤气解析：对煤进行脱硫、脱硝等处理后，可减少酸雨的发生，但不能减少温室气体排放，故A错误；煤炭燃烧可以发电，则甲为发电厂，煤的干馏制造焦炭，则乙为焦化厂而为丙厂提供焦炭，赤铁矿、碳酸钙是炼铁的原料，则丙为炼铁厂，碳酸钙和黏土是生产水泥的原料，则丁为水泥厂，所以四个工厂从左至右顺序是发电厂、焦化厂、炼铁厂、水泥厂，故B正确；炼铁厂的炼铁炉渣的主要成分是硅酸钙，可以作为水泥、渣砖等的原料，故C正确；从煤干馏的出炉煤气可分离出粗氨水，且焦炉气的主要成分中氢气可用于合成氨，所以可配套建设化肥厂充分利用焦化厂中煤干馏的出炉煤气，故D正确。答案：A

化肥、农药的合理施用1.合理施用化肥合理施肥目的保障农作物增产，减少农作物损失考虑因素土壤酸碱性作物营养状况化肥本身的性质不合理施用危害不仅造成浪费，还造成水体富营养化影响土壤的酸碱性和土壤结构合理用药

处方药需要医生的处方才能从药房或药店获得，并要在医生指导下使用。非处方药不需要医生处方，消费者可自行购买使用，其包装上有“OTC”标志。OTC甲类非处方药须在药店或医疗机构药房由执业师或药师指导下购买和使用。OTC乙类非处方药除药店或医疗机构药房外，某些超市、宾馆、百货商店(经食品药品监督管理部门批准)也能销售。Rx处方药安全使用食品添加剂2.分类天然食品添加剂来源人工合成食品添加剂1.食品添加剂：食品在生产、加工、贮存过程中，为了改良食品品质和色、香、味，以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。

安全使用食品添加剂添加剂功能实例着色剂为食品着色、改善食品色泽天然色素：红曲红、β-胡萝卜素、姜黄等合成色素：苋菜红、柠檬黄、靛蓝等增味剂增加食品的鲜味味精和鸡精等膨松剂使食品松软或酥脆碳酸氢铵、碳酸氢钠、复合膨松剂（碳酸盐和酸性物质）凝固剂改善食品的形态盐卤中的氯化镁、硫酸钙，葡萄糖酸-δ-内酯等防腐剂防止食品腐败变质苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、亚硝酸盐、SO2等抗氧化剂防止食物因氧化而变质有机脱氧剂：生育粉（维生素E或VE）、抗坏血酸（维生素C或VC）及其衍生物、茶多酚等无机脱氧剂：还原铁粉、亚铁盐、亚硫酸盐等营养强化剂补充必要的营养成分碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等3.几种常用食品添加剂安全使用食品添加剂4.食品添加剂使用的基本要求(1)不应对人体产生任何健康危害；(2)不应掩盖食品腐败变质；(3)不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷，或以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂；(4)不应降低食品本身的营养价值；(5)在达到预期效果的前提下尽可能降低在食品中的使用量。1．我国能以占世界7%的耕地养活占世界22%的人口，化肥与农药起到了举足轻重的作用。下列关于化肥和农药的使用叙述正确的是

(

)A．化肥和农药的滥用会破坏土壤结构，造成大气、地表水和地下水的污染，所以应该停止使用化肥和农药B．复合肥料是多种化肥的混合物，可大量施用以保持土壤肥力，保障农作物增产C．蜜蜂等传粉昆虫对农药很敏感，所以要避免在农作物花期喷洒农药D．像DDT这样杀虫效率高、对人体急性毒性低、易生产、价格低的农药应大量生产和使用解析：农业生产中应科学施肥，提高肥料利用效率，不能完全禁止使用化肥和农药，A项错误。复合肥料是指含有两种或两种以上营养元素的化肥，应合理施用，B项错误。在农作物花期喷洒农药会导致蜜蜂等传粉昆虫死亡，引起大量农作物减产，C项正确。DDT的化学性质非常稳定，在自然界难以降解，已被多个国家禁用，D项错误。答案：C

2．在现代食品工业中，食品添加剂的合理使用满足了人们对食品多样化的需求。下列食品添加剂与类别对应错误的是

(

)A．糖果中添加的苋菜红、柠檬黄、靛蓝等属于着色剂B．加工馒头、面包、饼干时添加的碳酸氢钠属于增味剂C．加工腊肉、香肠时添加的亚硝酸钠属于防腐剂D．食盐中添加的碘酸钾属于营养强化剂解析：糖果中添加的苋菜红、柠檬黄、靛蓝等属于着色剂，A项正确；加工馒头、面包、饼干时添加的碳酸氢钠属于膨松剂，B项错误；加工腊肉、香肠时添加的亚硝酸钠属于防腐剂，C项正确；食盐中添加的碘酸钾属于营养强化剂，D项正确。答案：B

3．碘是公认的“智力元素”，儿童缺碘会导致发育迟缓，成人缺碘会引起甲状腺肿大。因此我国强制推行食用加碘盐。下面是四位同学对食用加碘盐的有关认识，其中正确的是

(

)A．加碘盐就是“I2＋NaCl”B．加碘盐就是在NaCl中加入KIC．加碘盐是在NaCl中加入少量KIO3D．加碘盐就是纯KIO3解析：在食盐中加的含碘物质为KIO3，而不是I2或KI。答案：C

4．请将下列常见食品添加剂按照其主要功能进行分类(填序号)。①谷氨酸钠②碳酸氢钠③氯化镁④维生素

⑤苯甲酸钠

⑥硫酸亚铁⑦柠檬黄

⑧硫酸锌(1)着色剂________；(2)增味剂________；(3)膨松剂________；(4)凝固剂________；(5)防腐剂________；(6)营养强化剂________。答案：(1)⑦

(2)①

(3)②

(4)③

(5)⑤(6)④⑥⑧酸雨的形成及治理1．硫酸型酸雨及治理（1）形成原理：_________________________________________________________。（2）治理：可在煤中添加生石灰、熟石灰、石灰石，或氨水作为脱硫剂。反应如下：①生石灰：_______________________________________________________________。②熟石灰：_______________________________________________________________。③石灰石：_______________________________________________________________。④氨水：________________________________________________________________。酸雨的形成及治理2．硝酸型酸雨及治理（1）形成原理：（2）治理：工业尾气中的NOx一般用烧碱吸收，汽车尾气一般进行催化转化。①碱液吸收：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O②催化转化：2NO2＋4CON2＋4CO22NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===HNO3＋NO酸雨的治理①改革能源结构，采用无污染能源，如太阳能、风力、水力，或低污染能源，如天然气、沼气、酒精。②对燃料进行预处理，如燃料脱硫、煤的液化和气化，以减少燃烧时产生污染大气的物质。③改进燃烧装置和燃烧技术，如改革炉灶、采用沸腾炉燃烧等，以提高燃烧效率和降低有害气体排放量。④采用无污染或低污染的工业生产工艺，如不用或少用易引起污染的原料，采用闭路循环工艺等。六大环境问题及其危害环境问题主要污染物主要危害酸雨(雨水H<5.6)SO2及氮氧化物(NOx)土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等温室效应CO2、CH4造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小臭氧空洞氟氯代烃、氮氧化物(NOx)到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害六大环境问题及其危害环境问题主要污染物主要危害光化学烟雾碳氢化合物、氮氧化物(NOx)刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡白色污染难降解的废弃塑料在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；易被动物当成食物吞入，导致动物死亡；混入生活垃圾中难处理、难降解赤潮(海水中)和水华(淡水中)废水中含N、P等营养元素水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水质腐败变质、变臭，水生生物因缺氧而死亡1．“金山银山不如青水绿山”。下列做法与此不符的是

(

)A．将煤进行气化处理，既提高煤的综合利用率，又可减少酸雨的危害B．将废旧电池进行直接填埋，减少对环境的污染C．开发核能、太阳能、风能等新能源，减少对化石能源的依赖D．利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气解析：废旧电池中含有重金属离子，如果直接填埋，会对土壤、地下水造成污染，B项错误。答案：B

2.(2021·全国乙卷，1)我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是A.将重质油裂解为轻质油作为燃料B.大规模开采可燃冰作为新能源C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D.研发催化剂将CO2还原为甲醇√不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的可以减少二氧化碳的排放量3.(2021·河北，4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除SO2是无色气体NOx和CO等，无SO2氮的固定是指将游离态的氮转化为氮的化合物的过程，且植物不能直接吸收氮氧化物√绿色化学绿色化学3．绿色化学对化学反应的要求1．“液态阳光”是指由阳光、二氧化碳和水通过人工光合作用得到的绿色液态燃料，下列有关“液态阳光”的说法不正确的是

(

)A．CO2和H2O转化为“液态阳光”过程中释放能量B．煤气化得到的水煤气合成的甲醇不属于“液态阳光”C．“液态阳光”行动有利于可持续发展并应对气候变化D．“液态阳光”有望解决全球化石燃料不断枯竭的难题解析：根据题意可知，阳光、二氧化碳和水转化为“液态阳光”过程类似光合作用，需