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1、第一单元化学是认识和创造物质的科学 专题4化学科学与人类文明 内容索引 新知导学 新知探究点点落实 达标检测 当堂检测巩固反馈 新知导学 1 化学科学理论建立与发展 1 19世纪 化学科学建立了以 和 为中心内容的经典 1869年门捷列夫发现了 的提出 奠定了化学反应的基础 合成 彻底动摇了 生命力论 使有机化学得到迅猛发展 2 20世纪 化学家提出了理论和分子的螺旋结构模型 为DNA分子双螺旋结构模型的提出奠定了基础 人们借助 显微镜 实现了对原子或分子的操纵 道尔顿原子论 分子结构 一 化学是打开物质世界的钥匙 原子价键 理论 原子分子论 元素周期 律 质量作用定律 动力学 尿素的 人工
2、鲍林 氢键 蛋白质 扫描隧道 2 阿伦尼乌斯酸碱理论 电解质电离时产生的阳离子全是的化合物是酸 电解质电离时产生的阴离子全是的化合物是碱 2 人类对酸碱认识的发展 1 认识发展过程 氢离子 氢氧根离子 3 酸碱质子理论 凡能的物质都是酸 凡能 的物质都是碱 若某物质既能又能 可称为酸碱两性物质 给出质子 H 接受质 子 给出质子 接受质子 金属利用时间与金属活动性的关系 金属活动性 人类开发 利用该金属的时间就越晚 金属活动性 人类开发 利用该金属的时间就越早 3 常见金属的冶炼 1 常见金属大规模开发 利用的大致年限 越强 越弱 2 金属冶炼的原理和实质 金属冶炼的原理 利用反应的原理 在一
3、定条件下 用 剂或者加热 电解方法把金属还原为金属 金属冶炼的实质 金属离子金属单质 即Mn ne M 氧化还原 还原 化合物 单质 3 金属的冶炼方法 Fe CuSO4 FeSO4 Cu 4 金属冶炼的一般步骤 利用氧化还原反应原理 在一定条件下 用还原剂把矿石中的金属离子还原为金属单质 富集 冶炼 精炼 除去杂质 提高矿石中有用成分的含量 采用一定的方法 提纯金属 1 冶炼方法的总规律金属活动性顺序表中 金属的位置越靠后 越容易被还原 用一般的法就能使金属还原 活动性居中或不太活泼的用法 金属的位置越靠前 越难被还原 往往采用法使金属从矿石中还原出来 热分解 热还原 电解 金属单质还原性
4、失电子能力依次 金属阳离子氧化性 得电子能力依次 2 金属活动性与冶炼方法的关系 减弱 增强 1 化学真正成为一门科学并较快发展 始于A 舍勒发现氧气B 质量守恒定律的发现C 原子分子论的问世D 中国湿法冶金术的推广 答案 解析 解析原子分子论的建立才使人们对物质变化有了本质的认识 2 冶炼金属常用以下几种方法 以C CO或H2作还原剂还原 利用比较活泼金属Na Mg等还原 利用铝热反应原理还原 电解法 热分解法下列金属各采用哪种方法还原最佳 1 Fe Zn Cu等中等活泼金属 2 Na Mg Al等活泼或较活泼金属 3 Hg Ag等不活泼金属 4 V Cr Mn W等高熔点金属 5 K Rb
5、 Cs Ti等金属通常的还原方法是 答案 解析 易错提醒 解析选择的方法应以节约原料和降低成本为标准 同时有较高的产率 并易分离 根据每种金属的特点应选择最佳方案 其中 5 K Rb Cs Ti等利用的原理比较特别 不是用活泼金属置换不活泼金属 而是平衡的原理 如Na KClNaCl K 抽离钾蒸气此反应得以继续进行 而Ti是用Na来置换的 4Na TiCl44NaCl Ti或用Mg来置换 2Mg TiCl42MgCl2 Ti 易错提醒 易错提醒 1 金属冶炼方法并不是唯一的 如铜的冶炼方法有湿法 火法 并不一定是热还原法 2 金属冶炼方法的选择 还应该注意金属元素在自然界中的存在形式 1 电
6、解技术的应用提高了食盐的利用价值 Na Cl Na Cl H OH H2O 二 化学是人类创造新物质的工具 Cl 失去电子被氧化 放出氯气 2Cl 2e Cl2 Cl 失去电子被氧化 放出氯气 2Cl 2e Cl2 Na 结合电子被还原 析出金属钠 Na e Na 由水电离出的H 结合电子被还原 放出氢气 阴极附近OH 浓度增大 2H 2e H2 Na Cl2 NaOH H2 Cl2 2Na 2Cl 2Na Cl2 2Cl 2H2O H2 Cl2 2OH 2 化学在粮食增产方面的巨大作用 1 合成氨技术的改进1909年哈伯发明了合成氨技术 使世界粮食产量增长近一倍 合成氨的原理为 2 研制杀虫
7、剂1944年后DDT被广泛用作杀虫剂 有效地控制了虫害 增加了粮食的产量 但对环境危害大 已经被禁止使用 目前人们正在研制 且能被的农药 施用氮肥 N2 3H22NH3 高效 低残 毒 生物降解 3 光合作用原理的探索植物的是地球上规模最大的化学反应 效率非常高 若人们能弄清楚光合作用的原理 就可以使粮食生产出现重大变化 光合作用 3 新药物的合成 1 阿司匹林的合成1899年 科学家用化学方法合成了阿司匹林 其结构简式为 2 1929年 弗莱明发现了一种蓝绿色霉菌叫 它能产生一种抑制和杀死金黄色葡萄球菌的物质叫 青霉菌 青霉素 化学对人类的重要性 1 人类不仅要不断开发利用自然资源 还要制造
8、 合成有特定性能的新物质 而化学则是人类创造新物质的工具 2 化学科学发展在化学合成技术上所取得的巨大成就 使化学科研工作人工合成或从自然界分离出了更多的物质 以满足人类的需要 这是化学对人类文明的重大贡献之一 3 20世纪化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高做出了巨大贡献 下列各组物质全部由化学合成得到的是A 玻璃纤维素青霉素B 尿素食盐聚乙烯C 涤纶洗衣粉阿司匹林D 石英橡胶磷化铟 解析A项中的纤维素是天然有机高分子化合物 B项中食盐的制备是物理过程 D项中的石英是自然界中存在的 不是由化学合成得到的 答案 解析 4 下列化工生产原理错误的是 可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金
9、属钠 可以将钠加入到氯化镁饱和溶液中制取镁 用电解法冶炼铝时 原料是氯化铝 炼铁高炉中所发生的反应都是放热的 故无需加热A B C D 答案 解析 知识拓展 解析钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应 故不能将镁置换出来 电解法冶炼铝所用的原料为氧化铝 炼铁高炉中所发生的反应CO2 C2CO属于吸热反应 学习小结 化学是认识和创造物质的科学 化学科学的重要基本理论 对酸碱概念的认识和发展 金属的冶炼和使用的研究 电解技术 合成技术的应用 达标检测 1 要使3 2g氧化铁完全被还原 事先应准备的CO在标准状况下的体积为A 1344mLB 672mLC 大于1344mLD 小于672mL 解析根据Fe2
10、O3 3CO2Fe 3CO2计算出所需CO体积的理论值为1344mL 而实验开始时 需先通入CO排尽玻璃管中的空气 实验结束时 停止加热后 还需继续通入CO至试管冷却 以防还原出来的铁被氧化 另外 还应考虑到通入的CO不可能全部参加反应 故应大于1344mL 1 2 3 4 5 答案 解析 解析C项 应转移8mole 2 氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼 下列说法不正确的是A 电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中 钠离子被还原 氯离子被氧化B 湿法炼铜与火法炼铜的反应中 铜元素都发生还原反应C 用磁铁矿炼铁的反应中 1molFe3O4被CO还原成Fe 转移9mole D 铝热法还原铁的反应中 放出
11、的热量能使铁熔化 1 2 3 4 5 答案 解析 3 下列说法不正确的是A 有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂B 用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠C 可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D 回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 解析铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属 如2Al Fe2O32Fe Al2O3 金属钠是用电解熔融的NaCl的方法制取 铝是活泼金属 很难用还原剂把它还原出来 回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 1 2 3 4 5 答案 解析 4 根据酸碱质子理论 下列说法正确的是A 由于水是中性的 它既不是酸 又不是碱B NaHCO3可以被看成酸碱两性物质 与
12、NaHCO3相同 NaHSO4也可以被看成酸碱两性物质C NaHSO3溶液显酸性 用酸碱质子理论来衡量 它只能被看成酸D 不但酸和碱可以用酸碱质子理论来分析 即使是盐和水也可以用酸碱质子理论来分析 1 2 3 4 5 答案 解析 1 2 3 4 5 解析水既可给出质子变为OH 又可结合质子变为H3O 故可以看成是酸碱两性物质 故A错误 酸碱质子理论既适用于酸 碱 又适用于盐和水 故D正确 2 简要说明不符合工业实际的原因 5 1 下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是 解析C项中MgO的熔点很高 因而电解熔融态的MgO需要消耗很多的能量 现实工业生产中冶炼镁用电解熔融态的MgCl2 1 2 3 4 5 答案 解析 MgO熔点高 电解耗能大 实际工业生产中采用电解熔融态的MgCl2冶炼镁
