《精修版化学苏教必修2讲义：专题4 化学科学与人类文明 第2单元》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精修版化学苏教必修2讲义：专题4 化学科学与人类文明 第2单元（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 精品资料第二单元化学是社会可持续发展的基础学习目标核心素养建构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。知 识 梳 理一、现代科学技术的发展离不开化学1化学与科学技术发展的联系(1)化学不仅与人们的生活有非常密切的联系，与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等新兴学科也有紧密的联系；化学与这些学科的交叉和渗透，还产生了许多交叉学科。(2)人类在20世纪发明了信息技术、生物技术、核科学和核武器技术、航空航天与导弹技术、激光技术、纳米技术、化学合成和分离技术
2、，其中化学合成和分离技术是人类生存所必需的，也是其他六大技术的基础。(3)化学科学的发展将帮助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，开发高效洁净能源。(4)纳米技术、分子设计技术的发展，使分子晶体管、分子芯片、分子导线、分子计算机等化学器件得到广泛应用。2化学科学发展的贡献(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。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。高温下，将粗硅与Cl2反应。将SiCl4多次蒸馏提纯后，在高温下用H2还原。答案S
3、iO22CSi(粗硅)2COSi2Cl2SiCl4(液态)SiCl42H2Si(高纯硅)4HCl(2)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”。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。答案比较Cu2、Fe3、Fe2氧化性的强弱。答案氧化性Fe3Cu2Fe2。【自主思考】120世纪人类发明了哪些技术？ 提示信息技术、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、化学合成和分离技术。2FeCl3溶液腐蚀铜箔后的腐蚀液会失效，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
4、现上述变化的是_。提示二、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、
5、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，反应的化学方程式为【自主思考】3SO2气体对环境的破坏表现在哪些方面？人们采取了哪些措施？提示破坏：形成酸雨，使土壤酸化，腐蚀古
6、建筑，使植物枯死，庄稼减产，鱼虾死亡等。措施：对石油进行脱硫处理，在含硫的煤等燃料中加入生石灰，开发新能源，减少化石燃料的利用等。4安装汽车尾气处理装置可以将尾气中的有害气体在催化剂条件下转化成无害气体，写出反应的化学方程式。提示2CO2NO2CO2N2,4CO2NO24CO2N2。5如果大气中氮的氧化物含量增加，会造成哪些危害？提示可造成硝酸型酸雨，臭氧层空洞，光化学烟雾等。效 果 自 测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
7、璃用于国家大剧院材料问题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。答案C2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解析解题时要抓住“蓝天工程”为改善空气质量这一关键。D项中，增加化石燃料的供应量，只能加剧环境污染，不利于“
8、蓝天工程”的建设，D项错误。本题意在考查学生对环保知识的认知程度。答案D探究一、化学科学发展的贡献【合作交流】1举例说明哪些技术需要高新材料的开发？提示激光、航空、航天、导弹和纳米等技术。【点拨提升】1化学科学的发展对人类的三大贡献(1)解决工农业生产中的技术问题；(2)创造、合成具有特定性能的材料；(3)开发高效的洁净能源。2化学科学对技术贡献的实例分析(1)信息技术的发展铺设光纤通讯线路的材料光导纤维。光导纤维又称光学纤维，是能传导光信号的纤维材料，主要成分SiO2。制造芯片的半导体材料晶体硅。制造原理：SiO22CSi(粗硅)2CO，Si(粗硅)2Cl2SiCl4，SiCl42H2Si(
9、高纯硅)4HCl。(2)天然橡胶与合成橡胶天然橡胶的相对分子质量分布在10180万之间，平均相对分子质量在70万左右。以石油产品为主要原料，应用化学反应合成性能类似于甚至超过天然橡胶的一类有机高分子化合物叫做合成橡胶。(3)纳米材料指用晶粒尺寸为纳米级的微小颗粒制成的各种材料，其纳米颗粒的大小不应超过100 nm，而通常情况下，不应超过10 nm。包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料。【典题例证1】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
10、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 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。 答案C【学以致用1】我国可再生能源法倡导碳资源的高效转化及循环利用(如图所示)。下列做法与上述理念相违背的是()A大力发展煤的气化及液化技术B加快石油等化石燃料的开采和使用C以CO2为原料生产可降解塑料D将秸秆进行加工转化为乙
11、醇燃料解析煤的气化和液化是通过化学变化将煤转化为气体和液体燃料的先进洁净煤技术，可以减少污染物的排放，A项正确；石油等化石燃料为不可再生能源，加快化石燃料的开采和使用，会破坏环境，加重环境污染，B项错误；可降解塑料不会造成“白色污染”，C项正确；将秸秆转化为乙醇燃料，可以减少PM2.5的产生，D项正确。答案B探究二、常见环境污染物及其防治【合作交流】2常见的空气污染物有哪些？提示SO2、CO、NO、NO2、颗粒物。3常见的水污染物有哪些？提示氮、磷等营养元素，废弃物的分解等。4绿色化学的“要求”和“期望”分别是什么？提示要求：利用化学原理从源头上消除污染。期望：化学反应或过程涉及的物质都在内部
12、循环、利用，实现零排放。【点拨提升】1常见环境污染及防治环境污染污染源污染物防治措施酸雨煤、石油等化石燃料的燃烧，汽车尾气等SO2、NOx开发利用新能源；化石燃料脱硫或固硫，废气用氨水、碱液吸收温室效应煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧CO2等温室气体减少化石燃料的使用；开发利用新能源；植树造林臭氧层空洞使用含氟氯烃的冰箱、空调等氟氯烃限制或停止氟氯烃的使用赤潮含一定量氮和磷等植物营养物质的生活污水、工业废水氮、磷等营养物质工业、生活污水处理后再排放，限制使用含磷洗涤剂白色污染难以降解塑料的排放废弃塑料减少使用和加强回收，使废塑料再利用、再循环，研制开发易降解塑料2.绿色化学(1)绿色化学示意图
13、(2)原子经济原子经济要求反应物的原子全部转变成期望的最终产物，原子利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。原子利用率100%(3)原子利用率为100%的反应类型有化合反应、加成反应和加聚反应。【典题例证2】下列有关环境问题的说法正确的是( )A燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的含量B臭氧的体积分数超过104%的空气有利于人体健康CpH在5.67.0之间的降水通常称为酸雨D含磷合成洗涤剂易被细菌分解，故不会导致水体污染解析燃煤中加入石灰石的作用是“固硫”，最终使硫元素以硫酸盐的形式存在，减少了SO2对空气的污染，A正确；空气中臭氧的体积分数超过104%时，就会对人体
14、、动植物造成危害，B错误；pH小于5.6的降水才称为酸雨，通常的降雨也是呈酸性的，因为空气中的CO2会溶于水使雨水呈酸性，C错误；过量的磷和氮进入水中，会造成水体的富营养化，导致有害藻类“疯长”，迅速覆盖在水面上，造成“水华”或“赤潮”，D错误。答案A【学以致用2】非金属元素的一些氧化物会导致环境污染，以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是()选项氧化物环境问题主要来源ACO2酸雨化石燃料的燃烧BSO2光化学烟雾汽车尾气的排放CNO2温室效应工厂废气的排放DCOCO中毒汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧解析CO2能导致温室效应，NO2能引起光化学烟雾，SO2能引起酸雨。答案D1“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。答案A2人们从自然界的石英沙中制取粗硅的反应是( )ASiO22CO
