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1、第二单元第二单元化学是社会可持续发展的基础化学是社会可持续发展的基础一、现代科学技术的发展离不开化学一、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化学与科学技术发展的联系(1)化化学学不不仅仅与与人人们们的的生生活活有有非非常常密密切切的的联联系系，与与信信息息、_、_、_、_、地地球球、空空间间和和核核科科学学等等新新兴兴学学科科也也有有紧紧密密的的联联系系；化化学学与与这这些些学学科科的的交交叉叉和和渗渗透，还产生了许多交叉学科。透，还产生了许多交叉学科。知知 识识 梳梳 理理生命生命 材料材料 环境环境 能源能源 (2)人人类类在在20世世纪纪发发明明了了信信息息技技术术、生
2、生物物技技术术、核核科科学学和和核核武武器器技技术术、航航空空航航天天与与导导弹弹技技术术、激激光光技技术术、纳纳米米技技术术、化化学学合合成成和和分分离离技技术术，其其中中_技技术术是是人人类类生生存存所所必必需需的的，也是其他六大技术的基础。也是其他六大技术的基础。(3)化化学学科科学学的的发发展展将将帮帮助助解解决决工工农农业业生生产产中中的的许许多多技技术术问问题题，提供所需要的具有提供所需要的具有_的材料，开发的材料，开发_能源。能源。(4)_、_的的发发展展，使使分分子子晶晶体体管管、分分子子芯片、分子导线、分子计算机等化学器件得到广泛应用。芯片、分子导线、分子计算机等化学器件得到
3、广泛应用。化学合成和分离化学合成和分离 特定性能特定性能 高效洁净高效洁净 纳米技术纳米技术 分子设计技术分子设计技术 2化学科学发展的贡献化学科学发展的贡献(1)许多多高高新新技技术产品品的的元元件件中中，需需要要用用到到超超高高纯度度的的硅硅芯芯片片。而而自自然然界界中中没没有有单质硅硅，只只有有化化合合态的的硅硅。工工业上上提提取高取高纯硅的方法如下，写出各步反硅的方法如下，写出各步反应的化学方程式。的化学方程式。用用焦焦炭炭在在电炉炉中中还原原石石英英砂砂(主主要要成成分分为SiO2)得得到到含含少少量量杂质的粗硅。的粗硅。(2)印印刷刷电电路路板板是是由由塑塑料料和和铜铜箔箔复复合合
4、而而成成的的，刻刻制制印印刷刷电电路路时时要要用用FeCl3溶液作为溶液作为“ “腐蚀液腐蚀液” ”。写写出出FeCl3溶溶液液腐腐蚀蚀铜铜箔箔的的化化学学方方程程式式，标标出出电电子子转转移移的的方方向和数目。向和数目。比比较Cu2、Fe3、Fe2氧化性的氧化性的强强弱。弱。氧化性氧化性Fe3Cu2Fe2【自主思考自主思考】120世纪人类发明了哪些技术？世纪人类发明了哪些技术？ 提提示示信信息息技技术术、生生物物技技术术、核核科科学学和和核核武武器器技技术术、航航空空航航天天和和导导弹弹技技术术、激激光光技技术术、纳纳米米技技术术、化化学学合合成成和和分分离离技术。技术。2FeCl3溶溶液液
5、腐腐蚀蚀铜铜箔箔后后的的腐腐蚀蚀液液会会失失效效，但但还还可可以以回回收收利利用用，其中有一步需要将其中有一步需要将Fe2转化为转化为Fe3，下列试剂，下列试剂氯气氯气铁铁 铜铜稀硫酸中能实现上述变化的是稀硫酸中能实现上述变化的是_。提示提示二、解决环境问题需要化学科学二、解决环境问题需要化学科学1随随着着工工业业的的迅迅速速发发展展和和化化石石燃燃料料的的大大量量使使用用，产产生生的的SO2可可造造成成酸酸雨雨，还还能能导导致致人人类类患患呼呼吸吸疾疾病病，为为了了减减少少SO2的的排排放放，可可在在化化石石燃燃料料燃燃烧烧前前首首先先进进行行除除硫硫，或或在在化化石石燃燃料料燃燃烧烧时时进
6、行固硫。燃煤烟气的脱硫常见方法有：进行固硫。燃煤烟气的脱硫常见方法有：(1)石石灰灰石石石石膏膏法法：燃燃煤煤烟烟气气中中的的SO2被被_吸吸收收，生生成成的的CaSO3在在空空气气中中加加热热被被氧氧化化为为_，得得到到副副产产品石膏品石膏(CaSO42H2O)。(2)氨氨 水水 法法 ： 燃燃 煤煤 烟烟 气气 中中 的的 SO2被被 氨氨 水水 吸吸 收收 ， 生生 成成_或或_，在在空空气气中中加加热热使使其其氧氧化化，最最后后得到副产品得到副产品_。氢氧化钙氢氧化钙 硫酸钙硫酸钙 (NH4)2SO3 NH4HSO3 (NH4)2SO4 2消除汽车尾气对环境的污染消除汽车尾气对环境的污
7、染(1)汽汽车车尾尾气气中中的的_及及_、_造成了严重的空气污染。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在石油炼制过程中进行石油_处理；处理；安装汽车安装汽车_处理装置；处理装置；使使用用新新的的_代代替替产产生生污污染染的的四四乙乙基基铅铅抗震剂；抗震剂；使用使用_作燃料代替部分或全部燃油。作燃料代替部分或全部燃油。用用氢氢作作汽汽车车燃燃料料，用用燃燃料料电电池池作作动动力力，使使汽汽车车成成为为“零零排放排放”的的_。CO、NO、NO2 碳氢化合物碳氢化合物 颗粒物颗粒物 脱硫脱硫 尾气尾气 无害的汽油添加剂无
8、害的汽油添加剂 酒精、天然气酒精、天然气 电动汽车电动汽车 3回收二氧化碳回收二氧化碳(1)CO2排排放放日日益益增增多多，_加加剧剧，致致使使全全球球气气候候变变暖暖。为为减减少少CO2的的影影响响，可可对对其其进进行行回回收收，将将其其制制造造成成_。(2)二二氧氧化化碳碳和和环环氧氧丙丙烷烷在在催催化化剂剂作作用用下下可可生生成成可可降降解解高高聚聚物，反应的化学方程式为物，反应的化学方程式为温室效应温室效应 全降解塑料全降解塑料 【自主思考自主思考】3SO2气气体体对对环环境境的的破破坏坏表表现现在在哪哪些些方方面面？人人们们采采取取了了哪哪些些措措施？施？提提示示破破坏坏：形形成成酸
9、酸雨雨，使使土土壤壤酸酸化化，腐腐蚀蚀古古建建筑筑，使使植植物枯死，庄稼减产，鱼虾死亡等。物枯死，庄稼减产，鱼虾死亡等。措措施施：对对石石油油进进行行脱脱硫硫处处理理，在在含含硫硫的的煤煤等等燃燃料料中中加加入入生生石灰，开发新能源，减少化石燃料的利用等。石灰，开发新能源，减少化石燃料的利用等。4安安装装汽汽车车尾尾气气处处理理装装置置可可以以将将尾尾气气中中的的有有害害气气体体在在催催化化剂剂条件下转化成无害气体，写出反应的化学方程式。条件下转化成无害气体，写出反应的化学方程式。5如果大气中氮的氧化物含量增加，会造成哪些危害？如果大气中氮的氧化物含量增加，会造成哪些危害？提示提示可造成硝酸型
10、酸雨，臭氧层空洞，光化学烟雾等。可造成硝酸型酸雨，臭氧层空洞，光化学烟雾等。1下下列列化化学学新新技技术术与与其其试试图图解解决决的的问问题题的的连连线线不不正正确确的的是是( )A某某沿沿海海城城市市技技术术开开发发公公司司研研制制的的海海水水淡淡化化膜膜资资源源问问题题B某洗衣机厂研制不用洗衣粉的洗衣机某洗衣机厂研制不用洗衣粉的洗衣机污染问题污染问题C研制应用于计算机领域的导电塑料研制应用于计算机领域的导电塑料能源问题能源问题D中科院研制的纳米玻璃用于国家大剧院中科院研制的纳米玻璃用于国家大剧院材料问题材料问题效效 果果 自自 测测解解析析海海水水淡淡化化膜膜的的研研制制可可以以解解决决淡
11、淡水水资资源源的的缺缺乏乏问问题题；洗洗衣衣粉粉中中的的一一些些元元素素会会对对水水资资源源造造成成污污染染，研研制制不不用用洗洗衣衣粉粉的的洗洗衣衣机机，可可以以减减少少洗洗衣衣粉粉对对水水质质的的污污染染；研研制制导导电电塑塑料料、纳纳米米玻玻璃璃都属于材料领域问题。都属于材料领域问题。答案答案C2.化化学学与与生生活活、生生产产、环环境境等等密密切切相相关关。下下列列说说法法错错误误的的是是()A.煤的液化、石油的裂化和油脂的皂化都属于化学煤的液化、石油的裂化和油脂的皂化都属于化学变化化B.糖、油脂和蛋白糖、油脂和蛋白质都是人体生命活都是人体生命活动所需的基本所需的基本营养物养物质C.静
12、静电除除尘、燃燃煤煤固固硫硫和和汽汽车尾尾气气催催化化净化化都都有有利利于于改改善善空空气气质量量D.将秸将秸秆秆就地充分燃就地充分燃烧，可避免秸，可避免秸秆秆腐腐烂造成造成环境境污染染解解析析A项项，煤煤的的液液化化是是指指将将煤煤与与H2在在催催化化剂剂作作用用下下转转化化为为液液体体燃燃料料或或利利用用煤煤产产生生的的H2和和CO通通过过化化学学合合成成产产生生液液体体燃燃料料或或其其他他液液体体化化工工产产品品的的过过程程；石石油油的的裂裂化化就就是是在在一一定定的的条条件件下下，将将相相对对分分子子质质量量较较大大、沸沸点点较较高高的的烃烃断断裂裂为为相相对对分分子子质质量量较较小小
13、、沸沸点点较较低低的的烃烃的的过过程程；油油脂脂的的皂皂化化是是油油脂脂在在碱碱性性条条件件下下的的水水解解，故故A项项正正确确。C项项，这这三三者者都都减减轻轻了了大大气气污污染染，有有利利于于改改善善空空气气质质量量，C项项正正确确；D项项，秸秸杆杆燃燃烧烧产产生生的的大大量量烟烟尘尘增增加加了了空空气中的可吸入颗粒物，故气中的可吸入颗粒物，故D项错误。项错误。答案答案D【合作交流合作交流】1举例说明哪些技术需要高新材料的开发？举例说明哪些技术需要高新材料的开发？提示提示激光、航空、航天、导弹和纳米等技术。激光、航空、航天、导弹和纳米等技术。探究一、化学科学发展的贡献探究一、化学科学发展的
14、贡献【点拨提升点拨提升】1化学科学的发展对人类的三大贡献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；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；创造、合成具有特定性能的材料；(3)开发高效的洁净能源。开发高效的洁净能源。2化学科学对技术贡献的实例分析化学科学对技术贡献的实例分析(1)信息技术的发展信息技术的发展铺设光纤通讯线路的材料铺设光纤通讯线路的材料光导纤维。光导纤维。光光导导纤纤维维又又称称光光学学纤纤维维，是是能能传传导导光光信信号号的的纤纤维维材材料料，主主要成分要成分SiO2。以以石石油油产产品品为为主主要要原原料料，应应用用化化学学反反应应
15、合合成成性性能能类类似似于于甚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。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)纳米材料纳米材料指指用用晶晶粒粒尺尺寸寸为为纳纳米米级级的的微微小小颗颗粒粒制制成成的的各各种种材材料料，其其纳纳米米颗颗粒粒的的大大小小不不应应超超过过100 nm，而而通通常常情情况况下下，不不应应超超过过10 nm。包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料。包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料。【典典题题例例证证1】化化学学与与材材料料、能能源源、环环境境等等密密切切联联系系。下下列列说法不正确的是说法不正确的是()A.研研发光光电
16、转换材材料料，充充分分利利用用太太阳阳能能，有有利利于于缓解解能能源源危危机机B.包装材料聚包装材料聚氯乙乙烯属于属于烃，会造成，会造成环境境污染染C.可用石灰可用石灰对煤燃煤燃烧形成的烟气脱硫，并回收石膏形成的烟气脱硫，并回收石膏D.研研发高高效效生生物物生生长调节剂，减减少少对化化肥肥的的使使用用，有有利利于于缓解水土解水土污染染答案答案B【学学以以致致用用1】我我国国可可再再生生能能源源法法倡倡导导碳碳资资源源的的高高效效转转化化及及循循环环利利用用(如如图图所所示示)。下下列列做做法法与与上上述述理理念念相相违违背背的的是是()A大力发展煤的气化及液化技术大力发展煤的气化及液化技术B加
17、快石油等化石燃料的开采和使用加快石油等化石燃料的开采和使用C以以CO2为原料生产可降解塑料为原料生产可降解塑料D将秸秆进行加工转化为乙醇燃料将秸秆进行加工转化为乙醇燃料解解析析煤煤的的气气化化和和液液化化是是通通过过化化学学变变化化将将煤煤转转化化为为气气体体和和液液体体燃燃料料的的先先进进洁洁净净煤煤技技术术，可可以以减减少少污污染染物物的的排排放放，A项项正正确确；石石油油等等化化石石燃燃料料为为不不可可再再生生能能源源，加加快快化化石石燃燃料料的的开开采采和和使使用用，会会破破坏坏环环境境，加加重重环环境境污污染染，B项项错错误误；可可降降解解塑塑料料不不会会造造成成“白白色色污污染染”
18、，C项项正正确确；将将秸秸秆秆转转化化为为乙乙醇醇燃燃料料，可可以以减减少少PM2.5的产生，的产生，D项正确。项正确。答案答案B【合作交流合作交流】2常见的空气污染物有哪些？常见的空气污染物有哪些？提示提示SO2、CO、NO、NO2、颗粒物。、颗粒物。3常见的水污染物有哪些？常见的水污染物有哪些？提示提示氮、磷等营养元素，废弃物的分解等。氮、磷等营养元素，废弃物的分解等。4绿色化学的绿色化学的“要求要求”和和“期望期望”分别是什么？分别是什么？提示提示要求：利用化学原理从源头上消除污染。要求：利用化学原理从源头上消除污染。期期望望：化化学学反反应应或或过过程程涉涉及及的的物物质质都都在在内内
19、部部循循环环、利利用用，实现零排放。实现零排放。探究二、常见环境污染物及其防治探究二、常见环境污染物及其防治【点拨提升点拨提升】1常见环境污染及防治常见环境污染及防治环境境污染染污染源染源污染物染物防治措施防治措施酸雨酸雨煤、石油等化石煤、石油等化石燃料的燃燃料的燃烧，汽，汽车尾气等尾气等SO2、NOx开开发利用新能源；利用新能源；化石燃料脱硫或固化石燃料脱硫或固硫，硫，废气用氨水、气用氨水、碱液吸收碱液吸收温室效温室效应煤、石油、天然煤、石油、天然气等化石燃料的气等化石燃料的燃燃烧CO2等温室等温室气体气体减少化石燃料的使减少化石燃料的使用；开用；开发利用新能利用新能源；植源；植树造林造林环
20、境境污染染污染源染源污染物染物防治措施防治措施臭氧臭氧层空洞空洞使用含氟使用含氟氯烃的冰箱、空的冰箱、空调等等氟氟氯烃 限制或停止氟限制或停止氟氯烃的使用的使用赤潮赤潮含一定量氮和含一定量氮和磷等植物磷等植物营养养物物质的生活的生活污水、工水、工业废水水氮、磷氮、磷等等营养养物物质工工业、生活、生活污水水处理后再理后再排放，限制使用含磷洗排放，限制使用含磷洗涤剂白色白色污染染难以降解塑料以降解塑料的排放的排放废弃塑弃塑料料减少使用和加减少使用和加强强回收，使回收，使废塑料再利用、再循塑料再利用、再循环，研制开研制开发易降解塑料易降解塑料2绿色化学绿色化学(1)绿色化学示意图绿色化学示意图【典题
21、例证典题例证2】下列有关环境问题的说法正确的是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，可减少废气中燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的含量的含量B臭氧的体积分数超过臭氧的体积分数超过104%的空气有利于人体健康的空气有利于人体健康CpH在在5.67.0之间的降水通常称为酸雨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含磷合成洗涤剂易被细菌分解，故不会导致水体污染解解析析燃燃煤煤中中加加入入石石灰灰石石的的作作用用是是“固固硫硫”，最最终终使使硫硫元元素素以以硫硫酸酸盐盐的的形形式式存存在在，减减少少了了SO2对对空空气气的的污污染染，A正正确
22、确；空空气气中中臭臭氧氧的的体体积积分分数数超超过过104%时时，就就会会对对人人体体、动动植植物物造造成成危危害害，B错错误误；pH小小于于5.6的的降降水水才才称称为为酸酸雨雨，通通常常的的降降雨雨也也是是呈呈酸酸性性的的，因因为为空空气气中中的的CO2会会溶溶于于水水使使雨雨水水呈呈酸酸性性，C错错误误；过过量量的的磷磷和和氮氮进进入入水水中中，会会造造成成水水体体的的富富营营养养化化，导导致致有有害害藻藻类类“疯疯长长”，迅迅速速覆覆盖盖在在水水面面上上，造造成成“水水华华”或或“赤赤潮潮”，D错误。错误。答案答案A【学学以以致致用用2】非非金金属属元元素素的的一一些些氧氧化化物物会会导导致致环环境境污污染染，以以下下非非金金属属氧氧化化物物与与其其引引起起的的环环境境问问题题及及主主要要来来源源对对应应正正确的是确的是()解解析析CO2能能导导致致温温室室效效应应，NO2能能引引起起光光化化学学烟烟雾雾，SO2能引起酸雨。能引起酸雨。答案答案D选项氧化物氧化物环境境问题主要来源主要来源ACO2酸雨酸雨化石燃料的燃化石燃料的燃烧BSO2光化学烟光化学烟雾汽汽车尾气的排放尾气的排放CNO2温室效温室效应工厂工厂废气的排放气的排放DCOCO中毒中毒汽汽车尾气和化石燃料的不完尾气和化石燃料的不完全燃全燃烧
