第六单元-化学与社会发展-知识点

第六单元化学与社会发展一、化学与能源开发1、能源的分类（1）按照能否再生分类：①可再生能源：可再生的、能持续利用的能源。（太阳能、水能、风能、地热能、潮汐能等）②不可再生能源：经过亿万年所形成的短期内无法恢复的能源。（煤、石油、天然气等）（2）按照能否从自然界直接获取分类：①一次能源：直接从自然界取得的能源。（太阳能、化石燃料、水能等）②二次能源：不能从自然界直接获取，通过将一次能源加工转换而得到的能源。（汽油、氢能等）2、氢能（1）氢气性质：无色、无味、难溶于水、密度比空气小（目前已知的通常状况下密度最小的气体），易燃、易爆。（2）氢能优点：①来源广：可由水制得。②热值高：比等质量的化石燃料放热多。③无污染：产物只有水（3）制取方法：①实验室制法：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑（消耗大量药品，不适合大量制取）②水电解制法：2H2O通电2H2↑+O2↑（消耗大量电能，成本太高）③理想制氢方法：用合适的光分解催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气。（正在研究）理想的氢能源循环体系意义：在光催化剂的作用下，通过水的分解实现由太阳能到化学能的转变；通过燃料电池内的化学反应实现由化学能向电能的转变。（4）面临问题：①制氢工艺难度大，没有廉价的方法。②易燃、易爆、难液化，贮存、运输不方便也不安全。3、化学电池（1）定义：将化学能直接转化为电能的装置。（干电池、锂电池、蓄电池、氢氧燃料电池等）（2）特点：体积小，电容量大，移动方便。（3）分类：按照能否充电后反复使用①一次电池（不可充电）：干电池②二次电池（可充电）：锂电池（手机、照相机）、蓄电池（电动车、汽车）（4）氢氧燃料电池普通燃料电池——以CO和CH4为燃料，产物不污染环境，但产生的CO2会加重温室效应。氢氧燃料电池——新型的绿色电池①将氢和氧的化学能转换成电能的装置。（电池中氢和氧通过电化学反应生成水，释放电能）②特点：a.反应过程不涉及燃烧。b.化学能转变为电能的转化率高。c.排气干净、噪音低、污染小。二、化学与材料研制材料无机材料金属材料纯金属合金无机非金属材料玻璃（普通玻璃→玻璃纤维、钢化玻璃、防弹玻璃）、陶瓷、水泥有机材料天然有机高分子材料天然纤维棉（棉花）、麻、丝（蚕丝）、毛（羊毛）天然橡胶合成有机高分子材料塑料有机玻璃合成纤维合成橡胶新材料复合材料钢筋混凝土、玻璃钢、搪瓷（反应釜）纳米材料导电塑料1、非金属材料（用途广泛）玻璃是一种硅酸盐材料，也称无机非金属材料。（1）玻璃制造的原料及原理：①原料：石英砂（主要成分：SiO2）、纯碱、石灰石——按一定质量比混合，在玻璃窑中高温烧制。②原理：CaCO3+SiO2＝CaSiO3+CO2↑、Na2CO3+SiO2＝Na2SiO3+CO2↑（混合物，无固定熔沸点）（2）特殊玻璃的制造：普通玻璃经过各种物理或化学方法加工处理，制成多种用途的特殊玻璃。①钢化玻璃——普通玻璃经高温骤然冷却形成②防弹玻璃——多层玻璃和某种胶片叠合形成③玻璃纤维——玻璃在熔融状态下抽丝形成[用特种光学玻璃拉制成的玻璃纤维（光导纤维）可用于光纤通讯]（3）其它常见硅酸盐材料①水泥：主要原料为黏土和石灰石——建筑材料②陶瓷：主要原料为黏土——生产、生活（砖、瓦，实验室中的坩埚、蒸发皿。家庭中的餐具等）（4）制取高纯硅（电脑、智能家电的核心部件——芯片）①SiO2+2C高温Si+2CO↑（1300℃~1400℃）②Si+3HCl250℃HSiO3+H2③HSiO3+H2高温Si+3HCl（900℃~1100℃）2、有机合成材料（来自石油）（1）合成有机高分子材料，又称合成材料。①由许多有机小分子连在一起，聚合成大分子而形成的，相对分子质量很大。例如：聚乙烯的形成：CH2=CH2+……+CH2=CH2→—CH2—CH2—……—CH2—CH2—简写：nCH2=CH2（乙烯——小分子有机物）→[—CH2—CH2—]n（聚乙烯——高分子有机物）②合成有机高分子材料是人们利用化学方法以石油产品为主要原料创造出来的。主要包括三类——塑料、合成纤维、合成橡胶（2）塑料①特点：质轻、易加工成型、不导电、不传热、抗腐蚀性强等②种类：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、有机玻璃、电木塑料③分类：热固性塑料（网状结构的高分子材料）受热不熔化热塑性塑料（链状结构的高分子材料）受热熔化，冷却后变为固体，再受热又可熔化可反复加工成型PE塑料：柔软、耐水、无毒；适宜包装食物。PVC、PS塑料：燃烧或受热分解时，产生对人体有害的成分；不宜包装食物，尤其热的熟食。（3）白色污染——指塑料废弃物给环境带来的污染。与颜色没有直接关系①原因：塑料在自然界中很难降解a.长期堆积——污染土壤、地下水，危害海洋生物生存。b.焚烧含氯塑料——产生有毒气体，造成空气污染。②防治：a.减少使用不必要的塑料制品。b.重复使用某些塑料制品。c.使用新型、可降解塑料制品。d.回收各种废弃塑料。3、复合材料（性能优良）（1）概念：由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法复合在一起制成的新材料。（2）特点：强度高、质量小、耐高温、耐腐蚀——在综合性能上超过了单一材料集中了组成材料的优点，具有综合性能更优异的特点。（3）常见复合材料：钢筋混凝土（钢筋+混凝土）、玻璃钢（塑料+玻璃纤维）4、材料鉴别主要成分点燃灼烧举例动物纤维蛋白质烧焦羽毛的气味羊毛植物纤维糖类中的纤维素无异味（或烧纸的气味）且成灰棉花合成纤维石油产品加工而成加热易熔化结球，有刺激性气味尼龙PE塑料燃烧时不冒烟，无臭味PVC塑料不易燃烧，燃烧时冒烟，有臭味区别举例天然纤维自然生成的秸秆、棉、麻等合成纤维人为加工的涤纶、锦纶等三、化学与农业生产1、化肥（1）农作物生产需要的营养元素：①一部分来自空气、水、土壤。②一部分靠化学肥料。（2）化肥的种类及作用常用肥料主要作用性质氮肥硫酸铵[(NH4)2SO4]能使作物的茎、叶生长茂盛、叶色浓绿，还能提高产量①铵盐与碱反应，放出氨气：(NH4)2SO4+Ca(OH)2＝CaSO4+2H2O+2NH3↑②碳酸氢氨受热分解：NH4HCO3△H2O+CO2↑+NH3↑硝酸铵[NH4NO3]碳酸氢铵[NH4HCO3]氨水[NH3·H2O]尿素[CO(NH2)2]磷肥磷矿粉[Ca3(PO4)2]能促进作物生长，促进根系发达，增强抗寒抗旱能力，使作物早熟，穗粒增多，谷粒饱满难溶于水，可以缓慢溶于酸钙镁磷肥[主要成分Ca和Mg的磷酸盐]难溶于水，较磷矿粉易溶于酸性溶液过磷酸钙[主要成分磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2和CaSO4]能溶于水重过磷酸钙[Ca(H2PO4)2]能溶于水，肥效高于过磷酸钙钾肥硫酸钾[K2SO4]能促使作物生长健壮，茎秆粗壮，增强抗病虫害和抗倒伏能力，促进糖分和淀粉的生成白色晶体，易溶于水氯化钾[KCl]碳酸钾[K2CO3]复合肥磷酸二氢铵[NH4H2PO4]结合了多种营养元素的作用磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]硝酸钾[KNO3]磷酸二氢钾[KH2PO4]（3）铵盐的性质①与碱反应，生成有刺激性气味的氨气、水和相应的盐。2NH4NO3+Ca(OH)2＝Ca(NO3)2+2H2O+2NH3↑（盐+碱——复分解反应）②某些铵盐热稳定性差，加热易分解。NH4HCO3△H2O+CO2↑+NH3↑（4）铵态氮肥（NH4+）的检验试剂：NaOH溶液（或熟石灰）、湿润的红色石蕊试纸方法：①取适量待测化肥加入试管中，加入适量水配成溶液，再加入适量NaOH溶液，并加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若红色石蕊试纸变蓝，说明待测化肥为铵态氮肥。②取适量待测固体放在研钵中，加入适量熟石灰，研磨，若能闻到有刺激性气味的气体生成，说明待测化肥为铵态氮肥。（5）常见化肥的鉴别：一看二溶三烧四加碱氮肥钾肥磷肥看外观白色晶体灰白色粉状加水全部溶于水大多不溶于水或部分溶于水加熟石灰，研磨放出有刺激性气味的气体（铵态氮肥）无具有刺激性气味的气体放出灼烧可燃烧，熔化起泡或冒烟不燃烧，跳动或有爆裂声（6）化肥使用的注意事项①选取用量少，污染小的化肥。②铵盐不能与碱性物质混合使用，以免降低肥效。③磷肥要与农家肥混合使用。（单独使用，碱性土壤中不易吸收，酸性土壤中容易流失，与农家肥一起使用能增大磷肥溶解性，更易被吸收，还能减少磷肥与土壤的接触，既保护了土壤又能减少磷的流失。）④草木灰（主要：K2CO3）水溶液呈碱性，不能淋雨，不能与铵盐混合使用，防治降低肥效。⑤硫酸铵、硫酸钾不宜长期大量使用，以免增加土壤酸性。2、农药（1）常见农药：杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂等（2）农药的两面性：①杀灭害虫。②污染环境，危害人体健康。（3）农药研发方向：①合理使用农药。②研制新型高效、低毒、低残留的农药。（4）波尔多液：①配制：质量比——CuSO4：CaO：H2O=1:1:100②性质：天蓝色、悬浊液③用途：杀菌防病，是一种杀菌剂④杀菌原理：Cu2+能破坏病原体细胞膜，从而影响其生物活性。⑤存放：不能用铁制或铝制容器盛放波尔多液。Fe或Al能将CuSO4中的Cu2+置换出来，降低药效。（5）农药使用的注意事项①对症下药，适时用药。②以最少量的农药获得最高的防治效果。③延缓或防止抗药性的产生，从而减少农药对作物和环境的污染四、化学与环境保护1、水污染防治措施和常用方法（1）防治措施：①对不同水质的水资源进行分类管理。②加强水质监测。③禁止污水的任意排放。④加强技术水平的提升，力争实现无污染生产。（2）常用方法：①工、农业废水集中处理，达标排放。②禁止生产和使用含磷洗衣粉。③化学方法处理废水：中和法——处理酸性（或碱性）废水，调节废水pH。氧化法——利用氧化剂除去水中有毒物质。2、空气污染（1）空气污染物来源空气污染物主要来源二氧化硫（SO2）煤、石油等化石燃料的燃烧，生产硫酸的工厂排放的废气等一氧化碳（CO）化石燃料等不完全燃烧氮的氧化物（NO、NO2）机动车辆等尾气的排放可吸入颗粒物地面扬尘、燃煤排放的粉尘等（2）酸雨酸雨的主要成分是硫酸和硝酸。（成因：SO2、NO2、NO等有害气体的增多）正常于水因溶有CO2而显弱酸性，pH≈5.6，只有pH＜5.6的雨水才是酸雨。①酸雨加速金属制品的锈蚀：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑②酸雨腐蚀建筑及文物古迹：CaCO3+H2SO4＝CaSO4+H2O+CO2↑