2019-2020年高中化学 专题4 第2单元 化学是社会可持续发展的基础教案 苏教版必修2

第二单元化学是社会可持续发展的基础目标与素养：1.了解化学和其他学科之间的密切关系以及对工农业、国防、科技的巨大贡献。(科学态度与社会责任)2.认识人类活动包括化学药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。(科学态度与社会责任)一、现代科学技术的发展离不开化学1．化学与人类的密切关系(1)化学与人们的生活有着紧密的联系。(2)化学与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等新兴学科有紧密的联系。(3)化学合成和分离技术为其他技术的发明提供了不可或缺的物质基础。2．化学促进了现代科学技术的发展化学科学的发展将帮助人们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，开发高效的洁净能源。(1)解决工农业生产中的技术问题如：制作印刷电路板的反应原理为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。(2)创造和合成具有特定性能的材料如以石英砂为原料制备高纯硅的流程图为石英砂――→焦炭①粗硅――→氯气②四氯化硅――→氢气③纯硅写出图中的反应的化学方程式：①2C＋SiO2=====高温Si(粗)＋2CO↑；②Si(粗)＋2Cl2=====△SiCl4；③SiCl4＋2H2=====高温Si(纯)＋4HCl。微点拨：(1)化学合成和分离技术是人类生存所必需的，也为其余技术发明提供了不可或缺的物质基础。(2)化学科学的发展将帮助人们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，开发高效的洁净能源。二、解决环境问题需要化学科学1．环境问题生活垃圾与工业生产的废气、废渣、废液等给环境带来了严重危害。2．化学对环境保护的贡献(1)燃煤烟气的脱硫①石灰石­石膏法脱硫的反应原理：a．SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O；b．2CaSO3＋O2===2CaSO4。②氨水法脱硫的反应原理：a．SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3；b．SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3；c．2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。③通过烟气脱硫，可以消除燃煤烟气中的SO2，同时还得到副产品石膏和硫酸铵。(2)消除汽车尾气对环境的污染①发动机燃油排放的尾气成分：CO、NO、NO2、碳氢化合物、颗粒物。②消除尾气污染a．石油的脱硫处理；b．汽车尾气处理装置将有害气体转化为N2、CO2和水蒸气排出；c．使用新的无害的汽油添加剂；d．使用酒精、天然气代替部分或全部燃油；e．“零排放”的电动汽车用氢作汽车燃料，用燃料电池作动力，合成廉价的、可再生的储氢材料和能量转换材料。(3)回收二氧化碳化学家研究发现可利用二氧化碳制造全降解塑料。例如，用二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可生成一种可降解高聚物：，其合成反应为。3．绿色化学(1)要求：利用化学原理从源头上消除污染。(2)期望：在化学反应和化学工业过程中充分利用参与反应的原料。(3)结果：所有物质原料、中间产物都在内部循环、利用，实现零排放。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)光导纤维的主要成分是晶体硅。()(2)化学科学的发展有助于创造、合成具有特定性能的材料。()(3)燃煤时加入适量的石灰石，可缓解酸雨。()(4)回收二氧化碳有助于解决温室效应问题。()[提示](1)×(2)√(3)√(4)√2．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璃用于国家大剧院——材料问题C[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。]3．联合国气候变化框架公约《京都议定书》要求发达国家限制二氧化碳等温室气体排放量，以控制日趋严重的温室效应。(1)科学家采取“组合转化”技术，将CO2和H2以一定比例混合，在一定条件下反应，生成一种重要的化工原料乙烯和水，请写出该反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________。(2)为了减缓大气中CO2的含量，以下建议可行的是________。a．开发太阳能、水能、风能等新能源b．禁止使用煤、石油、天然气等矿物燃料c．大量植树造林，禁止乱砍滥伐[答案](1)2CO2＋6H2――→一定条件CH2===CH2＋4H2O(2)ac化学科学发展的贡献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①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。②制造芯片的半导体材料——晶体硅。制造原理：SiO2＋2C=====高温Si(粗硅)＋2CO↑，Si(粗硅)＋2Cl2=====△SiCl4，SiCl4＋2H2=====高温Si(高纯硅)＋4HCl。(2)天然橡胶与合成橡胶①天然橡胶的相对分子质量分布在10～180万之间，平均相对分子质量在70万左右。②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①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100nm，而通常情况下，不应超过10nm。②包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料。【典例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C[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。]1．化学与生活、社会密切相关。下列说法不正确的是()A．为了防止污染环境，废弃的塑料应焚烧处理B．误食重金属盐后，应采取的有效应急措施是喝大量的豆浆或牛奶C．为防止电池中的重金属元素污染土壤和水体，应积极开发废电池的综合利用技术D．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境A[废弃塑料在焚烧过程中会产生新的污染物，从而造成环境污染。]常见环境污染及其防治绿色化学1.常见环境污染与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、碱液吸收光化学烟雾汽车尾气、硝酸工业废气NOx、碳氢化合物消除尾气污染，使用清洁燃料温室效应煤、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大量生产和使用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(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＝期望产物的总质量反应物的总质量×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。【典例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D[CO2能导致温室效应，NO2能引起光化学烟雾，SO2能引起酸雨。]2．“绿色化学”要求从根本上消除污染，是一门能防止污染的科学。它包括“原料的绿色化”“化学反应的绿色化”“产物的绿色化”等内容。其中“化学反应的绿色化”要求反应物中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中。下列不符合“化学反应的绿色化”的是()A．消除硫酸厂尾气中的SO2：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3B．乙烯与溴水加成：C．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2OD．制聚乙烯：nCH2===CH2――――→一定条件CH2—CH2C[用Cu与浓H2SO4反应制CuSO4时，还会生成SO2，污染空气，不符合“化学反应的绿色化”。]1．十八大以来，习近平总书记在多个场合强调，“绿水青山就是金山银山”，对环境生态保护尤为重视，下列说法不符合绿色化学理念的是()A．开发高效氢能、太阳能等新型电动汽车，以解决城市机动车尾气排放问题B．利用有机垃圾发酵生产沼气做生活燃料C．将造纸废水通过高压水井压到地下，节约成本D．积极开发废旧电池的综合利用技术，解决电池中的重金属对土壤和水体的污染C[开发高效氢能、太阳能等新型电动汽车，可以减少污染性气体的排放，改善空气质量，A正确；利用有机垃圾生产沼气，可以减少对其他形式不可再生能源的使用，B正确；造纸的废水中含有有毒、有腐蚀性的物质，将造纸废水通过高压水井压到地下，会污染土壤和地下水，C不正确；电池中的重金属污染土壤和水源，应积极开发废旧电池的综合利用技术，D正确。]2．下列行为不符合绿色化学理念的是()A．研发洁净、高效的煤炭利用技术，保护生态环境B．推广CO2的再利用技术，将CO2合成有价值的化学品C．利用工业废水灌溉农作物，提高水资源的利用率D．提高风能、水能、太阳能等可再生清洁能源的使用比例C[C项，利用工业废水灌溉农作物，会破坏生态环境，污染土壤，污染农作物，危害人体健康，错误。]3．人们从自然界的石英砂中制取粗硅的反应是()A．SiO2＋2CO=====高温Si＋2CO2B．Si＋O2=====△SiO2C．SiO2＋2H2=====高温Si＋2H2OD．SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑D[焦炭和石英砂(主要成分为SiO2)在高温下反应可制得粗硅，D正确。]4．化学与生活密切相关。下列说法错误的是()A．PM2.5是指粒径不大于2.5μm的可吸入悬浮颗粒物B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料C[燃煤中加入CaO是为了除去煤燃烧生成的SO2，可减少酸雨的形成，但不能减少温室气体的排放。]5．飘尘是物质燃烧时产生的粒状漂浮物，颗粒很小(直径小于10－7m)，不易沉降(可漂浮数小时甚至数年)，它与空气中的SO2、O2接触时，SO2会部分转化为SO3，使空气酸度增加，形成酸雨。(1)飘尘所起的主要作用是________(填序号)。a．氧化作用b．还原作用c．吸附作用d．催化作用(2)由题意，试写出形成酸雨的两个化学方程式：_____________________________________________________，_____________________________________________________。(3)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气含有氮氧化物，全世界每年排放量约5×107kg，NO2溶于水生成________酸。(4)酸雨可导致下列哪种危害________。a．腐蚀建筑物b．导致树木枯萎c．