2019-2020年高中化學(xué) 4.2《化學(xué)是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)》學(xué)案 蘇教版必修2.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 4.2《化學(xué)是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)》學(xué)案 蘇教版必修2 【我思我學(xué)】 想一想： 各種電子器件中都有印刷電路板，你知道它是怎么制造出來的嗎？ 試一試： ①從石英砂中提取高純硅 在高溫條件下用焦炭還原石英砂制得粗硅方程式為 。 用氯氣氧化粗硅中的硅制得純的四氯化硅方程式為 。 用氫氣還原四氯化硅制得純的硅方程式為 。 ②環(huán)境污染 環(huán)境污染主要分為 、 和 。 含 、 較多的水叫做硬水。水的硬度高對(duì)生活和生產(chǎn)都有危害，硬水軟化的實(shí)質(zhì)就是 ，硬水軟化的方法有 等。 議一議： 如何消除汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染，你有什么好的想法和建議嗎？ 查一查： ①你知道有關(guān)超導(dǎo)合金、形狀記憶合金、合成橡膠、納米材料、導(dǎo)電塑料等材料的組成、應(yīng)用和合成等知識(shí)嗎？ ②二氧化硫氣體對(duì)環(huán)境的破壞表現(xiàn)在哪些方面?人們采取了哪些措施？ 【同步導(dǎo)學(xué)】 一、評(píng)價(jià)要點(diǎn) 1.化學(xué)與人的生活及其他學(xué)科的關(guān)系 人類生活離不開化學(xué)，比如說人類生活所離不開的四大要素：“衣”－多數(shù)為化學(xué)纖維的衣料；“食”－食品加工離不開化學(xué)；“住”－人類的住所、生活用品少不了化學(xué)；“行”－交通工具離不開化學(xué)。 化學(xué)與現(xiàn)代大多的新興學(xué)科有緊密聯(lián)系，如 等學(xué)科。 2.化學(xué)發(fā)展促進(jìn)了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展 化學(xué)科學(xué)的發(fā)展，能幫助人們解決工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的許多技術(shù)問題，提供具有特定性能的材料，開發(fā)潔凈高能燃料，化學(xué)的發(fā)展有望解決以下問題： ⑴實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)等工業(yè)化，在工廠中生產(chǎn)糧食和蛋白質(zhì)。 ⑵海水淡化，解決水資源緊缺問題。 ⑶生產(chǎn)高效.廉價(jià)的太陽能轉(zhuǎn)化的光電材料，提高太陽能的利用率。 3.化學(xué)材料的發(fā)展和科技發(fā)展 ⑴納米技術(shù)的發(fā)展 ⑵高分子合成材料的發(fā)展 合成高分子材料 天然高分子材料 高分子材料 無機(jī)金屬材料 ⑶化學(xué)材料組成和分類 無機(jī)材料 無機(jī)非金屬材料 新型無機(jī)非金屬材料 4. 消除二氧化硫?qū)Νh(huán)境的污染 二氧化硫是一種無色，有刺激性氣味、有毒的氣體。二氧化硫常常和大氣中的飄塵結(jié)合在一起，進(jìn)入人和動(dòng)物的肺部，或在高空中與水蒸氣結(jié)合成酸性降雨，對(duì)人和其它動(dòng)植物造成傷害。解決二氧化硫?qū)Νh(huán)境污染的根本措施是不排放或少排放二氧化硫,重要措施是開發(fā)、利用清潔能源，改善能源結(jié)構(gòu)，改進(jìn)燃煤技術(shù)，回收煤中的硫元素。 回收廢氣中的二氧化硫有很多方法，其中有氨水吸收法、亞硫酸鈉吸收法、石灰漿吸收法等。 5. 消除汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放的尾氣中有一氧化碳，一氧化氮、二氧化氮、碳?xì)浠衔铩⒖晌腩w粒物。為了消除汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染，化學(xué)家進(jìn)行了一系列的研究： (1)石油煉制中進(jìn)行脫硫處理； (2)發(fā)明了汽車尾氣處理裝置，使尾氣中的有害成分在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為氮?dú)?、二氧化碳和水蒸汽排出? (3)用新的無害的汽油添加劑代替能產(chǎn)生污染的四乙基鉛抗震劑； (4)使用酒精、天然氣部分或全部代替燃油； (5)用氫作汽車燃料、用燃料電池作動(dòng)力，合成廉價(jià)、可再生的儲(chǔ)氫材料和能量轉(zhuǎn)換材料，使汽車全部成為“零排放”的電動(dòng)汽車。 6. 回收二氧化碳 ⑴CO2對(duì)環(huán)境的影響：排放日益增多，使地球表面的溫室效應(yīng)加劇，致使全球氣候變暖。 ⑵將CO2固定為全降解塑料 7. 綠色化學(xué) 綠色化學(xué)的內(nèi)涵：①減量 ②重復(fù)使用 ③回收 ④再生 ⑤拒用 綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。 二、方法指引 1. 聯(lián)系生產(chǎn)、生活和高新科技中常見的物質(zhì)和現(xiàn)象，使抽象的物質(zhì)直觀化、具體化，從而降低學(xué)習(xí)的難度，也使更多的書本知識(shí)變?yōu)閷?shí)用性知識(shí)。 2. 化學(xué)的發(fā)展，帶來了不可避免的負(fù)面影響，如溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧、酸雨、臭氧空洞等污染,學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意討論,設(shè)計(jì)出消除一系列負(fù)面影響的最佳方案及應(yīng)采取的措施。 3. 注意將化學(xué)信息（含實(shí)際物質(zhì)、實(shí)際現(xiàn)象、數(shù)據(jù)和各種信息、提示、暗示），按題設(shè)情境抽象歸納、邏輯的統(tǒng)攝成規(guī)律，并能運(yùn)用此規(guī)律（收斂和發(fā)散）的創(chuàng)造能力。 三、典型例題 例1：化學(xué)不僅在書本中，還在生活中。比如廚房里常用小蘇打或蘇打粉去除砧板上的魚腥味，而殘留的小蘇打或蘇打粉可用下列哪種物品除去 ( ) A．陳醋 B．食鹽 C．味精 D．花生油 解析：陳醋中含有CH3COOH,其酸性比H2CO3強(qiáng)，能與小蘇打、蘇打反應(yīng)以除去其異味： NaHCO3＋CH3COOH == CH3COONa＋CO2 ＋H2O Na2CO3＋2CH3COOH == 2 CH3COONa＋CO2 ＋H2O 答案為A 例2：下列全球性和區(qū)域性的環(huán)境問題主要是因?yàn)橄虼髿庵羞^量排放二氧化碳和甲烷造成的是 A．氣候變暖（溫室效應(yīng)）B．臭氧層破壞（臭氧空洞）C．酸雨 D．赤潮和水華 解析：二氧化碳和甲烷會(huì)引起溫室效應(yīng)，臭氧層空洞主要是氟利昂引起的，酸雨是SO2和氮氧化物引起的，赤潮和水華主要是含磷物的過度排放引起的。答案為A 例3：下列物質(zhì)中，作為燃料時(shí)對(duì)空氣沒有污染的是 A．天然氣 B．氫氣 C．汽油 D．煤 解析：天然氣主要成分是甲烷，汽油主要成分為烷烴，燃燒時(shí)均生成水和二氧化碳，煤燃燒時(shí)能生成SO2，對(duì)空氣都有一定程度的污染，而氫氣的燃燒產(chǎn)物是水，沒有污染。答案為B 例4：Na2SO3可以治理工業(yè)SO2尾氣污染，這是一種治理SO2尾氣污染比較新穎的方法。具體操作是：①將含有SO2氣體的工廠尾氣通入到Na2SO3溶液中，使其吸收含有尾氣中的SO2氣體；②將富集有SO2氣體的溶液加熱，即可使其中的SO2氣體逸出，這些SO2氣體可以應(yīng)用于制取H2SO4。該方法中Na2SO3可以循環(huán)使用，符合綠色化學(xué)的基本原則。 （1）寫出①、②兩步的化學(xué)方程式 ① ；② 。 （2）今有10m3的0.1mol/L的Na2SO3溶液，每次吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下的含有SO2氣體的尾氣89.6m3后，即達(dá)到了飽和狀態(tài)。試求該工廠產(chǎn)生的尾氣中SO2氣體的體積分?jǐn)?shù)是多少。 解析：（1）①Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3 ②2NaHSO3 Na2SO3＋SO2↑＋H2O （2）設(shè)每次吸收的SO2的物質(zhì)的量為x Na2SO3 ＋ SO2＋ H2O ＝ 2NaHSO3 1 1 0.1mol/L10103L x 所以，x＝0.1mol/L10103L＝1000mol ，故該工廠產(chǎn)生的尾氣中SO2氣體的體積分?jǐn)?shù)是(1000mol22.4L/mol)/89.6103L100％＝25％ 【隨堂檢學(xué)】 １. 下列現(xiàn)象或新技術(shù)應(yīng)用中，不涉及膠體性質(zhì)的是 （ ） A．明礬溶液中加入氫氧化鈉溶液會(huì)有沉淀生成 B．使用微波手術(shù)刀進(jìn)行外科手術(shù)，可使開刀處的血液迅速凝固而減少失血 C． 清晨，在茂密的樹林中，常常可以看到枝葉間透過的一道道光柱 D．腎功能衰竭等疾病引起的血液中毒，可利用血液透析進(jìn)行治療 2. 糖類、脂肪和蛋白質(zhì)是人體生命活動(dòng)所必需的三大營養(yǎng)物質(zhì)。以下敘述中正確的是（ ） A．植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色 B．淀粉水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖 C．葡萄糖能發(fā)生水解反應(yīng)和氧化反應(yīng) D．蛋白質(zhì)溶液遇硫酸銅后產(chǎn)生的沉淀能重新溶解 3. 20世紀(jì)90年代初，國際上提出“預(yù)防污染”這一概念，綠色化學(xué)是“預(yù)防污染”的基本手段，下列各項(xiàng)中屬于綠色化學(xué)的是 （ ） A．處理廢棄物 B．治理污染點(diǎn) C．減少有毒物排放 D．杜絕污染源 4. 下列材料的使用容易導(dǎo)致“白色污染”的是 （ ） A．白色聚乙烯塑料袋 B．棉布袋 C．紅色聚氯乙烯塑料袋 D．紙箱紙盒 5. 綠色化學(xué)提倡化工生產(chǎn)應(yīng)提高原子利用率。原子利用率表示目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。在下列氮肥的制備反應(yīng)中，原子利用率最高的是 （ ）A．NH3＋H2O＋CO2=NH4HCO3 C．8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl D．NH3＋HCl = NH4Cl 6. 汽車排放的尾氣中因含有氮氧化物，而污染大氣，造成產(chǎn)生氮氧化物的主要原因是 （ ） A.燃燒含氮化合物燃料引起的 B.燃燒含鉛汽油引起的 C.是由于燃燒不充分引起的 D.是在汽缸中N2被氧化生成的 7. 常見的污染物分為一次污染物和二次污染物。二次污染物是排入環(huán)境中的一次污染物在物理化學(xué)因素或微生物作用下，發(fā)生變化所生成的新污染物。如反應(yīng)：2NO+O2=2NO2中，二氧化氮為二次污染物。下列三種氣體：①二氧化硫②二氧化氮③氯氣，其中能生成二次污染物的是 A．只有①② B．只有②③ C．只有①③ D．全部都是 8. 碳?xì)浠衔锸且环N大氣污染物，下列現(xiàn)象的產(chǎn)生和碳?xì)浠衔镉嘘P(guān)的是 （ ） A．臭氧空洞 B．光化學(xué)煙霧 C．酸雨 D．火山爆發(fā)第28屆國際地質(zhì)大會(huì)提供的資料顯示， 海底蘊(yùn)藏著大量的天然氣水合物，俗稱“可 燃冰”，1體積“可燃冰”可貯藏100～200體積的天然氣。“可燃冰”是一種晶體，晶體中平均每46個(gè)H2O分子構(gòu)建成8個(gè)籠，每個(gè)籠內(nèi)可容納1個(gè)CH4分子或1個(gè)游離的H2O分子。若晶體中每8個(gè)籠有6個(gè)容納了CH4分子，另外2個(gè)籠被游離的H2O分子填充，請(qǐng)根據(jù)上述信息解答9－10題。 9. 下列有關(guān)“可燃冰”的敘述中不正確的是 （ ） A．“可燃冰”也可能成為人類未來的重要能源 B．“可燃冰”是一種比較潔凈的能源 C．“可燃冰”為水可能變成油提供了有利的證據(jù) D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷 10. “可燃冰”的平均組成可用下列的化學(xué)式表示 （ ） A．3CH4H2O B．CH43H2O C．CH46H2O D．CH48H2O 11. 對(duì)工業(yè)“三廢”的處理如果不當(dāng)，則會(huì)嚴(yán)重的污染周圍環(huán)境。工業(yè)“三廢”指的是 、 和 ?；瘜W(xué)在工業(yè)“三廢”治理方面發(fā)揮了重要的作用，若對(duì)工業(yè)“三廢”的處理得當(dāng)，可起到 和 的雙重作用，如用石灰乳處理氯堿工業(yè)中的廢氣，則既可以減少 （填氣體的化學(xué)式）氣體對(duì)環(huán)境的污染，又可以得到漂白粉（有效成分是 ） 12. 某家用小汽車使用的汽油燃料的主要成分可看作是２，２，４－三甲基戊烷，其內(nèi)燃機(jī)每個(gè)汽缸每一次行程的氣體中含有1.410－4mol該燃料和1.310－2mol空氣。燃料燃燒時(shí)有10%的碳生成一氧化碳，其余生成二氧化碳。又知，空氣中按照體積分?jǐn)?shù)計(jì)算，氧氣為21%，氮?dú)鉃?9%，求燃料燃燒后即將排放出的氣體中一氧化碳和二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)。 【活學(xué)活用】 1. 某氣體在近地面空氣中濃度稍大時(shí)是一種污染物，而在高空卻對(duì)人類有保護(hù)作用，該氣體是 （ ） A．NO B．O3 C．CO D．氯氟烴 2. 嗎丁啉是一種常見的胃藥，其有效成分的結(jié)構(gòu)簡式可用下圖表示。關(guān)于該物質(zhì)的下列說法不正確的是 （ ） A．該物質(zhì)的分子式為C22H25ClN5O2 B．該物質(zhì)具有堿性，能與酸反應(yīng) C．該物質(zhì)不能發(fā)生水解反應(yīng) D．該物質(zhì)能發(fā)生取代反應(yīng)和加成反應(yīng) 3. 以下命題，違背化學(xué)變化規(guī)律的是 （ ） A．石墨制成金剛石 B．煤加氫變成人造石油 C．水變成汽油 D．銅鋅熔合后變成黃金 4. 保護(hù)環(huán)境是每一個(gè)公民的責(zé)任。下列做法：①推廣使用無磷洗滌劑，②城市生活垃圾分類處理，③推廣使用一次性木質(zhì)筷子，④推廣使用清潔能源，⑤過量使用化肥、農(nóng)藥，⑥推廣使用無氟冰箱。其中有利于保護(hù)環(huán)境的是 （ ） A．①②④⑤ B．②③④⑥ C．①②④⑥ D．③④⑤⑥ 5. 2004年4月22日是第35個(gè)“世界地球日”，我國確定的主題是“善待地球——科學(xué)發(fā)展”。下列行為中不符合這一主題的是 （ ） A．采用“綠色化學(xué)”工藝，使原料盡可能轉(zhuǎn)化為所需要的物質(zhì) B．大量開采地下水，以滿足社會(huì)對(duì)水的需求 C．減少直至不使用對(duì)大氣臭氧層起破壞作用的氟氯烴 D．節(jié)約能源，提高能源利用率 6. “廚房化學(xué)”是指利用家庭生活用品來進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而對(duì)化學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)和探究的活動(dòng)。下列實(shí)驗(yàn)?zāi)茉凇皬N房化學(xué)”中完成的是 （ ） A.二氧化碳?xì)怏w不能支持蠟燭燃燒 B.檢驗(yàn)食鹽中是否含碘元素 C.檢驗(yàn)自來水中是否含有Cl- D.檢驗(yàn)雞蛋殼可否溶于酸 7. 上海環(huán)保部門為了使城市生活垃圾得到合理利用，近年來逐步實(shí)施了生活垃圾分類投放的辦法。其中塑料袋、廢紙、舊橡膠制品等屬于 （ ） A．無機(jī)物 B．有機(jī)物 C．鹽類 D．非金屬單質(zhì) 8. 科學(xué)家致力于二氧化碳的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究，把過多的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有益于人類的物質(zhì)。如將CO2和H2以1︰4的比例混合，通入反應(yīng)器。在適當(dāng)?shù)臈l件下反應(yīng)，可獲得一種重要的能源。請(qǐng)完成以下化學(xué)方程式： CO2＋4H2→（ ）＋2H2O 若將CO2與H2混合，在一定條件下以1︰3的比例發(fā)生反應(yīng)，生成某種重要的化工原料和水。該化工原料可能是 （ ） A．烷烴 B．烯烴 C．炔烴 D．芳香烴 9. 世界上每年銅的產(chǎn)量是八百萬噸（8106t），銅的主要來源之一是由輝銅礦（主要成分是Cu2S），工業(yè)上由輝銅礦生產(chǎn)銅的反應(yīng)是：Cu2S＋O2 2Cu＋SO2 如果完全采用這種方法生產(chǎn)這八百萬噸銅，則每年需要消耗的Cu2S為多少噸？由此產(chǎn)生的二氧化硫在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積是多少升？ 10. 石油化工是江蘇省的支柱產(chǎn)業(yè)之一。聚氯乙烯是用途十分廣泛的石油化工產(chǎn)品，某化工廠曾利用下列工藝生產(chǎn)聚氯乙烯的單體氯乙烯： CH2=CH2+Cl2 →CH2Cl—CH2Cl…………………① CH2Cl—CH2Cl→CH2=CHCl+HCl………………② 請(qǐng)回答以下問題： （1）已知反應(yīng)①中二氯乙烷的產(chǎn)率(產(chǎn)率= 100%)為98%，反應(yīng)②中氯乙烯和氯化氫的產(chǎn)率均為95%，則2.8t乙烯可制得氯乙烯 t，同時(shí)得到副產(chǎn)物氯化氫 t。(計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)) （2）為充分利用副產(chǎn)物氯化氫，該工廠后來將下列反應(yīng)運(yùn)用于生產(chǎn)： 2CH2=CH2+4HCl+O2→2 CH2Cl—CH2Cl+2H2O………—③ 由反應(yīng)①、③獲得二氯乙烷，再將二氯乙烷通過反應(yīng)②得到氯乙烯和副產(chǎn)物氯化氫，副產(chǎn)物氯化氫供反應(yīng)③使用，形成了新的工藝。由于副反應(yīng)的存在，生產(chǎn)中投入的乙烯全部被消耗時(shí)，反應(yīng)①、③中二氯乙烷的產(chǎn)率依次為a%、c%；二氯乙烷全部被消耗時(shí)，反應(yīng)②中氯化氫的產(chǎn)率為b%。試計(jì)算：反應(yīng)①、③中乙烯的投料比為多少時(shí)，新工藝既不需要購進(jìn)氯化氫為原料，又沒有副產(chǎn)物氯化氫剩余(假設(shè)在發(fā)生的副反應(yīng)中既不生成氯化氫，也不消耗氯化氫)。 參考答案 【隨堂檢學(xué)】 1．A 2．B 3．D 4．AC 5．AD 6．D 7．D 8．B 9．C 10．D 11．廢氣；廢水（液）；廢渣；減少環(huán)境污染；資源回收利用；Cl2；Ca(ClO)2 12.解析：本題中汽油燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式是： ２C8H18+17O2 16CO+18H2O ２C8H18+25O2 16CO2+18H2O 由于1.410－425/2＜1.310－221%，故氧氣過量 反應(yīng)后n(H2O)=91.410－4mol=1.2610－3mol n(CO)=0.1１.410－4mol8=1.1210－4mol n(CO2)=0.9１.410－4mol8=1.008１０-3mol n(N2)=1.310－2mol79%=1.02710－2mol，即為10.2710－3mol n(O2)=1.310－2mol21%-(0.117/2+0.925/2)1.410－4mol=1.0410－3mol n(總)= 1.2610－3mol＋1.1210－4mol＋1.00810－3mol＋10.2710－3mol＋1.0410－3mol＝13.710－3mol CO的體積分?jǐn)?shù)為｛（1.1210－4mol）/(13.710－3mol)｝100%=0.82% CO2的體積分?jǐn)?shù)為｛（1.00810－3mol）/(13.710－3mol)｝100%=7.4% 【活學(xué)活用】 1．B 2．A、C 3．C、D 4．C 5．B 6．D 7．B 8．B 9．解：8106t銅的物質(zhì)的量是：8106106g/64gmol-1＝1.251011mol。 由反應(yīng)方程式中Cu2S、SO2與Cu的物質(zhì)的量關(guān)系可知： 該反應(yīng)中Cu2S和SO2的物質(zhì)的量分別是1.251011mol/2。 因此，需要Cu2S的質(zhì)量是：（1.251011mol/2）160gmol—1＝11013g＝1107t； 標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生SO2的體積是：（1.251011mol/2）22.4Lmol—1＝1.41012L 10． (1)5.8； 3.4 (2)設(shè)投入反應(yīng)①、③的乙烯物質(zhì)的量分別為x、y，則： 由反應(yīng)①生成的二氯乙烷為xa%， 由反應(yīng)③生成的二氯乙烷為yc%， 則由反應(yīng)①、③共制得二氯乙烷的物質(zhì)的量為(x?a%+y?c%)，通過反應(yīng)②可獲得HCl的物質(zhì)的量為(x?a%+y?c%)b%。 據(jù)題意，反應(yīng)③消耗的HCl為2?y?c%，則2?y?c％=(x?a%+y?c%)?b% 解得：= 反應(yīng)①、③中乙烯的投料比應(yīng)為。 解得：= 反應(yīng)①、③中乙烯的投料比應(yīng)為。