学年高一化学苏教版必修二教学案专题4 第二单元 化学是社会可持续发展的基础 Word版含答案.docx
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学年高一化学苏教版必修二教学案专题4第二单元化学是社会可持续发展的基础Word版含答案
1.当今世界的三大环境问题是什么?
提示:
温室效应、臭氧空洞和酸雨。
2.二氧化硫是酸性氧化物,能与碱发生反应,你能写出SO2与过量Ca(OH)2、氨水反应的化学方程式吗?
提示:
SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
SO2+2NH3·H2O===(NH4)2SO3+H2O
3.造成温室效应的主要气体是什么?
造成酸雨的污染性气体是什么?
提示:
CO2;SO2及氮的氧化物
[新知探究]
探究1 工业上,人们用石英砂和焦炭在高温下反应制取粗硅,制备过程中为什么要隔绝空气?
提示:
因为高温下焦炭能与空气中的O2发生反应。
探究2 光导纤维的主要成分是什么?
它能耐酸、碱腐蚀吗?
提示:
SiO2;SiO2能与碱发生反应,故不能耐碱腐蚀。
探究3 FeCl3溶液为什么能腐蚀铜箔?
写出反应的化学方程式并指明氧化剂和还原剂。
提示:
Fe3+具有氧化性,能将Cu氧化成Cu2+,反应的化学方程式为2FeCl3+Cu===CuCl2+2FeCl2,氧化剂是FeCl3,还原剂是Cu。
[必记结论]
1.化学与人类的密切关系
(1)化学与人们的生活有着密切的联系。
(2)化学与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间科学和核科学等新兴学科密切联系。
(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。
3.化学科学的发展对人类贡献的具体实例
(1)印刷线路板的制作原理:
Si(粗硅)+2Cl2
SiCl4,
SiCl4+2H2
Si(高纯硅)+4HCl。
(3)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。
(4)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。
[成功体验]
1.下列说法不正确的是( )
A.利用单晶硅制造芯片
B.光导纤维主要成分是SiO2
C.硅可作半导体材料
D.石英钟表使用晶体硅
解析:
选D 硅可作半导体材料,可制计算机芯片,SiO2可制光导纤维,也可制石英钟表。
2.20世纪的七大技术发明中,对其他六大技术发明起推动和决定作用的是( )
A.信息技术
B.航空航天和导弹技术
C.化学合成和分离技术
D.生物技术
解析:
选C 化学合成和分离技术为信息、生物、核科学和核武器、航空航天和导弹、激光、纳米等技术的发明提供了物质基础。
[新知探究]
探究1 燃煤烟气脱硫的方法有多种,其中石灰石—石膏法和氨水法是最常用的两种方法,对燃煤进行烟气脱硫有哪些优点?
提示:
消除大气中的污染物SO2,同时得到有用的副产品石膏和硫酸铵。
探究2 汽车燃油排放的尾气有哪些污染物?
为消除污染,在汽车排气管安装尾气处理装置,能将有毒的CO和NO转化成无毒的气体,你能写出该反应的化学方程式吗?
提示:
CO、NO、NO2、碳氢化合物、颗粒物等。
2CO+2NO
N2+2CO2
探究3 有机物A是甲基丙烯酸甲酯
、合成有机物A有以下两种途径:
比较上述两种途径,你认为哪种途径的方法更符合绿色化学的要求?
并评价每种途径的优缺点。
提示:
途径二更符合绿色化学的要求。
途径一中使用了剧毒的HCN会污染环境,且原子利用率不到100%;途径二中原子利用率达100%,但也使用到了有毒的CO,也会对环境造成不利影响。
[必记结论]
1.环境问题
生活垃圾及工业“三废”:
废气、废液、废渣等给环境带来严重的危害。
2.化学对环境保护的贡献
(1)燃煤烟气的脱硫:
①石灰石——石膏法脱硫的原理(写出化学方程式):
SO2
CaSO3
CaSO4,
a.SO2+Ca(OH)2===CaSO3+H2O,
b.2CaSO3+O2===2CaSO4。
②氨水法脱硫的原理:
a.SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3,
b.SO2+NH3+H2O===NH4HSO3,
c.2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。
③燃煤烟气脱硫优点:
a.消除大气污染物SO2;
b.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原料上:
a.进行石油的脱硫处理;
b.用新的无害的汽油添加剂代替含铅汽油添加剂;
c.使用酒精或天然气代替部分或全部燃油;
d.使用“零排放”以氢为燃料的电动汽车。
②尾气中:
(3)回收二氧化碳:
用CO2和环氧丙烷制造可降解高聚物:
3.绿色化学
[成功体验]
3.用短线将下列环境污染与成因连接起来。
(1)酸雨 A.NOx
(2)光化学烟雾B.SO2
(3)臭氧空洞C.氟氯烃
(4)温室效应D.碳氢化合物
(5)水华E.CO2
(6)白色污染F.塑料制品
G.水中N、P含量过高
解析:
酸雨与NOx、SO2有关;光化学烟雾与NOx、碳氢化合物有关;臭氧空洞与NOx、氟氯烃有关;温室效应与CO2有关;水中N、P含量过高会引起水华;难降解塑料制品属于白色污染.
答案:
(1)—A、B
(2)—A、D (3)—A、C (4)—E (5)—G (6)—F
4.近年来,我国许多城市禁止使用含铅汽油,其主要原因是( )
A.提高汽油燃烧效率
B.降低汽油成本
C.避免铅污染大气
D.铅资源短缺
解析:
选C 含铅汽油会造成大气污染而禁止使用。
———————————————[关键语句小结]————————————————
1.四个重要化学反应:
(1)制印刷线路板:
2FeCl3+Cu===CuCl2+2FeCl2;
(2)粗硅的制取:
SiO2+2C
Si+2CO;
(3)石灰石—石膏法脱硫:
SO2+Ca(OH)2===CaSO3+H2O,2CaSO3+O2===2CaSO4。
2.六种常见的环境污染及成因:
(1)温室效应:
CO2;
(2)酸雨:
SO2、NOx;(3)臭氧空洞:
NOx、氟氯烃;(4)光化学烟雾:
NOx、碳氢化合物;(5)赤潮(或水华):
含N、P的废水;(6)白色污染:
废弃塑料。
常见环境问题的形成和防治
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
石油、天然气等化石燃料的使用,汽车尾气
NOx、碳氢化合物
安装汽车尾气处理装置,开发新能源
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
难以降解塑料的制品丢弃
废弃塑料制品
减少使用和加强回收,使废塑料再利用、再循环,研制开发降解塑料
[例1] 下表中解决相对应的环境问题所采取的措施不科学的是( )
环境问题
措施
A
臭氧空洞
限制氟氯烃类物质的生产量和消耗量
B
酸雨
改变能源结构,减少二氧化硫和氮氧化物的排放量
C
白色污染
回收利用废旧塑料,开发降解塑料制品
D
水体富营养化
禁止使用含磷洗衣粉及施用氮肥
解析:
选D 氟氯烃是造成臭氧空洞的主要原因;减少二氧化硫、氮氧化物的排放有利于控制酸雨的产生;对废旧塑料回收利用及开发可降解塑料制品均有利于减少白色污染;禁止施用氮肥不符合农业现状,故只有D项不科学。
酸雨的治理与防治
(1)保守性方法:
①将易被腐蚀的桥梁、建筑物等表面加保护层;②向酸化的土壤中抛撒石灰;③改良植物良种,增强其抗酸能力。
(2)控制酸性物质排放:
①石油脱硫;②蜂窝煤中加生石灰;③燃烧含硫物质的锅炉进行尾气处理。
(3)改变能源结构,开发水能、太阳能、风能、氢能等清洁能源。
下列物质中,可形成酸雨的是( )
A.二氧化硫 B.氟氯代烃
C.二氧化碳D.甲烷
解析:
选A 二氧化硫可形成酸雨,氟氯代烃破坏臭氧层,二氧化碳、甲烷是温室气体,所以只有A项符合。
[例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“化学反应绿色化”的是( )
A.消除硫酸厂尾气中的SO2:
C.制CuSO4:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
D.制聚乙烯:
nCH2===CH2―→CH2—CH2
解析:
选C 用Cu与浓H2SO4反应制CuSO4时,同时生成SO2,污染空气,不符合“化学反应的绿色化”。
绿色化学的基本原则
(1)防治污染的产生优于治理产生的污染;
(2)原子经济性(将反应过程中所用的材料,尽可能全部转化到最终产品中)即原子的利用率达到100%。
原子的利用率=
×100%;
(3)应考虑到能源消耗对环境和经济的影响,并应尽量少地使用能源(在常温、常压下进行)。
例2中四个选项中原子利用率达100%有哪些?
提示:
A、D两项。
1.(福建高考)下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是( )
A.CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C.节能减排符合低碳经济的要求
D.合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
解析:
选A N2不属于温室气体,A项错误;清洁能源使用中不会产生SO2、NOx等气体,B项正确;可燃冰是一种能源,D项正确。
2.人们从自然界的石英沙中制取粗硅的反应是( )
A.SiO2+2CO
Si+2CO2
B.Si+O2
SiO2
C.SiO2+2H2
Si+2H2O
D.SiO2+2C
Si+2CO↑
解析:
选D 焦炭和石英沙(主要成分为SiO2)在高温下反应可制得粗硅,D正确。
3.当今环境污染已成为人类面临的重大威胁,下列对应关系不完全正确的是( )
A.酸雨——SO2、NO2、CO2等
B.光化学烟雾——NO2、CxHy、CO等
C.温室效应——CO2、CH4等
D.白色污染——各种颜色的难降解的塑料膜、袋等
解析:
选A CO2是引起温室效应的重要物质,但不是造成酸雨的物质。
4.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为:
2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。
向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )
A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有D.烧杯中铁、铜都无
解析:
选B FeCl3可以将铁、铜氧化。
由于Fe比Cu活泼,向FeCl3溶液中加入Fe粉和铜粉时,Fe粉先与Fe3+反应,待反应完后,Cu再与Fe3+反应,因此不可能出现有铁无铜的结果,因而选B。
5.飘尘是物质燃烧时产生的粒状飘浮物,颗粒很小(直径小于10-7m)
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