高一化学课件：4.2《化学是社会可持续发展的基础》（苏教版必修2）.ppt

第二第二单单元化学是社会可持元化学是社会可持续发续发展的基展的基础础1认识认识化学是化学是现现代科技代科技发发展的基展的基础础和技和技术术支持。支持。2认识绿认识绿色化学的基本要求及其色化学的基本要求及其对对社会可持社会可持续续发发展的重要意展的重要意义义。3认识认识化学是社会可持化学是社会可持续发续发展的基展的基础础。4了解温室效了解温室效应应、光化学烟、光化学烟雾雾、酸雨、臭氧空、酸雨、臭氧空洞等的洞等的产产生原因、危害及改善措施。生原因、危害及改善措施。一、一、现现代科学技代科学技术术的的发发展离不开化学展离不开化学1.化学与人类的密切关系化学与人类的密切关系(1)化学与人化学与人们们的生活有着密切的的生活有着密切的联联系。系。(2)化学与信息、生命、化学与信息、生命、_、地、地球、空球、空间间和核科学等新和核科学等新兴兴学科密切学科密切联联系。系。(3)化学化学_技技术为术为其他技其他技术术的的发发明提供明提供了不可缺少的物了不可缺少的物质质基基础础。材料、材料、环环境、能源境、能源合成和分离合成和分离2.化学科学发展的贡献化学科学发展的贡献(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。如制作印刷电路板的反应原理为如制作印刷电路板的反应原理为:_。(2)创造和合成具有特定性能的材料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反应原理为如以石英砂为原料制备高纯硅的反应原理为:_,_,_。(3)开发高效洁净能源开发高效洁净能源(4)合成高新材料。合成高新材料。2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2二、解决二、解决环环境境问题问题需要化学科学需要化学科学1.工业工业“三废三废”:_和和_。2.化学对环境保护的贡献化学对环境保护的贡献(1)燃煤烟气的脱硫燃煤烟气的脱硫石灰石石灰石石膏法脱硫石膏法脱硫,化学方程式化学方程式为为:_,_。氨水法脱硫氨水法脱硫,化学方程式化学方程式为为:_,_,_。废废气、气、废废液液废废渣渣SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O2CaSO3O2=2CaSO4SO22NH3H2O=(NH4)2SO3SO2NH3H2O=NH4HSO32(NH4)2SO3O2=2(NH4)2SO4通通过过以上以上过过程程,在消除烟气中的在消除烟气中的SO2的同的同时还时还可可以得到副以得到副产产品品_和化肥和化肥_。(2)消除汽消除汽车车尾气尾气对环对环境的境的污污染染汽汽车车尾气的成分尾气的成分:_、颗颗粒物等。粒物等。汽汽车车尾气的消除尾气的消除a.石油脱硫；石油脱硫；b.安装安装_装置；装置；c.用用_添加添加剂剂；d.使用使用_等清等清洁洁燃料；燃料；e.使用使用_电电池。池。石膏石膏硫酸硫酸铵铵CO、NO、NO2、碳、碳氢氢化化合物合物汽汽车车尾气尾气处处理理新的无害的汽油新的无害的汽油酒精、天然气、酒精、天然气、氢氢气气燃料燃料(3)回收二氧化碳回收二氧化碳:如制造如制造_。(4)绿绿色化学色化学要求要求:利用化学原理从源利用化学原理从源头头上消除上消除污污染。染。期望期望:在化学反在化学反应应和化学工和化学工业过业过程中充分利用程中充分利用参与反参与反应应的原料。的原料。结结果果:所有物所有物质质原料、中原料、中间产间产物都在内部循物都在内部循环环、利用利用,实现实现_。全降解塑料全降解塑料零排放零排放学生交流学生交流【提示提示】所谓环境问题所谓环境问题,主要是指由于人类不主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。污染。环环境境污污染染,主要包括哪些方面？主要包括哪些方面？师生互动师生互动【提示提示】环境污染主要包括环境污染主要包括:大气污染、水污染、食品污染、土壤污染、固大气污染、水污染、食品污染、土壤污染、固体废弃物污染体废弃物污染,放射性污染和噪声污染等。放射性污染和噪声污染等。【归纳小结归纳小结】常见的环境污染的形成和防治常见的环境污染的形成和防治环环境境污污染染污污染源染源污污染物染物防治措施防治措施酸雨酸雨煤、石油煤、石油等化石燃等化石燃料的燃烧料的燃烧,汽车尾汽车尾气等气等SO2、NOx开发利用新开发利用新能源能源;化石燃化石燃料脱硫或固料脱硫或固硫硫,废气用氨废气用氨水、碱液吸水、碱液吸收收温室温室效应效应煤、石油、天煤、石油、天然气等化石燃然气等化石燃料的燃烧料的燃烧CO2等等温室气温室气体体减少化石燃料的使减少化石燃料的使用、开发利用新能用、开发利用新能源源;植树造林植树造林臭氧臭氧层空层空洞洞使用含氟氯烃使用含氟氯烃的冰箱、空调的冰箱、空调等等氟氯烃氟氯烃限制或停止氟氯烃限制或停止氟氯烃的使用的使用赤潮赤潮含一定量氮含一定量氮和磷等植物和磷等植物营养物质的营养物质的生活污水、生活污水、工业废水工业废水氮、磷氮、磷等营养等营养物质物质工业、生活污水处理工业、生活污水处理后再排放后再排放,限制使用含限制使用含磷洗涤剂磷洗涤剂白色污白色污染染难以降解塑难以降解塑料的排放料的排放废弃塑废弃塑料料减少使用和加强回收减少使用和加强回收,使废塑料再利用、再使废塑料再利用、再循环循环,研制开发降解塑研制开发降解塑料料当前城市空气当前城市空气质质量量恶恶化的重要原因之一是汽化的重要原因之一是汽车车尾气的超尾气的超标标排放排放,你能否你能否应应用氮元素的用氮元素的单质单质和化和化合物之合物之间间的的转转化关系化关系,设计设计除去汽除去汽车车尾气中的尾气中的CO和氮氧化物和氮氧化物(NO、NO2等等)的理的理论论构想？其中构想？其中包括包括:确定无害化确定无害化过过程及其程及其产产物物,选择选择无害化无害化试试剂剂及反及反应应条件等。条件等。(1)将有害物将有害物质转质转化化为为什么物什么物质质即可完成无害化即可完成无害化过过程？程？_。(2)应应依据什么化学原理完成无害化依据什么化学原理完成无害化过过程？程？_。(3)在完成无害化的在完成无害化的过过程中程中,选择试剂选择试剂的原的原则则是什是什么？么？_。(4)对对无害化无害化过过程反程反应应条件的确定原条件的确定原则则是什么？是什么？_。(5)如果无害化如果无害化过过程是在充分利用汽程是在充分利用汽车车尾气中自尾气中自有的成分在有催化有的成分在有催化剂剂的条件下的条件下发发生化学反生化学反应应而而实现实现的的,请问请问:写出有关化学方程式写出有关化学方程式:_。这这种构想种构想还还存在的缺陷可能是存在的缺陷可能是_；纠纠正正这这种缺陷的措施是种缺陷的措施是_。【解析解析】(1)题中指出题中指出,汽车尾气中重要的有害汽车尾气中重要的有害成分是成分是CO、NO、NO2等。等。CO有毒有毒,CO2无毒；无毒；NO和和NO2都有毒都有毒,N2无毒。将无毒。将CO氧化成氧化成CO2,将将NO和和NO2还原为还原为N2都是科学的。因此都是科学的。因此,据此可据此可完成汽车尾气的无害化过程。完成汽车尾气的无害化过程。(3)将有害气体变为无害气体是汽车尾气处理的将有害气体变为无害气体是汽车尾气处理的目的。因此目的。因此,选择无害化试剂的原则选择无害化试剂的原则:一是试剂一是试剂要具有相应的化学性质要具有相应的化学性质,并且化学反应易被控制；并且化学反应易被控制；二是不产生二次污染；三是物质易得二是不产生二次污染；三是物质易得,成本适度。成本适度。(4)汽车是一种快速行驶的交通、运输工具。其尾汽车是一种快速行驶的交通、运输工具。其尾气排放管又较小气排放管又较小,不便于安装大型设备。因此不便于安装大型设备。因此,汽汽车尾气无害化反应条件确定的原则是车尾气无害化反应条件确定的原则是:化学反应所化学反应所需要的温度和压强都相对较低。需要的温度和压强都相对较低。(5)从从CO到到CO2、NO和和NO2到到N2的转化关系来看的转化关系来看,CO与与NO、CO与与NO2之间都可发生无害化的化之间都可发生无害化的化学反应。汽车尾气中还含有一定量的学反应。汽车尾气中还含有一定量的O2,它也可以它也可以与与CO发生无害化的化学反应。发生无害化的化学反应。CO、NO、NO2和和O2在汽车尾气中相对含量不能在汽车尾气中相对含量不能确定确定,因此因此,CO、NO、NO2是否都能完全转化为无是否都能完全转化为无毒的物质毒的物质,这是这种构想中存在的缺陷。要克服这这是这种构想中存在的缺陷。要克服这种缺陷种缺陷,就要对汽车尾气进行定量的分析就要对汽车尾气进行定量的分析,然后对然后对症下药。症下药。【答案答案】(1)将将CO转化为转化为CO2,将将NO和和NO2转转化为化为N2(2)根据氧化还原反应原理。利用氧化剂将根据氧化还原反应原理。利用氧化剂将CO氧化氧化,利用还原剂将利用还原剂将NO和和NO2还原还原(3)试剂要具有足够强的氧化性或还原性试剂要具有足够强的氧化性或还原性,并且反并且反应条件易控制；不产生二次污染；物质易得应条件易控制；不产生二次污染；物质易得,成成本适度本适度(4)化学反应所需要的温度和压强都较低化学反应所需要的温度和压强都较低,最好是最好是常温、常压常温、常压,必要时要使用催化剂必要时要使用催化剂【解析解析】聚氯乙烯有毒聚氯乙烯有毒,不能用于塑料袋包装不能用于塑料袋包装食品食品,要用只能用聚乙烯要用只能用聚乙烯,A选项错误；碘单质有选项错误；碘单质有毒而且易升华毒而且易升华,碘化钾有苦味而且不稳定碘化钾有苦味而且不稳定,容易被容易被氧化成有毒的碘单质氧化成有毒的碘单质,碘酸钾是一种稳定易吸收碘酸钾是一种稳定易吸收的盐的盐,故选择碘酸钾作为最理想的添加剂故选择碘酸钾作为最理想的添加剂,B选项选项正确；我国食品卫生法规定正确；我国食品卫生法规定,食品添加剂是指为食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。食品营养强化剂也属于食品添加剂质。食品营养强化剂也属于食品添加剂,C选项选项正确；正确；D项项,高效、低毒、低残留农药是现代农高效、低毒、低残留农药是现代农药发展的一个方向药发展的一个方向,正确。正确。【答案答案】A“绿绿色化学色化学”的特点有哪些？的特点有哪些？师生互动师生互动【提示提示】“绿色化学绿色化学”的特点的特点(1)开发绿色反应开发绿色反应,将原子利用率提高到将原子利用率提高到100%。(2)使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。(3)开发绿色工艺。开发绿色工艺。(4)开发和生产绿色产品。开发和生产绿色产品。何何谓谓“原子原子经济经济”？绿绿色化学提倡化工生色化学提倡化工生产应产应提高原子利用率。原提高原子利用率。原子利用率表示目子利用率表示目标产标产物的物的质质量与生成物量与生成物总质总质量量之比。在下列制之比。在下列制备环备环氧乙氧乙烷烷的反的反应应中中,原子利用原子利用率最高的是率最高的是()【思路点拨思路点拨】解答本题要注意以下两点解答本题要注意以下两点:(1)原子利用率的表示方法。原子利用率的表示方法。(2)分析反应类型与特点分析反应类型与特点,确定原子利用率最高确定原子利用率最高的反应。的反应。【答案答案】CA.推广使用燃煤脱硫技推广使用燃煤脱硫技术术,防治防治SO2污污染染B.实实施施绿绿化工程化工程,防治防治扬尘污扬尘污染染C.研制开研制开发发燃料燃料电电池汽池汽车车,消除机消除机动车动车尾气尾气污污染染D.加大石油、煤炭的开采速度加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的增加化石燃料的供供应应量量【解析解析】空气污染主要包括粉尘污染、氮的空气污染主要包括粉尘污染、氮的氧化物及硫的氧化物污染等氧化物及硫的氧化物污染等,其中氮的氧化物主其中氮的氧化物主要来源于汽车尾气及硝酸厂的尾气要来源于汽车尾气及硝酸厂的尾气,而而SO2则主则主要来源于煤和石油的燃烧要来源于煤和石油的燃烧,故本题答案为故本题答案为D项。项。【答案答案】D1.知识小结知识小结2.规律点拨规律点拨(1)空气质量日报报道的空气污染物主要指空气质量日报报道的空气污染物主要指CO、SO2、NOx和固体粉尘。和固体粉尘。(2)酸雨、臭氧空洞、光化学烟雾均与酸雨、臭氧空洞、光化学烟雾均与NOx有关。有关。(3)从根本上解决环境和生态问题从根本上解决环境和生态问题,需要依靠绿色需要依靠绿色化学的发展。绿色化学提出的目标和任务不是化学的发展。绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染被动地治理环境污染,而是主动地防止环境污染。而是主动地防止环境污染。只有从根本上切断污染源只有从根本上切断污染源,才能真正做到保护环才能真正做到保护环境。境。1.“信息信息”“”“材料材料”和和“能源能源”被称被称为为新科技革命的新科技革命的三大支柱。下列有关三大支柱。下列有关选项选项不正确的是不正确的是()A.信息技信息技术术的的发发展离不开新材料的合成和展离不开新材料的合成和应应用用B.目前中美日等国掌握的陶瓷目前中美日等国掌握的陶瓷发动发动机技机技术术,大大大大提高了提高了发动发动机的能量机的能量转转化效率化效率C.在即将到来的新能源在即将到来的新能源时时代代,核能、太阳能、核能、太阳能、氢氢能将成能将成为为主要能源主要能源 D.软质隐软质隐形眼形眼镜镜和航天和航天飞飞船表面的高温船表面的高温结结构陶构陶瓷都属于有机高分子材料瓷都属于有机高分子材料【解析解析】在在20世纪发明的七大技术世纪发明的七大技术信息技信息技术、生物技术、核科学和核武器技术、航空航术、生物技术、核科学和核武器技术、航空航天和导弹技术、激光技术、纳米技术、化学合天和导弹技术、激光技术、纳米技术、化学合成与分离技术中成与分离技术中,化学合成与分离技术为其余六化学合成与分离技术为其余六种技术提供了必需的物质基础种技术提供了必需的物质基础,因此信息技术的因此信息技术的发展离不开新材料的合成和应用。发展离不开新材料的合成和应用。D项中航天项中航天飞船表面的高温结构陶瓷是无机非金属材料飞船表面的高温结构陶瓷是无机非金属材料,不不是有机高分子材料是有机高分子材料,故故D错。错。【答案答案】D2.海水淡化可采用膜分离技海水淡化可采用膜分离技术术,如下如下图图所示所示,对对淡淡化膜右化膜右侧侧的海水加的海水加压压,水分子可以透水分子可以透过过淡化膜淡化膜进进入左入左侧侧淡水池淡水池,而海水中的各种离子不能通而海水中的各种离子不能通过过淡淡化膜。下列化膜。下列对对加加压压后右后右侧侧海水成分海水成分变变化的分析化的分析正确的是正确的是()A.溶溶质质质质量增加量增加B.溶液溶液质质量不量不变变C.溶溶剂质剂质量减少量减少 D.溶溶质质质质量分数不量分数不变变【解析解析】右侧海水中水分子能通过淡化膜进右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池入左侧淡水池,而各种离子不能通过淡化膜而各种离子不能通过淡化膜,故溶故溶质质量不变质质量不变,溶剂质量减少溶剂质量减少,溶质质量分数增大。溶质质量分数增大。【答案答案】C3.(2010年江年江苏苏化学化学)下下图图是一种航天器能量是一种航天器能量储储存存系系统统原理示意原理示意图图。下列。下列说说法正确的是法正确的是()A.该该系系统统中只存在中只存在3种形式的能量种形式的能量转转化化B.装置装置Y中中负负极的极的电电极反极反应应式式为为:O22H2O4e=4OHC.装置装置X能能实现实现燃料燃料电电池的燃料和氧化池的燃料和氧化剂剂再生再生D.装置装置X、Y形成的子系形成的子系统统能能实现实现物物质质的零排的零排放放,并能并能实现实现化学能与化学能与电电能能间间的完全的完全转转化化【解析解析】该系统中存在太阳能、电能、机械该系统中存在太阳能、电能、机械能、化学能能、化学能4种形式的能量转化种形式的能量转化,故故A错；装置错；装置Y中负极的电极反应式为中负极的电极反应式为:H22e=2H,通过通过X装置产生装置产生O2和和H2,故故C正确；正确；X,Y子系统理论子系统理论上可以实现物质的零排放上可以实现物质的零排放,但不能实现化学能与但不能实现化学能与电能间的完全转化电能间的完全转化,D 错。错。【答案答案】D4.“绿绿色汽色汽车车”是指使用液化石油气等无是指使用液化石油气等无污污染或染或污污染小的能源作燃料的汽染小的能源作燃料的汽车车可有效减少有毒的可有效减少有毒的铅铅、苯的同系物以及稠、苯的同系物以及稠环环芳芳烃烃的排放。燃的排放。燃烧烧等等质质量的液化石油气量的液化石油气(主要成分是含主要成分是含C3C4的的烃烃)与汽油比与汽油比较较,最突出的最突出的优优点是点是()A.前者生成的水少前者生成的水少B.前者消耗氧气量少前者消耗氧气量少C.前者燃前者燃烧产烧产生的生的热热量多量多 D.前者前者对环对环境的境的污污染小染小【解析解析】抓住抓住“绿色汽车绿色汽车”这一题眼。这一题眼。【答案答案】D5.印刷印刷电电路板是由塑料和路板是由塑料和铜铜箔复合而成的箔复合而成的,刻制刻制印刷印刷电电路路时时要用要用FeCl3溶液作溶液作为为“腐腐蚀蚀液液”生成生成CuCl2和和FeCl2,其反其反应应的化学方程式的化学方程式为为:Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2(1)请请在方程式中在方程式中标标出出电电子子转转移的方向和数目。移的方向和数目。(2)该该反反应应的氧化的氧化剂剂是是_。(3)写出写出FeCl3的的电电离方程式离方程式_。(4)使用使用过过的腐的腐蚀蚀液会失效液会失效,但但还还可以回收利用可以回收利用,其中有一步需要将其中有一步需要将Fe2转转化化为为Fe3,下列下列试剂试剂能能实现实现上述上述变变化的是化的是_(填序号填序号)。A.氯氯气气 B.铁铁C.铜铜 D.稀硫酸稀硫酸【解析解析】使用过的腐蚀液中含有使用过的腐蚀液中含有CuCl2、FeCl2和和FeCl3,要想回收要想回收FeCl3溶液溶液,首先要加入首先要加入足量的铁粉将足量的铁粉将Cu2转化为转化为Cu,过滤后通入足量过滤后通入足量氯气将氯气将Fe2氧化为氧化为Fe3。6.(1)图图瓦瓦卢卢是由多个珊瑚礁形成的是由多个珊瑚礁形成的岛岛国。由于国。由于大气中大气中CO2含量的含量的剧剧增增,大量珊瑚礁大量珊瑚礁(主要成分主要成分是碳酸是碳酸钙钙)被水侵被水侵蚀蚀,其原因是其原因是(用化学方程式表用化学方程式表示示)_。(2)温室效温室效应导应导致海平面上升致海平面上升,引起温室效引起温室效应应的人的人为为原因主要是原因主要是_。(3)为为了控制温室效了控制温室效应应。各国科学家提出了不少。各国科学家提出了不少方法和方法和设设想。有人根据液想。有人根据液态态CO2密度大于海水密度大于海水密度的事密度的事实实,设设想将想将CO2液化后液化后,送入深海海底送入深海海底,以以减小大气中减小大气中CO2的的浓浓度。度。为为使使CO2液化液化,可采用可采用的措施是的措施是()A.减减压压、升温、升温 B.增增压压、升温、升温 C.减减压压、降温、降温 D.增增压压、降温、降温(4)科学家研究科学家研究发现发现,用用“汽水汽水”(一种能一种能释释放放CO2的的弱酸性溶液弱酸性溶液)浇浇灌植物能促灌植物能促进进植物的生植物的生长长。原因。原因是它能是它能()加加强强呼吸作用呼吸作用加加强强光合作用光合作用改良碱改良碱性土壤、性土壤、调节调节pHA.B.C.D.(5)快速、有效地减快速、有效地减缓缓大气中大气中CO2大量增加的生大量增加的生态态学措施是学措施是()A.使用天然气等燃料使用天然气等燃料B.控制全球人口增控制全球人口增长长C.植植树树造林造林,保保护护森林森林D.立即减少煤和石油的燃立即减少煤和石油的燃烧烧【解析解析】二氧化碳微溶于水二氧化碳微溶于水,溶于水后会与碳溶于水后会与碳酸钙反应酸钙反应,导致碳酸钙溶解。增大压强、降低温导致碳酸钙溶解。增大压强、降低温度会使气体的溶解度增大。度会使气体的溶解度增大。植物的呼吸作用放出植物的呼吸作用放出CO2,植物的光合作用需要植物的光合作用需要呼吸呼吸CO2,且且CO2溶于土壤中的水生成碳酸电离溶于土壤中的水生成碳酸电离的的H可以改良碱性土壤、调节可以改良碱性土壤、调节pH,促进植物对促进植物对Ca2、Mg2的吸收。所以用的吸收。所以用“汽水汽水”浇灌植物浇灌植物能促进植物生长。能促进植物生长。随着社会的进步随着社会的进步,对能源的消耗也将进一步增多对能源的消耗也将进一步增多,所以不可能立即减少煤和石油的燃烧所以不可能立即减少煤和石油的燃烧,使用天然使用天然气等燃料也会产生气等燃料也会产生CO2,只有绿色植物的光合作只有绿色植物的光合作用会吸收大量的用会吸收大量的CO2,且见效快。且见效快。【答案答案】(1)CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2(2)大量燃大量燃烧烧煤、石油等煤、石油等矿矿物燃料物燃料(3)D(4)B(5)C同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全