课件50张PPT。第二单元 化学是社会可持续发展的基础1.认识化学是现代科技发展的基础和技术支持。
2.认识绿色化学的基本要求及其对社会可持续发展的重要意义。
3.认识化学是社会可持续发展的基础。
4.了解温室效应、光化学烟雾、酸雨、臭氧空洞等的产生原因、危害及改善措施。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密切的联系。
(2)化学与信息、生命、________________、地球、空间和核科学等新兴学科密切联系。
(3)化学__________技术为其他技术的发明提供了不可缺少的物质基础。材料、环境、能源合成和分离2.化学科学发展的贡献
(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:____________________________。
(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反应原理为:
①________________________,
②____________________,
③_________________________。
(3)开发高效洁净能源
(4)合成高新材料。2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2二、解决环境问题需要化学科学
1.工业“三废”:__________和_____。
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,化学方程式为:
_____________________________,
_______________________。
②氨水法脱硫,化学方程式为:_____________________________,____________________________,______________________________。废气、废液废渣SO2+Ca(OH)2===CaSO3+H2O2CaSO3+O2===2CaSO4SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3SO2+NH3+H2O===NH4HSO32(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4通过以上过程,在消除烟气中的SO2的同时还可以得到副产品_____和化肥_______。
(2)消除汽车尾气对环境的污染
①汽车尾气的成分:____________________________、颗粒物等。
②汽车尾气的消除
a.石油脱硫;
b.安装_____________装置;
c.用_______________添加剂;
d.使用____________________等清洁燃料;
e.使用_____电池。石膏硫酸铵CO、NO、NO2、碳氢化合物汽车尾气处理新的无害的汽油酒精、天然气、氢气燃料(3)回收二氧化碳:如制造___________。
(4)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_______。全降解塑料零排放[学生交流]
【提示】 所谓环境问题,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破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。环境污染,主要包括哪些方面?
[师生互动]
【提示】 环境污染主要包括:
大气污染、水污染、食品污染、土壤污染、固体废弃物污染,放射性污染和噪声污染等。【归纳小结】 常见的环境污染的形成和防治当前城市空气质量恶化的重要原因之一是汽车尾气的超标排放,你能否应用氮元素的单质和化合物之间的转化关系,设计除去汽车尾气中的CO和氮氧化物(NO、NO2等)的理论构想?其中包括:确定无害化过程及其产物,选择无害化试剂及反应条件等。
(1)将有害物质转化为什么物质即可完成无害化过程?
_______________________________。(2)应依据什么化学原理完成无害化过程?
____________________________。
(3)在完成无害化的过程中,选择试剂的原则是什么?
____________________________。
(4)对无害化过程反应条件的确定原则是什么?
____________________________。(5)如果无害化过程是在充分利用汽车尾气中自有的成分在有催化剂的条件下发生化学反应而实现的,请问:
①写出有关化学方程式:
________________________________。
②这种构想还存在的缺陷可能是________________________________;
纠正这种缺陷的措施是________________________________。【解析】 (1)题中指出,汽车尾气中重要的有害成分是CO、NO、NO2等。CO有毒,CO2无毒;NO和NO2都有毒,N2无毒。将CO氧化成CO2,将NO和NO2还原为N2都是科学的。因此,据此可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目的。因此,选择无害化试剂的原则:一是试剂要具有相应的化学性质,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,成本适度。(4)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,不便于安装大型设备。因此,汽车尾气无害化反应条件确定的原则是:化学反应所需要的温度和压强都相对较低。
(5)从CO到CO2、NO和NO2到N2的转化关系来看,CO与NO、CO与NO2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O2,它也可以与CO发生无害化的化学反应。
CO、NO、NO2和O2在汽车尾气中相对含量不能确定,因此,CO、NO、NO2是否都能完全转化为无毒的物质,这是这种构想中存在的缺陷。要克服这种缺陷,就要对汽车尾气进行定量的分析,然后对症下药。【答案】 (1)将CO转化为CO2,将NO和NO2转化为N2
(2)根据氧化还原反应原理。利用氧化剂将CO氧化,利用还原剂将NO和NO2还原
(3)试剂要具有足够强的氧化性或还原性,并且反应条件易控制;不产生二次污染;物质易得,成本适度
(4)化学反应所需要的温度和压强都较低,最好是常温、常压,必要时要使用催化剂【解析】 聚氯乙烯有毒,不能用于塑料袋包装食品,要用只能用聚乙烯,A选项错误;碘单质有毒而且易升华,碘化钾有苦味而且不稳定,容易被氧化成有毒的碘单质,碘酸钾是一种稳定易吸收的盐,故选择碘酸钾作为最理想的添加剂,B选项正确;我国食品卫生法规定,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,C选项正确;D项,高效、低毒、低残留农药是现代农药发展的一个方向,正确。
【答案】 A“绿色化学”的特点有哪些?
[师生互动]
【提示】 “绿色化学”的特点
(1)开发绿色反应,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。
(3)开发绿色工艺。
(4)开发和生产绿色产品。【思路点拨】 解答本题要注意以下两点:
(1)原子利用率的表示方法。
(2)分析反应类型与特点,确定原子利用率最高的反应。【答案】 CA.推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染
B.实施绿化工程,防治扬尘污染
C.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的供应量
【解析】 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,其中氮的氧化物主要来源于汽车尾气及硝酸厂的尾气,而SO2则主要来源于煤和石油的燃烧,故本题答案为D项。
【答案】 D1.知识小结2.规律点拨
(1)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。
(2)酸雨、臭氧空洞、光化学烟雾均与NOx有关。
(3)从根本上解决环境和生态问题,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被动地治理环境污染,而是主动地防止环境污染。只有从根本上切断污染源,才能真正做到保护环境。1.“信息”“材料”和“能源”被称为新科技革命的三大支柱。下列有关选项不正确的是( )
A.信息技术的发展离不开新材料的合成和应用
B.目前中美日等国掌握的陶瓷发动机技术,大大提高了发动机的能量转化效率
C.在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能将成为主要能源
D.软质隐形眼镜和航天飞船表面的高温结构陶瓷都属于有机高分子材料【解析】 在20世纪发明的七大技术——信息技术、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、化学合成与分离技术中,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,因此信息技术的发展离不开新材料的合成和应用。D项中航天飞船表面的高温结构陶瓷是无机非金属材料,不是有机高分子材料,故D错。
【答案】 D2.海水淡化可采用膜分离技术,如下图所示,对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能通过淡化膜。下列对加压后右侧海水成分变化的分析正确的是( )
A.溶质质量增加
B.溶液质量不变
C.溶剂质量减少
D.溶质质量分数不变【解析】 右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池,而各种离子不能通过淡化膜,故溶质质量不变,溶剂质量减少,溶质质量分数增大。
【答案】 C3.(2010年江苏化学)下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( )
A.该系统中只存在3种形式的能量转化
B.装置Y中负极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-
C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化【解析】 该系统中存在太阳能、电能、机械能、化学能4种形式的能量转化,故A错;装置Y中负极的电极反应式为:H2-2e-===2H+,通过X装置产生O2和H2,故C正确;X,Y子系统理论上可以实现物质的零排放,但不能实现化学能与电能间的完全转化,D 错。
【答案】 D4.“绿色汽车”是指使用液化石油气等无污染或污染小的能源作燃料的汽车可有效减少有毒的铅、苯的同系物以及稠环芳烃的排放。燃烧等质量的液化石油气(主要成分是含C3~C4的烃)与汽油比较,最突出的优点是( )
A.前者生成的水少
B.前者消耗氧气量少
C.前者燃烧产生的热量多
D.前者对环境的污染小【解析】 抓住“绿色汽车”这一题眼。
【答案】 D5.印刷电路板是由塑料和铜箔复合而成的,刻制印刷电路时要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”生成CuCl2和FeCl2,其反应的化学方程式为:Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2
(1)请在方程式中标出电子转移的方向和数目。
(2)该反应的氧化剂是_______________________________。
(3)写出FeCl3的电离方程式_______________________________。(4)使用过的腐蚀液会失效,但还可以回收利用,其中有一步需要将Fe2+转化为Fe3+,下列试剂能实现上述变化的是________(填序号)。
A.氯气 B.铁
C.铜 D.稀硫酸
【解析】 使用过的腐蚀液中含有CuCl2、FeCl2和FeCl3,要想回收FeCl3溶液,首先要加入足量的铁粉将Cu2+转化为Cu,过滤后通入足量氯气将Fe2+氧化为Fe3+。6. (1)图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国。由于大气中CO2含量的剧增,大量珊瑚礁(主要成分是碳酸钙)被水侵蚀,其原因是(用化学方程式表示)___________________________________。(2)温室效应导致海平面上升,引起温室效应的人为原因主要是_______________________________。
(3)为了控制温室效应。各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实,设想将CO2液化后,送入深海海底,以减小大气中CO2的浓度。为使CO2液化,可采用的措施是( )
A.减压、升温 B.增压、升温
C.减压、降温 D.增压、降温(4)科学家研究发现,用“汽水”(一种能释放CO2的弱酸性溶液)浇灌植物能促进植物的生长。原因是它能( )
①加强呼吸作用 ②加强光合作用 ③改良碱性土壤、调节pH
A.①② B.②③
C.③ D.①③
(5)快速、有效地减缓大气中CO2大量增加的生态学措施是( )
A.使用天然气等燃料
B.控制全球人口增长
C.植树造林,保护森林
D.立即减少煤和石油的燃烧【解析】 二氧化碳微溶于水,溶于水后会与碳酸钙反应,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。
植物的呼吸作用放出CO2,植物的光合作用需要呼吸CO2,且CO2溶于土壤中的水生成碳酸电离的H+可以改良碱性土壤、调节pH,促进植物对Ca2+、Mg2+的吸收。所以用“汽水”浇灌植物能促进植物生长。随着社会的进步,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,使用天然气等燃料也会产生CO2,只有绿色植物的光合作用会吸收大量的CO2,且见效快。
【答案】 (1)CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2
(2)大量燃烧煤、石油等矿物燃料 (3)D (4)B (5)C练规范、练技能、练速度