2025届高三化学二轮复习 核心小专题 　化学与STSE 讲义

核心小专题 　化学与STSE
考向分析
备考策略
　STSE试题具有高起点、低落点的题型特色,选材大多来自实际应用情境,内容涵盖医药、材料、能源、生活与日用品、化工、环境与环保、现代科技等领域,但所考查知识均源于教材,充分体现化学学科的发展性和实践性,注重化学与社会的可持续发展的认识
必备知识
一　化学与材料
材料类型 举例 注释
金属材料 　铝合金、不锈钢、青铜、黄铜 　①铝合金具有强度高、密度小、耐腐蚀等优点 　②保护金属要使被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极
传统无机 非金属材料 　水泥、玻璃、陶瓷 　生活中常见的无机非金属材料多为硅酸盐材料
新型无机 非金属材料 　晶体硅、光导纤维、新型陶瓷、碳纳米材料、分子筛 　新型陶瓷一般是用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硅化物等经特殊的先进工艺制成的具有某种优异性能的材料
有机高分子材料 天然材料 　棉花、羊毛、蚕丝、天然橡胶 　①再生纤维:黏胶纤维、大豆蛋白纤维等 　②乙烯、氯乙烯都含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,但聚乙烯、聚氯乙烯都不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
合成材料 　塑料:聚乙烯、聚氯乙烯 　合成纤维:涤纶、锦纶、腈纶等
二　化学与环境
污染名称 主要污染物及其成因
PM2.5 　大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为细颗粒物
雾霾 　SO2、NOx和可吸入颗粒物与雾气结合形成的混合物
酸雨 　pH<5.6,SO2、NOx是导致酸雨形成的主要原因
光化学 烟雾 　二氧化氮在日光照射下使氧气经过复杂的反应生成臭氧,臭氧与空气中的氮氧化物和一些碳氢化合物在紫外线的照射下发生作用后,产生有毒的烟雾
臭氧空洞 　NOx、氟氯代烷等与臭氧发生作用,导致臭氧层被损耗
水体污染 　化肥、农药的过度使用,工业“三废”和生活污水的随意排放;水体富营养化可引起“水华”或“赤潮”
温室效应 　化石燃料的大量使用导致大气中CO2气体大量增加,使地表温度上升的 现象
白色污染 　各种塑料垃圾对环境所造成的污染,它们很难降解,会破坏土壤结构
三　化学与能源
分析
石油 分馏 　物理变化,得到石油气、汽油、煤油、柴油、重油等
裂化 　化学变化,获得更多轻质油,特别是汽油
裂解 　化学变化,获得短链气态烃,如乙烯、丙烯、甲烷等
煤 干馏 　化学变化,隔绝空气加强热使煤分解,得到出炉煤气、煤焦油、焦炭等
气化 　化学变化,将煤转化为可燃性气体的过程,主要是C+H2O(g)CO+H2
液化 　化学变化,将煤转化为液体燃料的过程
清洁能源 　天然气、氢气等在燃烧时不产生烟尘的能源
化石能源 　天然气、石油和煤等不可再生能源
理想 新能源 　资源丰富、可以再生,对环境无污染,如太阳能、地热能、海洋能、风能和氢能等
四　化学与健康
合理 用药 　遵循安全、有效、经济和适当的原则。 　非处方药——“OTC”标识
安全 使用 食品 添加 剂 着色剂 　天然色素(红曲红等)和合成色素(柠檬黄等)
增味剂 　味精(主要成分为谷氨酸钠)等
膨松剂 　碳酸氢铵、碳酸氢钠等
凝固剂 　氯化镁、硫酸钙等
防腐剂 　亚硝酸钠、苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐等
抗氧化剂 　抗坏血酸(即维生素C)等
营养 强化剂 　碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等
考点过关
考向一　化学与材料
例1　[2024·浙江1月选考] 根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是 (　)
材料 组成和结构变化 性能变化
A 生铁 　减少含碳量 延展性增强
B 晶体硅 　用碳原子取代部分硅原子 导电性增强
C 纤维素 　接入带有强亲水基团的支链 吸水能力提高
D 顺丁 橡胶 　硫化使其结构由线型转变为网状 强度提高
例2　[2024·河北卷] 高分子材料在生产、生活中得到了广泛应用。下列说法错误的是 (　)
A.线型聚乙烯塑料为长链高分子,受热易软化
B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,受热易分解
C.尼龙66由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好
D.聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成,透明度高
考向二　化学与环境
例1　[2021·全国乙卷] 我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是 (　　)
A.将重质油裂解为轻质油作为燃料
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将CO2还原为甲醇
例2　[2021·全国甲卷] 化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是 (　　)
A.食品加工时不可添加任何防腐剂
B.掩埋废旧电池不会造成环境污染
C.天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D.使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
考向三　化学与能源
例1　[2024·湖南卷] 近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是 (　)
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
例2　[2023·湖北卷] 2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是 (　)
A.液氮-液氢 B.液氧-液氢
C.液态NO2-肼 D.液氧-煤油
考向四　化学与健康
例1　[2024·山东卷] 化学品在食品工业中也有重要应用,下列说法错误的是 (　)
A.活性炭可用作食品脱色剂
B.铁粉可用作食品脱氧剂
C.谷氨酸钠可用作食品增味剂
D.五氧化二磷可用作食品干燥剂
例2　[2023·海南卷] 化学的迅速发展为满足人民日益增长的美好生活需要做出突出贡献。下列说法不合理的是 (　)
A.为增强药效,多种处方药可随意叠加使用
B.现代化肥种类丰富,施用方法需依据对象营养状况而定
C.规范使用防腐剂可以减缓食物变质速度,保持食品营养价值
D.在种植业中,植物浸取试剂类医药也应慎重选用
变式训练
1.[2024·浙江金华十校模拟] 下列说法不正确的是 (　)
A.硬铝的硬度比铝大,是因为合金原子改变了铝原子规则的层状结构
B.Ti-Fe合金可作储氢材料,常温下吸、放氢的速率快
C.含增塑剂的聚氯乙烯薄膜因可塑性强,可用作生产食品包装材料
D.“杯酚”可分离C60和C70,体现了超分子的“分子识别”特性
2.[2024·浙江丽水湖州衢州三地市质检] 下列关于材料的说法不正确的是 (　)
A.在纯金属中加入其他元素形成合金,改变了金属原子有规则的层状排列,硬度
变大
B.石墨通过化学剥离法制得导电性、导热性更好的石墨烯
C.在涤纶纤维中混纺天然纤维,可增强透气性和吸湿性
D.顺丁橡胶硫化程度越高,强度越大
3.[2024·浙江台州质评] 根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是 (　)
材料 组成和结构变化 性能变化
A 钢 　含Cr 18%、Ni 8% 　易于氧化,便于加工
B 玻璃 　加入钴离子 　光学性能变化,玻璃呈现颜色
C 石墨烯 　碳环上接入羟基和羧基 　亲水能力提高
D 新型黏 着材料 　覆盖几十万条纤细纳米级长纤维 　附着力增强
4.“绿水青山就是金山银山”,旨在引导社会各界自觉践行绿色生活,共建美丽中国。下列有关环境污染的说法正确的是 (　)
A.CO、SO2、NO、NO2都是对大气产生污染的气体,它们在空气中都能稳定存在
B.燃煤时加入适量生石灰,可减少废气中SO2的量
C.大量燃烧化石燃料,排放的废气中含CO2、SO2,从而使雨水的pH=5.6,形成酸雨
D.光化学烟雾的形成主要与氮氧化物和SO2有关
5.[2024·广东广州天河区二模] 化学与人类生活、社会发展息息相关。下列叙述不正确的是 (　)
A.大力发展新能源汽车,可减少氮氧化物的排放
B.为防止月饼因氧化而变质,常在包装袋中放入生石灰
C.汽车防冻液的主要成分是乙二醇,其熔点高的原因是易形成分子间氢键
D.用CO2人工合成淀粉,有利于减少农药化肥使用并促进“碳中和”
6.煤、石油、天然气在日常生活和国民经济中占有极为重要的地位,下列说法正确的是 (　)
A.汽油是石油的分馏产品,乙烯是石油的裂化产品
B.由煤干馏所得的1 mol焦炭,与水蒸气反应,可获得合成氨所需的H2最多为2 mol
C.我国西气东输工程只是为了改善上海等地空气质量
D.利用石油裂解产品丙烯合成高分子聚合物,其原子利用率为100%
7.全球气候变暖给人类的生存和发展带来了严峻挑战。在此背景下,“新能源”“低碳”“节能减排”“吃干榨尽”等概念愈来愈受到人们的重视。下列有关说法不正确的是 (　)
A.太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”
B.“低碳”是指采用含碳量低的烃类作为燃料
C.如图所示,甲烷经一氯甲烷生成低碳烯烃的途径体现了“节能减排”的思想
D.让煤变成合成气,把煤“吃干榨尽”,实现了煤的清洁、高效利用
8.[2024·湖北武汉武昌区质检] 生产精细化学品已经成为当代化学工业结构调整的重点之一。下列对应关系不正确的是 (　)
A.解热镇痛药——阿司匹林
B.凝固剂——硫酸钙
C.抗氧化剂——维生素C
D.营养强化剂——味精
9.科学、安全、有效和合理地使用化学品是每一位生产者和消费者的要求和责任。下列有关说法错误的是 (　)
A.非处方药的包装上标有“OTC”标识
B.长期服用阿司匹林将会产生副作用
C.制作豆腐时常用生石灰作为凝固剂
D.氯乙烷气雾剂用于急性损伤的镇痛
10.我国饮食注重营养均衡,讲究“色香味形”。下列说法不正确的是 (　)
A.烹饪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色,蔗糖属于二糖
B.新鲜榨得的花生油具有独特油香,油脂属于芳香烃
C.凉拌黄瓜加醋使其具有可口酸味,食醋中含有极性分子
D.端午时节用棕叶将糯米包裹成形,糯米中的淀粉可水解
答案与解析
考向一
例1　B　[解析] 较低的碳含量赋予材料更好的延展性和可塑性,A正确;碳的电负性大于硅,则用碳原子取代部分硅原子,晶体硅的导电能力会下降,B错误;淀粉、纤维素的主链上再接上带有强亲水基团的支链,在交联剂作用下形成网状结构可以提高吸水能力,C正确;在顺丁橡胶中加入硫化剂,加热条件下,碳碳双键打开,以二硫键(—S—S—)等把线型大分子连接为网状结构,网状结构相对线型结构具有更大的强度,D正确。
例2　B　[解析] 线型聚乙烯塑料具有热塑性,受热易软化,A正确;聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,具有一定的热稳定性,受热不易分解,B错误;尼龙66即聚己二酰己二胺,由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好,C正确;聚甲基丙烯酸酯由甲基丙烯酸酯加聚合成,又名有机玻璃,其透明度高,D正确。
考向二
例1　D　[解析] 本题考查化学与资源的利用。重质油裂解产生轻质油以及清洁煤技术只是能源优化,并不能减少CO2的排放,A、C项错误;可燃冰的主要成分是甲烷水合物,大规模开采可燃冰作为新能源,不能减少CO2的排放,B项错误;利用催化剂将CO2转化为甲醇,可以促进碳中和,D项正确。
例2　C　[解析] 食品加工时,可适当添加食品添加剂,如防腐剂苯甲酸钠,故A错误;废旧电池中含有Hg2+、Cd2+等重金属离子,会造成土壤污染、水体污染等,故B错误;天然气主要成分为甲烷,不完全燃烧会产生一氧化碳等有毒气体,故C正确;含磷洗涤剂的排放,使水中磷过多,造成水中藻类疯长,消耗水中溶解的氧,水质变坏,故D错误。
考向三
例1　D　[解析] 理想的新能源应具有资源丰富、可再生、无污染等特点,故A正确;氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能,对氢气与氧气反应释放的能量进行利用,减小了直接燃烧的热量散失,产物无污染,故具有能量转化率高、清洁等优点,B正确;脱嵌是锂从电极材料中出来的过程,放电时,负极材料产生锂离子,Li-e-Li+,则锂离子在负极脱嵌,充电时,阴极反应为Li++e-Li,锂离子在阳极脱嵌,C正确;太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,D错误。
例2　A　[解析] 虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应,而且是放热反应,但由于N≡N键能很大,该反应的速率很慢,氢气不能在氮气中燃烧,在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体,因此,液氮-液氢不能作为火箭推进剂,A符合题意;氢气可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧-液氢能作为火箭推进剂,B不符合题意;肼和NO2在一定的条件下可以发生剧烈反应,该反应放出大量的热,且生成大量气体,因此,液态NO2-肼能作为火箭推进剂,C不符合题意;煤油可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热,生成大量气体,因此,液氧-煤油能作为火箭推进剂,D不符合题意。
考向四
例1　D　[解析] 活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,能够吸附一些食品中的色素,故A正确;铁粉具有还原性,能与O2反应,作食品脱氧剂,可延长食品的保质期,故B正确;谷氨酸钠是味精的主要成分,能增加食物的鲜味,是一种常用的食品增味剂,故C正确;P2O5吸水后的产物有毒,不能用作食品干燥剂,故D错误。
例2　A　[解析] 若多种处方药随意叠加使用,相互间可能发生化学反应,需要按照医嘱和药物说明进行使用,A错误;化肥的施用方法需依据对象营养状况针对性地选择不同的化肥,B正确;规范使用防腐剂可以减缓食物变质速度,保持食品营养价值,提高食品的口感,C正确;在种植业中,植物浸取试剂类医药也应慎重选用,D正确。
变式训练
1.C　[解析] 硬铝的硬度比铝大,是因为合金原子改变了铝原子规则的层状结构,A正确;储氢合金如Ti-Fe、La-Ni合金可作储氢材料,常温下吸、放氢的速率快,B正确;增塑剂小分子在室温下会逐渐“逃逸”出来,使柔软的塑料制品逐渐变硬,而有的增塑剂还具有一定的毒性,所以含增塑剂的聚氯乙烯薄膜不能用于食品包装,C错误;“杯酚”可分离C60和C70,体现了超分子的“分子识别”特性,D正确。
2.B　[解析] 在纯金属中加入其他元素形成合金,改变了金属原子有规则的层状排列,硬度变大,A正确;石墨制备石墨烯的过程中只破坏了石墨中层与层之间的分子间作用力,故石墨通过物理剥离法制得石墨烯,B错误;涤纶纤维的透气性和吸湿性差,天然纤维透气性好,吸湿性好,在涤纶纤维中混纺天然纤维,可增强透气性和吸湿性,C正确;顺丁橡胶硫化程度越高,强度越大,D正确。
3.A　[解析] 铁中加入铬、镍得到的钢抗腐蚀性强,不易氧化,A错误;玻璃中加入钴离子,改变玻璃的光学性能,使其呈现颜色,B正确;羟基、羧基均为亲水基团,碳环上接入羟基和羧基使得其亲水能力提高,C正确;纳米级长纤维的表面积大,其附着力强,能制造新型黏着材料,D正确。
4.B　[解析] CO、SO2、NO、NO2都是对大气产生污染的气体,NO能与空气中的O2反应而不能在空气中稳定存在,A错误;燃煤时加入适量生石灰,发生反应:2CaO+2SO2+O22CaSO4,故可减少废气中SO2的量,B正确;大量燃烧化石燃料,排放的废气中含CO2、SO2,正常雨水由于溶有CO2,从而使雨水的pH=5.6,而溶有SO2的酸性降水称之为酸雨,其pH<5.6,C错误;光化学烟雾的形成主要与氮氧化物和碳氢化合物有关,与SO2无关,D错误。
5.B　[解析] 大力发展新能源汽车,减少高温条件下N2与O2的反应,可减少氮氧化物的排放,A正确;生石灰是干燥剂,能吸水,但是不能吸收氧气,所以加入生石灰不能防止中秋月饼等富脂食品氧化变质,B错误;乙二醇含羟基,羟基能形成分子间氢键,使其熔点高,C正确;CO2人工合成淀粉,可以充分利用二氧化碳,有利于减少农药化肥使用并促进“碳中和”,D正确。
6.D　[解析] 石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量,特别是汽油的产量和质量,乙烯是石油裂解的主要产品,故A错误;由方程式C+H2O(g)CO+H2、CO+H2O(g)CO2+H2可知,1 mol焦炭与水蒸气反应,理论上最多可获得2 mol H2,但反应是可逆反应,即可获得的H2小于2 mol,故B错误;我国西气东输工程可大大缓解东部能源的短缺,目的不仅仅是改善上海等地空气质量,故C错误;丙烯通过加聚反应合成聚丙烯等高分子化合物,加聚反应原子利用率为100%,故D正确。
7.B　[解析] A项,太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等都是新能源,正确;B项,“低碳”是指减少二氧化碳的排放量,错误;C项,从图示分析,甲烷在催化剂条件下转化为低碳烯烃,控制了二氧化碳的排放,体现了“节能减排”思想,正确;D项,让煤变成合成气,把煤“吃干榨尽”,实现了煤的清洁、高效利用,正确。
8.D　[解析] 阿司匹林是常用解热镇痛药,A项正确;硫酸钙是石膏的主要成分,可以作凝固剂,B项正确;维生素C属于抗氧化剂,C项正确;味精是增味剂,D项错误。
9.C　[解析] 非处方药的包装上标有“OTC”标识,A正确;长期服用阿司匹林会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状,B正确;制作豆腐时常用卤水或石膏作凝固剂,生石灰具有腐蚀性,和水反应生成氢氧化钙,不能作为制作豆腐的凝固剂,C错误;氯乙烷有冷冻麻醉作用,其气雾剂可用于急性损伤的镇痛,D正确。
10.B　[解析] 蔗糖属于二糖,1 mol蔗糖水解可得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖,故A正确;油脂主要是高级脂肪酸和甘油形成的酯,不属于芳香烃,故B错误;食醋中含有CH3COOH、H2O等多种物质,CH3COOH、H2O均为极性分子,故C正确;糯米中的淀粉可水解,淀粉水解的最终产物为葡萄糖,故D正确。