课件31张PPT。第二单元 化学是社会可持续发展的基础专题4 化学科学与人类文明内容索引新知导学 —— 新知探究 点点落实达标检测 —— 当堂检测 巩固反馈新知导学1.许多高新技术产品的元件中，需要用到超高纯度的硅芯片。而自然界中没有单质硅，只有化合态的硅。工业上提取高纯硅的方法如下，写出各步反应的化学方程式。
(1)用焦炭在电炉中还原石英砂(主要成分为SiO2)得到含少量杂质的粗硅。一、现代科学技术的发展离不开化学答案(2)高温下，将粗硅与Cl2反应。答案(3)将SiCl4多次蒸馏提纯后，在高温下用H2还原。2.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”。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀铜箔的化学方程式，标出电子转移的方向和数目。答案 (2)比较Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋氧化性的强弱。答案 氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。答案(3)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①氯气 ②铁 ③铜 ④稀硫酸中能实现上述变化的是 (填序号)。①1.化学合成和分离技术是人类生存所必需的，也为其余技术发明提供了不可或缺的物质基础。
2.化学科学的发展将帮助人们解决工农业生产中的许多技术问题，提供所需要的具有特定性能的材料，开发高效的洁净能源。1.下列化学新技术与其试图解决的问题的连线不正确的是
A.某沿海城市技术开发公司研制的海水淡化膜——资源问题
B.某洗衣机厂研制不用洗衣粉的洗衣机——污染问题
C.研制应用于计算机领域的导电塑料——能源问题
D.中科院研制的纳米玻璃用于国家大剧院——材料问题√答案解析解析 海水淡化膜的研制可以解决淡水资源的缺乏问题；洗衣粉中的一些元素会对水资源造成污染，研制不用洗衣粉的洗衣机，可以减少洗衣粉对水质的污染；研制导电塑料、纳米玻璃都属于材料领域问题。2.航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝质飞船进行太空探索。其依据是
A.塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产
B.塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝更优良的新型材料
C.塑料用途广泛，可从自然界中直接得到
D.塑料是有机物，不会和强酸或强碱作用√答案解析解析 用塑料飞船代替铝质飞船，其依据一定是其性能上的差异。在塑料生产中加入添加剂改变其成分，能得到质量轻、性能好、成本低的新型材料，这就是取代铝质(一般含有Mg、Ti等多种合金元素)材料的依据。1.随着工业的迅速发展和化石燃料的大量使用，产生的SO2可造成酸雨，还能导致人类患呼吸疾病，为了减少SO2的排放，可在化石燃料燃烧前首先进行除硫，或在化石燃料燃烧时进行固硫。燃煤烟气的脱硫常见方法有：
(1)石灰石--石膏法：燃煤烟气中的SO2被 吸收，生成的CaSO3在空气中加热被氧化为 ，得到副产品石膏(CaSO4·2H2O)。
(2)氨水法：燃煤烟气中的SO2被氨水吸收，生成 或 ，在空气中加热使其氧化，最后得到副产品 。氢氧化钙硫酸钙二、解决环境问题需要化学科学(NH4)2SO3NH4HSO3(NH4)2SO42.消除汽车尾气对环境的污染
(1)汽车尾气中的 及 、 造成了严重的空气污染。
(2)消除汽车尾气对环境污染的方法措施
①在石油炼制过程中进行石油 处理；
②安装汽车 处理装置；
③使用新的 代替产生污染的四乙基铅抗震剂；
④使用 作燃料代替部分或全部燃油；
⑤用氢作汽车燃料，用燃料电池作动力，使汽车成为“零排放”的_____
______。CO、NO、NO2碳氢化合物颗粒物脱硫尾气无害的汽油添加剂酒精、天然气电动汽车3.回收二氧化碳
(1)CO2排放日益增多， 加剧，致使全球气候变暖。为减少CO2的影响，可对其进行回收，将其制造成 。温室效应全降解塑料(2)二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可生成可降解高聚物，写出反应的化学方程式。答案答案1.环境保护与化学2.绿色化学
“绿色化学”是利用化学原理从源头上消除污染，按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。
(1)从环境观点看：绿色化学强调从源头上消除污染。
(2)从经济观点看：绿色化学提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。3.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是
A.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 √答案解析解析 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废气，而SO2则主要来源于煤和石油的燃烧，故本题答案为D。 4.“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“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：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3
B.消除制硝酸工业的尾气氮氧化物：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
C.制CuSO4：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D.制聚乙烯：nCH2===CH2 ?CH2 —CH2?√答案解析解析 用Cu与浓H2SO4制CuSO4时，同时生成SO2，污染空气，不符合“化学反应的绿色化”。达标检测1.资源利用、环境保护等在与社会可持续发展密切相关的领域中发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是
A.改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放
B.开发利用新能源，减少化石燃料的使用
C.过度开采矿物资源，促进地方经济发展
D.加强对工业“三废”的治理，保护环境解析 矿物资源属于不可再生资源，过度开发会导致资源被迅速耗尽，C错误。1234√答案解析5解析 油性涂料中含有有机溶剂，挥发会造成大气污染；磷元素是营养元素，大量使用含磷洗涤剂会造成赤潮等水污染；有毒有害物质分类收集、统一处理，能够减少污染；在通风橱中制取Cl2，尾气不用NaOH溶液处理，会逸散到大气中造成大气污染。2.下列做法中不符合“绿色化学”思想的是
A.以水性涂料代替油性涂料
B.以无磷洗涤剂代替含磷洗涤剂
C.实验后的有毒有害物质应分类收集、统一处理
D.在通风橱中制氯气时不必用NaOH溶液吸收尾气 √1234答案解析53.在“绿色化学”工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为目标产物，即原子利用率为100%，下列反应类型中：①置换反应，②化合反应，③分解反应，④取代反应，⑤加成反应，⑥消去反应，⑦加聚反应，⑧缩聚反应。能体现这一原子经济原则的是
A.①②⑤ B.②⑤⑦
C.⑦⑧ D.只有⑦√1234答案5解析 原子利用率为100%，即目标产物中各原子数目等于反应物中各原子数目，即不生成其他的小分子或副产品，满足这一原则的有化合反应、加成反应，加聚反应。解析4.汽车排放出的尾气中含有NO2，是城市大气主要污染物之一，在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①NO2 NO＋O；②2NO＋O2―→2NO2；③O＋O2―→O3。下列对该反应过程及有关叙述正确的是
A.NO2起催化剂作用
B.NO起催化剂作用
C.NO2只起氧化剂作用
D.O3与O2互为同位素√1234答案解析5解析 NO2虽然参加反应，但从反应全过程看，NO2质量及化学性质反应前后都没改变，只是加快O3的生成，所以NO2在反应中起催化剂作用，A选项正确；
O和NO是反应①的生成物，又分别是反应③和反应②的反应物，是反应的中间产物，B选项错误；
反应①中NO2中氮元素的化合价由＋4价变成NO中的＋2价，NO2起氧化剂作用，从整个过程看NO2还起催化作用，C选项错误；
O3和O2是氧元素的同素异形体，D选项错误。123455.飘尘是物质燃烧时产生的粒状飘浮物，颗粒很小(直径小于10－7 m)，不易沉降(可漂浮数小时甚至数年)，它与空气中的SO2、O2接触时，SO2会部分转化为SO3，使空气酸度增加，形成酸雨。
(1)飘尘所起的主要作用是________。
A.氧化作用 B.还原作用
C.吸附作用 D.催化作用解析 酸雨的形成主要是由SO2和NOx引起的，SO2在飘尘和微生物的催化下，被氧化成SO3，SO3溶于水形成酸雨。√1234答案解析5(2)由题意，试写出形成酸雨的两个化学方程式：_____________________，____________________。
(3)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气中均含有氮氧化物，全世界每年排放量约5×107 kg，NO2溶于水生成_____酸。
(4)酸雨可导致下列哪种危害________。
A.腐蚀建筑物 B.导致树木枯萎
C.造成洪涝灾害 D.恶化人类环境
(5)为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，对燃料中的硫化物进行_________， 对废气中的氮氧化物进行___________。SO3＋H2O===H2SO4硝脱硫处理吸收利用12345答案√√√第二单元 化学是社会可持续发展的基础
1. “化学，让生活更美好”。下列叙述不能直接体现这一主旨的是( )
A．风力发电，让能源更清洁
B．合成光纤，让通讯更快捷
C．合成药物，让人类更健康
D．环保涂料，让环境更宜居
答案 A
解析 风力发电过程中，不涉及化学知识，不能直接体现“化学，让生活更美好”这一主题。合成光纤、合成药物、环保涂料都是通过化学方法制取的，体现了“化学，让生活更美好”这一主题。
2．下列做法中不符合“绿色化学”思想的是( )
A．以水性涂料代替油性涂料
B．以无磷洗涤剂代替含磷洗涤剂
C．实验后的有毒有害物质应分类收集、统一处理
D．在通风橱中制氯气时不必用NaOH溶液吸收尾气
答案 D
解析 油性涂料中含有有机溶剂，挥发会造成大气污染。磷元素是营养元素，大量使用含磷洗涤剂会造成赤潮等水污染。有毒有害物质分类收集、统一处理，能够减少污染。在通风橱中制取Cl2，尾气不用NaOH溶液处理，会逸散到大气中造成大气污染。
3．以下说法正确的是( )
A．纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料
B．绿色食品是指不含任何化学物质的食品
C．生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气
D．光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
答案 D
解析 A中，“纳米材料”是指材料的粒度或细度处于1～100纳米的范围，都称纳米材料；B中，任何物质都是由化学物质组成的，绿色食品是指没有被污染的食品，所以B错；C中，生物固氮是靠植物的根瘤菌来将空气中的氮气转化成化合态的氮的。
4．汽车排放出的尾气中含有NO2，是城市大气主要污染物之一，在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①NO2NO＋O；②2NO＋O2―→2NO2；③O＋O2―→O3。下列对该反应过程及有关叙述正确的是( )
A．NO2起催化剂作用 B．NO起催化剂作用
C．NO2只起氧化剂作用 D．O3与O2互为同位素
答案 A
解析 NO2虽然参加反应，但从反应全过程看，NO2质量及化学性质反应前后都没改变，只是加快O3的生成，所以NO2在反应中起催化剂作用，A选项正确；O和NO是反应①的生成物，又分别是反应③和反应②的反应物，是反应的中间产物，B选项错误；反应①中NO2中氮元素的化合价由＋4价变成NO中的＋2价，NO2起氧化剂作用，从整个过程看NO2还起催化作用，C选项错误；O3和O2是氧元素的同素异形体，D选项错误。
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10－7 m)，不易沉降(可漂浮数小时甚至数年)，它与空气中的SO2、O2接触时，SO2会部分转化为SO3，使空气酸度增加，形成酸雨。
(1)飘尘所起的主要作用是________。
A．氧化作用 B．还原作用
C．吸附作用 D．催化作用
(2)由题意，试写出形成酸雨的两个化学方程式：
______________，__________________________________________。
(3)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气中均含有氮氧化物，全世界每年排放量约5×107 kg，NO2溶于水生成________酸。
(4)酸雨可导致下列哪种危害________。
A．腐蚀建筑物 B．导致树木枯萎
C．造成洪涝灾害 D．恶化人类环境
(5)为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，对燃料中的硫化物进行________， 对废气中的氮氧化物进行________________。
答案 (1)D (2) 2SO2＋O22SO3
SO3＋H2O===H2SO4
(3)硝 (4)ABD (5)脱硫处理 吸收利用
解析 酸雨的形成主要是由SO2和NOx引起的，SO2在飘尘和微生物的催化下，被氧化成SO3，SO3溶于水形成酸雨。
[基础过关]
题组一 现代科学技术的发展离不开化学
1．生活中处处有化学。下列说法正确的是( )
A．制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
B．做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体
C．煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类
D．磨豆浆的大豆富含蛋白质，豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸
答案 A
解析 不锈钢是碳、铁、镍等物质组成的合金，所以A项正确；棉和麻都是多糖，其聚合度n是不同的，所以不互为同分异构体，B项不正确；花生油是不饱和的酯类，而牛油是饱和酯，故C项不正确；豆浆加热煮沸是蛋白质的变性而不是水解成氨基酸，所以D项不正确。
2．“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
答案 D
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。
3．化学科学将在能源和资源的合理开发、安全应用方面大显身手，当前我国农村地区如何处理大量植物秸秆的问题倍受关注。下列提出的几种植物秸秆的处理方法中，不正确的是( )
A．出售给工厂作工业原料
B．就地焚烧成草木灰作植物的钾肥
C．应用化学科学的有关原理和方法制成甲烷作燃料
D．应用化学科学的有关原理和方法制成优质的牲畜饲料
答案 B
解析 农业生产中产生的植物秸秆是宝贵的资源，合理利用，能够缓解能源危机，目前利用秸秆的方式主要有①作原料生产酒精、沼气；②作牲畜饲料；③作有机肥料等。草木灰中含有K2CO3可以作钾肥，但就地焚烧不但污染环境，而且也是对资源的一种浪费。
4．化学与能源、信息、材料密切相关。下列说法错误的是( )
A．石油的催化裂化是为了提高从石油中得到的汽油等轻质油的产量和质量
B．开发太阳能、水能、风能等能源，可减少煤、石油等化石燃料的使用
C．光缆在信息产业中有广泛应用，制造光缆的主要材料是单质硅
D．氧化铝常用于制造耐火材料，氧化铁常用于制造红色油漆和涂料
答案 C
解析 石油的催化裂化可以将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂成相对分子质量较小、沸点较低的烃；新能源的开发和利用可以达到节能减排的目的；制造光缆的主要材料是二氧化硅；氧化铝的熔点高，常用于制造耐火材料，由于氧化铁为红棕色，常用于制造红色油漆和涂料。故答案为C。
题组二 解决环境问题需要化学科学
5．环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因大多是人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是( )
A．温室效应——二氧化碳
B．光化学污染——二氧化氮
C．酸雨——二氧化碳
D．白色污染——一次性塑料制品的使用
答案 C
解析 酸雨的形成主要与NOx、SO2有关，与CO2无关。
6．保护环境已成为当前和未来的全球性重大课题之一。下列因人类生产、生活对环境破坏而带来的后果是( )
①土地沙漠化 ②酸雨 ③水资源危机 ④南极上空臭氧空洞变大 ⑤沙尘暴
A．①②⑤ B．①②④⑤
C．②⑤ D．全部
答案 D
解析 人类生产、生活对环境各个方面造成严重的影响，我们应该关注与人类生存环境关系密切的环境问题。
7．“生态马路”是运用光触媒技术，即在马路上铺设“光触媒”(如二氧化钛)物质，在催化剂表面将空气中的氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫等污染物转化为对人体、环境基本无害的物质。下列有关说法不正确的是( )
A．“生态马路”可将汽车尾气中的CO在催化剂表面氧化成CO2
B．“生态马路”可将汽车尾气中的NOx在催化剂表面氧化成N2
C．“生态马路”对道路表面的清洁度有较高要求
D．“生态马路”是解决城市空气污染的途径之一
答案 B
解析 “生态马路”可将汽车尾气中的NOx在催化剂表面还原成N2，B项不正确。
题组三 绿色化学
8．“绿色化学”是当今社会提出的一个重要概念，“杜绝污染源”是“绿色化学”的一个重要衡量指标。下列物质：①KMnO4 ②O3 ③Ca(ClO)2 ④H2O2 ⑤FeCl3 ⑥浓硝酸，其中可以称作“绿色氧化剂”的是( )
A．只有② B．②④
C．①②⑥ D．②③④⑤
答案 B
解析 H2O2的还原产物是水，无污染，所以被称为“绿色氧化剂”。臭氧直接氧化较大分子的有机物，使原来不可降解的有机物转化成容易降解的有机物，如臭氧可将腐殖质氧化成酯酸、草酸、甲酸、对苯二酸、二氧化碳和酚类化合物，被称为“绿色氧化剂”，也称作“绿色消毒剂”。
9．下列有关“绿色化学”及“绿色食品”的描述均正确的组合是( )
①“绿色化学”是指绝对无污染的化学过程
②“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的化学过程
③“绿色化学”是没有或尽可能少污染的化学过程
④“绿色化学”是人们理想中的化学过程，无法实现
⑤治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴
⑥合理施用农药属于“绿色化学”
⑦加强环境监测属于“绿色化学”过程
⑧开发利用氢能源属于“绿色化学”
⑨富含叶绿素的食品属于“绿色食品”
⑩新鲜的蔬菜属于“绿色食品”
?无污染的安全、优质、营养类食品属于“绿色食品”
?贴有“绿色”防伪标志的食品属于“绿色食品”
A．③⑧? B．①②③⑤⑥⑧⑩
C．②⑥⑦⑨ D．④
答案 A
解析 ①～⑧是对绿色化学叙述。绿色化学的核心是从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，强调最理想的原料经济性原则和污染物的零排放。所以①中的“绝对无污染”、②中的“依靠绿色植物”、④中的“无法实现”、⑤中的“治理三废”、⑥中的“合理施用农药”、⑦中的“加强环境监测”等内容都是错误的或不属于绿色化学范畴，③、⑧正确。⑨～?是对绿色食品的描述，只有?正确。
10．从化学角度分析，下列做法不符合绿色化学理念的是( )
A．开发塑料电镀的表面处理新技术，以回收废弃的塑料
B．用双氧水代替高锰酸钾制氧气
C．在含硫的燃料中加入适量生石灰，以减少二氧化硫的排放量
D．用溴水代替碘水进行萃取实验
答案 D
解析 溴水中的溴容易挥发，碘水中的碘不易挥发，用溴水代替碘水进行萃取实验可能会导致空气污染。
[能力提升]
11．汽车的发明与使用是人类智慧的杰出体现，它为人们的生活和生产带来了极大的方便，同时由此引发的环境污染问题也越来越引起人们的关注。
(1)汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大气，造成产生氮的氧化物的主要原因是________。
A．燃烧含氮化合物燃料引起的
B．燃烧含铅汽油引起的
C．是由于汽油燃烧不充分引起的
D．是汽缸中的N2被氧化生成的
(2)下列有关城市各项污染源与其造成的恶果对应关系正确的是________。
A．汽车尾气－光化学烟雾；工业废气－酸雨；工业废水－“公害病”
B．汽车尾气－酸雨；工业废气－“公害病”；工业废水－光化学烟雾
C．汽车尾气－“公害病”；工业废气－酸雨；工业废水－光化学烟雾
D．汽车尾气－光化学烟雾；工业废气－“公害病”；工业废水－酸雨
(3)一氧化氮和一氧化碳都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g)((N2(g)＋2CO2(g) ΔH＜0。现利用此反应，拟设计一种环保装置以消除汽车尾气对大气的污染。下列设计方案可以提高尾气处理效果的是____________。
①选用适当的催化剂 ②提高装置的温度
③降低装置的压强 ④在装置中装入碱石灰
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
(4)新型环保出租车采用LPG＋汽油的双燃料系统，其尾气中的有毒气体成分较普通车型下降80%左右，缓解了汽车尾气排放给城市环境造成的污染问题。下列物质中不属于上述有害气体的是____________。
A．CO2和H2 B．NO2和NO
C．CO和SO2 D．C粒和含铅化合物
(5)所谓“绿色汽车”是指使用液化石油气等无污染或污染较小的能源作燃料的汽车。绿色汽车可避免有毒的铅、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)与汽油相比较____________。
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．前者产生的含碳化合物种类少
(6)为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类；一类是压缩天然气，另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分都是____________。
A．碳水化合物 B．碳氢化合物
C．氢气 D．醇类
答案 (1)D (2)A (3)C (4)A (5)D (6)B
解析 (1)汽车在工作时，发动机的活塞在汽缸中运行一个循环要经过进气、压缩、点火燃烧和排气四个过程，在压缩和点火燃烧等过程中由于高压高温，故空气中N2和O2发生如下反应：
N2＋O22NO 2NO ＋O2===2NO2，生成污染大气的NO2、NO。
(2)可结合汽车尾气、废气、废水的主要成分及危害进行分析。
(3)由于以上“可逆”反应仅能“缓慢”发生，故可“催化”加速；由于正反应为放热过程，故温度不宜太高；由于正反应为气体总体积减小的反应，故不宜减压；装置中加入能与产物CO2反应的物质有利于平衡右移。
(4)CO2和H2均不属于有毒气体。
(5)抓住“绿色汽车”这一题眼。
(6)天然气(主要成分CH4)和液化石油气(主要成分为含有3～4个碳原子的烃)的主要成分都是碳氢化合物。
12．稀薄燃烧是指汽油在较大空/燃比(空气与燃油气的体积比)条件下的燃烧。随着全球能源危机的加剧，稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视，但稀薄燃烧时，常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NOx转化为N2。不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如图所示。
(1)稀薄燃烧技术除能节约能源外，还具有的优点是______________________(填一项)。排放到大气中的NOx会导致酸雨、________(填一项)等环境问题。
(2)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。
―→―→―→
若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞的稀硫酸溶液中(溶液的体积、浓度均相同)。为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是___________________________________________________。
答案 (1)减少CO和碳氢化合物的污染 光化学烟雾(或破坏臭氧层)
(2)溶液显色所需要的时间
解析 (1)由图可知，随空/燃比的增大，CO与碳氢化合物的含量始终在减小，所以还具有的优点就在于此，NOx是导致光化学烟雾的主要原因。(2)使用滴入酚酞的稀H2SO4溶液，很明显要利用酚酞的颜色变化来显示不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能的不同。
13．某地有一池塘，生长着丰富的水生生物。由于化工厂将大量污水排入池塘中，使水质恶化，各种水生生物先后死亡。根据题意回答下列问题：
(1)从生态平衡角度看，池塘的这种变化说明了________________，造成这种变化的原因是______________。
(2)经检测，污水中含有0.012 mol·L－1的溴单质，可用Na2SO3除去污水中的溴，发生反应的化学方程式为_____________________________________________________。
处理5 L这种污水，需加入________ L 0.05 mol·L－1的Na2SO3溶液才能将溴全部除去。
(3)要使池塘恢复本来面目，首先要解决的问题是________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)池塘的生态平衡遭到破坏 化工厂对池塘的污染超过了池塘生态系统的自动调节能力
(2)Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr 1.2
(3)化工厂的污染问题
解析 (1)分析池塘的变化情况：丰富的水生生物→水质恶化→水生生物死亡，可知变化的原因是化工厂排放的污水进入池塘，其污染程度超过了池塘生态系统的自动调节能力。(2)Na2SO3与Br2在水中反应生成Na2SO4和HBr。(3)要使池塘恢复本来面目，首先要解决的问题就是化工厂的污染问题。
14．烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·Al2O3]溶液，并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________；
滤渣Ⅰ的主要成分为________(填化学式)。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分为________(填化学式)；制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·Al2O3]溶液的化学方程式为___________________________________________________________。
(3)吸收烟气中SO2的化学方程式为Al2(SO4)3·Al2O3＋3SO2===Al2(SO4)3·Al2(SO3)3。通入空气氧化，发生反应的化学方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O SiO2
(2)CaSO4·2H2O或CaSO4
2Al2(SO4)3＋3CaCO3＋6H2O===Al2(SO4)3·Al2O3＋3CaSO4·2H2O＋3CO2↑[或2Al2(SO4)3＋3CaCO3===Al2(SO4)3·Al2O3＋3CaSO4＋3CO2↑]
(3)2Al2(SO4)3·Al2(SO3)3＋3O2===4Al2(SO4)3[或2Al2(SO3)3＋3O2===2Al2(SO4)3]
解析 (1)酸浸时Al2O3与硫酸发生复分解反应，反应的化学方程式为Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O；SiO2等不能与酸反应，所以滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2。
(2)在滤液中含有过量的硫酸和硫酸铝，当向其中加入CaCO3时，会发生复分解反应：CaCO3＋H2SO4===CaSO4＋CO2↑＋H2O；由于硫酸钙微溶于水，所以滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4(或CaSO4·2H2O)；制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·Al2O3]溶液的化学方程式为2Al2(SO4)3＋3CaCO3＋6H2O===Al2(SO4)3·Al2O3＋3CaSO4·2H2O＋3CO2↑或2Al2(SO4)3＋3CaCO3===Al2(SO4)3·Al2O3＋3CaSO4＋3CO2↑。
(3)通入空气氧化，空气中的氧气能够把Al2(SO3)3氧化为Al2(SO4)3，发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)3·Al2(SO3)3＋3O2===4Al2(SO4)3或2Al2(SO3)3＋3O2===2Al2(SO4)3。
第二单元 化学是社会可持续发展的基础
[学习目标定位] 1.能列举事实说明化学与科学、技术、社会的关系，知道化学是社会可持续发展的基础。2.认识人类活动包括化学物品的制造和应用可能对环境带来的负面影响，知道解决环境问题的方法。
一、现代科学技术的发展离不开化学
1．许多高新技术产品的元件中，需要用到超高纯度的硅芯片。而自然界中没有单质硅，只有化合态的硅。工业上提取高纯硅的方法如下，写出各步反应的化学方程式。
(1)用焦炭在电炉中还原石英砂(主要成分为SiO2)得到含少量杂质的粗硅。
答案 SiO2＋2CSi(粗硅)＋2CO↑
(2)高温下，将粗硅与Cl2反应。
答案 Si＋2Cl2SiCl4(液态)
(3)将SiCl4多次蒸馏提纯后，在高温下用H2还原。
答案 SiCl4＋2H2Si(高纯硅)＋4HCl
2．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”。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀铜箔的化学方程式，标出电子转移的方向和数目。
答案
(2)比较Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋氧化性的强弱。
答案 氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。
(3)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①氯气 ②铁 ③铜 ④稀硫酸中能实现上述变化的是__①__(填序号)。
1.化学合成和分离技术是人类生存所必需的，也为其余技术发明提供了不可或缺的物质基础。
2．化学科学的发展将帮助人们解决工农业生产中的许多技术问题，提供所需要的具有特定性能的材料，开发高效的洁净能源。
1．下列化学新技术与其试图解决的问题的连线不正确的是( )
A．某沿海城市技术开发公司研制的海水淡化膜——资源问题
B．某洗衣机厂研制不用洗衣粉的洗衣机——污染问题
C．研制应用于计算机领域的导电塑料——能源问题
D．中科院研制的纳米玻璃用于国家大剧院——材料问题
答案 C
解析 海水淡化膜的研制可以解决淡水资源的缺乏问题；洗衣粉中的一些元素会对水资源造成污染，研制不用洗衣粉的洗衣机，可以减少洗衣粉对水质的污染；研制导电塑料、纳米玻璃都属于材料领域问题。
2．航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝质飞船进行太空探索。其依据是( )
A．塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产
B．塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝更优良的新型材料
C．塑料用途广泛，可从自然界中直接得到
D．塑料是有机物，不会和强酸或强碱作用
答案 B
解析 用塑料飞船代替铝质飞船，其依据一定是其性能上的差异。在塑料生产中加入添加剂改变其成分，能得到质量轻、性能好、成本低的新型材料，这就是取代铝质(一般含有Mg、Ti等多种合金元素)材料的依据。
二、解决环境问题需要化学科学
1．随着工业的迅速发展和化石燃料的大量使用，产生的SO2可造成酸雨，还能导致人类患呼吸疾病，为了减少SO2的排放，可在化石燃料燃烧前首先进行除硫，或在化石燃料燃烧时进行固硫。燃煤烟气的脱硫常见方法有：
(1)石灰石-石膏法：燃煤烟气中的SO2被氢氧化钙吸收，生成的CaSO3在空气中加热被氧化为硫酸钙，得到副产品石膏(CaSO4·2H2O)。
(2)氨水法：燃煤烟气中的SO2被氨水吸收，生成(NH4)2SO3或NH4HSO3，在空气中加热使其氧化，最后得到副产品(NH4)2SO4。
2．消除汽车尾气对环境的污染
(1)汽车尾气中的CO、NO、NO2及碳氢化合物、颗粒物造成了严重的空气污染。
(2)消除汽车尾气对环境污染的方法措施
①在石油炼制过程中进行石油脱硫处理；
②安装汽车尾气处理装置；
③使用新的无害的汽油添加剂代替产生污染的四乙基铅抗震剂；
④使用酒精、天然气作燃料代替部分或全部燃油；
⑤用氢作汽车燃料，用燃料电池作动力，使汽车成为“零排放”的电动汽车。
3．回收二氧化碳
(1)CO2排放日益增多，温室效应加剧，致使全球气候变暖。为减少CO2的影响，可对其进行回收，将其制造成全降解塑料。
(2)二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可生成可降解高聚物，写出反应的化学方程式。
答案 ＋nCO2
1.环境保护与化学
2．绿色化学
“绿色化学”是利用化学原理从源头上消除污染，按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。
(1)从环境观点看：绿色化学强调从源头上消除污染。
(2)从经济观点看：绿色化学提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。
3．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )
A．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
答案 D
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废气，而SO2则主要来源于煤和石油的燃烧，故本题答案为D。
4．“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“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：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3
B．消除制硝酸工业的尾气氮氧化物：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
C．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D．制聚乙烯：nCH2===CH2(CH2 —CH2(
答案 C
解析 用Cu与浓H2SO4制CuSO4时，同时生成SO2，污染空气，不符合“化学反应的绿色化”。
