科学:命题热点资料系列:化学知识链接

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名称 科学:命题热点资料系列:化学知识链接
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资源类型 教案
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科目 化学
更新时间 2011-01-21 12:49:00

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化学知识链接
一、考纲解读
1.考纲要求
(1)了解化学在社会生活中的应用,如:环境、能源、医药、材料等。
(2)能够通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形、图表的观察,以及对自然界、社会、生产、生活中的化学现象的观察,获取有关的感性知识和印象,并进行初步加工、吸收、有序存储的能力。
(3)能综合利用化学知识解决社会、科技、技术等相关问题。
2.考纲解读
将化学知识与STSE相结合,是高考命题中热点题型,其命题切入点主要有:①化学与生活:主要包括:医药、人体所需元素、食品、水、保健品、饮品等。题目的情境贴近生活,考查的知识点着眼于双基,应引起重视。②环境保护:环境方面试题的题型逐渐向着填空、选择、计算及综合方向发展,难度有所提高,范围更加广泛。③化学与能源、材料:主要从热化学方程式的计算、能源、燃烧产物与环境污染问题、各种能量之间的转化、材料与产品制造等方面进行考查。④毒品:这类试题一般通过毒品的结构,考查有机官能团的性质。⑤07、08、09年诺贝尔化学奖:德国化学家格哈德·埃特尔因表面化学研究领域作出开拓性贡献而获得07年诺贝尔化学奖。08年诺贝尔化学奖美国华裔科学家钱永健等三位科学家,他们因为在绿色荧光蛋白(GFP)研究和应用方面做出的突出贡献而获得08年诺贝尔化学奖。美国等三位科学家因核糖对蛋白质的合成作用研究获得09年诺贝尔化学奖。⑥循环经济:以我《循环经济促进法》为载体,可考查资源开发、环保、化学反应原理、化学工艺流程综合评价等。
二、考点透视
考点1、化学与科技
【例1】2009年10月14日, 我国宣布已建成“碳捕捉和储存(CCS)”示范工程,获得的CO2用于制造干冰和保鲜或碳培养海藻等。下列相关说法不正确的是 (  )
A.1mol 二氧化碳全部发生光合作用的过程中,共有4mol 共价键断裂
B.该过程中没有化学变化
C.海藻能提供生物质能,并能参与自然界中的CO2循环
D.如果能弄清此变化过程,将有助于人类更好地利用太阳能,缓解能源危机
解析:选项A,根据CO2的结构O=C=O可知,1mol CO2反应共有4mol 共价键断裂。选项C,CO2、H2O在叶绿体中发生光合作用的反应是化学变化。选项C,海藻储存有糖类等生物质能,这种生物质能在燃烧过程中释放出CO2,CO2又在海藻体内发生光合作用产生糖类等,从而参与了CO2的循环。选项D,弄清了光合作用的机理,人类就能利用太阳能、CO2来模仿光合作用合成糖类,从而缓解能源危机。
答案:B
点拨:本题以新科技成果为载体,通过阅读理解,将题设选项与物质结构、能源转化等知识联系起来,多层面进行考查,体现了高考命题中学以致用的命题理念。
考点2、化学与环境
【例3】据CCTV2009年8月14日报道,陕西省凤翔县凤翔615个孩子血铅超标是由于东岭冶炼公司排放的废水、废渣所致。饮食综合驱铅治疗物质包含新鲜蔬菜、牛奶等。下列说法正确的是 ( )
A. 新鲜蔬菜中的维生素C结构为,在碱性环境中性质稳定
B.铅属于主族元素,不属于重金属
C.牛奶在身体内直接被吸收转化为氨基酸而达到治疗的目的
D.血铅可导致人体中的酶失去活性而中毒
解析: 选项A,维生素C的结构可知,在碱性环境中要发生水解,其性质不稳定。选项B,铅属于重金属元素。选项C,牛奶中的蛋白质需首先在人体内水解为氨基酸,氨基酸再重新合成人体所需的蛋白质。选项D,Pb2+是一种重金属离子能使人体内的酶失去生理活性的中毒。
答案: D
点拨:本题以新闻热点为载体考查了化学与生活知识。解答是主要有机物的结构与性质、Pb2+的性质出发进行分析。
考点3、化学与生活
【例4】据CCVT报道,至09年12月18日,我国因患甲型H1N1流感导致200多人死亡,根据你所学知识,下列判断不正确的是 ( )物质在人体中的作用和简单变化
A.甲型H1N1病毒是一种氨基酸,进入人体内能快速繁殖导致生病
B.高温、使用消毒剂能有效杀灭甲型H1N1病毒
C.合理搭配饮食,保证营养平衡是抵抗甲型H1N1病毒的有效措施
D.并不是所有蛋白质都是对人体健康有利
解析:选项A,甲型H1N1病毒是一种蛋白质,蛋白质是氨基酸的缩合产物。选项B,蛋白质在高温或强氧化性环境中发生变性,所以高温、使用消毒剂能有效杀灭甲型H1N1病毒。选项C,合理搭配饮食,保证营养平衡能大大提升健康水平,增强机体免疫能力,从而抵抗甲型H1N1病毒的入侵。选项D,病毒和有毒蛋白质都是对人体健康有很大威胁。
答案:B
点拨:本题以新闻热点为载体,意在考查氨基酸、蛋白质的结构与性质。解答时是要明确病毒属于一种特殊的蛋白质,然后根据蛋白质的性质推断出结论。
三、规律整合
1.化学与环境
环境问题是当今社会的热点、焦点问题,这就要求我们的学生多关心我们的家园,多关心整个人类的生存和发展,并能够去思考这些问题产生的原因与解决的方法。从而提高自身的综合素质。当今的环境问题主要包括:温室效应、酸雨、臭氧层被破坏、光化学烟雾、白色污染、赤潮、含磷洗衣粉的使用、重金属及其盐的污染、沙漠化等。
2.化学与能源
能源问题是当今社会的热点、焦点问题同时也是高考命题的热点,尤其是综合考试。在中学化学中讨论能量或能源问题的章节主要有:化学反应及其能量变化、电化学、煤和石油等。关于能源问题,同学们必须注意以下转化关系:
核能
潮汐能 水能
生物能 太阳能 化学能
风能 电能
热能
3.化学与材料
材料是当今化学领域研究的重要内容之一,常见的材料有无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料等。而新材料的开发利用,更是人类文明大厦的基石,它包括对超导材料、耐高温材料、人工合成材料、陶瓷材料、非晶态材料、单晶材料、纤维材料、高性能结构材料等的开发利用。在高考命题时,材料方面的知识往往只是作为命题的背景材料,作为一种载体考查基本概念、基本理论。要解决好这一类问题,就必须在牢固掌握双基知识的基础上,提高阅读能力、分析能力、知识运用能力。
四、热点分析
热点1 环境治理
例1 下列说法正确的是 ( )
A.卫生填埋法处理垃圾,不会对环境造成影响
B.将有机垃圾转化为气态燃料符合绿色化学理念
C.将制造普通塑料袋的原料中加入黑色添加剂即可防止白色污染发生
D.生活废旧塑料进行再生重新制造塑料的原料
解析: 选项A,生填埋法处理垃圾时,填埋场的渗出液容易污染其周围的土壤和水体。选项B,堆肥中的重金属有可能对土壤造成污染。选项C,焚烧法烧掉了垃圾中可回收的资源,释放出有毒气体,如二恶英、电池中的汞蒸汽等,并产生有毒有害炉渣和灰尘。选项D,生活废旧塑料再生一则减少了白色污染,二者体现了循环经济理念。
答案:BD
点拨:本题通过有机垃圾自然的再生与利用来体现学以致用的理念。解答时要正确理解白色污染的来源、产生缘由和处理方法。
热点2 水处理
例2 科学家发现,自来水用ClO2处理饮用水更能提升自来水的品质。下列说法正确的 ( )
A.ClO2、HClO的消毒原理相同
B.ClO2、Cl2稀溶液用于环境消毒,具有广谱高效的特点,对人畜无任何危害
C.ClO2在常温下为气体,在自然环境中最终转化为Cl2
D.用AgNO3溶液和稀HNO3即可确定自来水中含有Cl―
解析:(1)选项A,ClO2、HClO能消毒都在于其具有强氧化性。选项B,,ClO2、Cl2都是有毒物质,对环境都有危害。选项C,因为氯气性质活泼,ClO2在常温下为气体,在自然环境中最终转化产物不可能是Cl2,应该是含氯化合物。选项D,若自来水中含有SO42―,加入AgNO3溶液时,也会产生不溶解HNO3的Ag2SO4沉淀。
答案:A
点评:本题以自来水消毒原理为素材,设置源于教材,基础而不失灵活,探究体现创新。可联想所学的化学反应给予分析解决。
热点 3 新能源开发与利用
例3 据新华社2009年5月9日电, 国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,会上通过了我国2009年将投入大量资金发展新能源汽车,支持节能、环保、安全等关键技术开发,为我国社会经济可持续发展打下良好基础,为今后改善环境、提升民众的生活质量具有极为重要的意义。请回答下列问题:
(1)氢能是理想的清洁能源,也是氢氧燃料电池的必不可少的物质。请回答下列问题。
①下列说法不正确的是 。
A.太阳光催化分解水制氢比电解水制氢更为科学
B.氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境
C.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池负极电极反应相同
D.氢氧燃料电池正极获得8mol电子,负极需要8g气体
②利用MnFe2O4为催化剂,通过两步反应使水分解制氢气,第一步反反应为:
MnFe2O4MnFe2O4-X+
则第二步反应的化学方程式为 (条件不写)。
③一种新能源汽车,使用了以碳纳米管为储氢介质的燃料电池,电池原理如右图,该电池的电解质为6mol/LKOH溶液,下列说法不正确的是 。
A.放电过程中整个体系内KOH浓度不变
B.放电时负极附近pH减小
C.放电时电池正极的电极反应为:
NiO(OH)+H2O+e—=Ni(OH)2+OH—
D.放电时,电池反应为2H2+O2→2H2O
(2)热值指在一定条件下每克物质完全燃烧所放出的热量(燃烧产物在该条件下是一种较为稳定的状态),下表是几种物质在常温常压下的热值数据。已知:管道煤气(47g/m3H2、625g/m3CO)价格为1.00元/m3,天然气(714g/m3CH4)的价格为2.50元/m3。
物质 H2 CO CH4
热值/kJ·g–1 143 10 56
①根据以上热值数据, 是最理想的燃料。
②家庭使用管道煤气和天然气, 更经济合算。
③表示CO燃烧热的热化学方程式为 。
解析:(1)①选项A,电解获取H2都消耗较多能量,而在催化剂作用下和利用取之不尽的太阳能来分解H2O获取H2更为科学。选项B,氢氧燃料电池反应产物为H2O,对环境无污染。
选项C,在稀H2SO4介质的电池负极为:H2-2e-=2H+,在KOH介质的电池负极为:H2 + 2OH― -2e-=2H2O。选项D,O2获得8mol电子,则主要4mol(8g) H2。
②第一步反应是获得MnFe2O4-X,第二步反应是利用MnFe2O4-X使H2O分解产生H2和O2,生成的O2与MnFe2O4-X结合生成MnFe2O4,其反应为:MnFe2O4 + xH2O =MnFe2O4-X + H2↑。
③电池中H2燃烧时,作原电池的负极,该电池正极不是O2得电子,而是NiO(OH) 得电子。放电时,H2失去电子变为H+,生成的H+与溶液中的OH―反应生成H2O,导致负极附近的pH值减小,其电极反应为:H2-2e-+ 2OH―=2H2O,放电时,NiO(OH) 获得电子变为Ni(OH)2:NiO(OH)+H2O+e—=Ni(OH)2+OH—,根据正、负电极的电极反应可得放电时,电池反应为:H2 + 2NiO(OH)=2Ni(OH)2,可见溶液中OH―并没有消耗,所以放电时KOH浓度不变。
(3)①根据热值数据可知,等质量的H2完全燃烧比CO、CH4完全燃烧产生的热量多,且H2 燃烧产物为H2O,对环境无影响,所以H2是最理想燃料。
②1m3管道煤气价格为1.00元,燃烧放出的热量=47g×143kJ·g–1+ 625g×10kJ·g–1=12971kJ。价格为1.00元的天然气完全燃烧放出的热量=714g×56kJ·g–1/2.5=15994kJ,可见相同价格天然气比管道煤气产生的热量多,所以天然气更经济合算。
③1mol CO(g)完全燃烧生成CO2(g)放出的热量=28g ×10/kJ·g–1=280kJ,故表示表示CO燃烧热的热化学方程式为:CO(g) + 1/2O2(g)=CO2(g);△H=-280kJ/mol。
答案:(1)①C ②MnFe2O4 + xH2O =MnFe2O4-X + H2↑ ③D
(2)①H2 ②天然气 ③CO(g) + 1/2O2(g)=CO2(g);△H=-280kJ/mol
点评:本题主要考查了燃料电池知识。其难点在于燃料电池的分析与判断,首先根据电子流向判断出电池的正负极,然后根据变化和电解质溶液,写出正、负极电极反应,再推写出电池总反应,根据电极反应来判断溶液酸碱性变化和离子移动的方向。
五、能力突破
例 在建国60周年阅兵仪式上,我国展示的歼-10、歼-11等新型武器,大展国威,为我们的平安生活筑起了新的万里长城,新型武器中离不开新材料的使用。下列说法正确
(1)下列说法不正确的是 。
A.飞机机身材料(镁铝合金)经过抗氧化处理能有效防止腐蚀
B.PVC塑料可用于制造飞机导电线外层
C.用碳纤维材料可用于制造大飞机通讯设备的外壳
D.飞机使用的机舱玻璃可由玻璃钢制成
(2)飞机上使用的某复合材料的基体是氮化硅陶瓷,增强体是SiO2纤维。对该复合材料的说法正确的是 。
A.该复合材料性质很稳定,不会溶解在任何酸中
B.氮化硅的化学式为Si3N4
C.该复合材料耐高温,强度高,导电导热性好,不易老化,可用于制造精密电子仪器
D.该复合材料与玻璃钢性能相似
(3)无氧铜用于制造飞机所需真空电子器件的重要材料,无氧铜含氧超标造成电真空构件失败,仍是国际上的技术难题。一般所说的铜中含氧,实际上指的是含有Cu2O。某化学兴趣小组对一份铜样品展开探究(已知:Cu2O与Cu均为红色固体,酸性条件下能发生反:Cu2O + 2H+ =Cu + Cu2+ + H2O )。
甲同学取少量该红色试样溶于过量的稀硝酸;乙同学取少量该红色试样溶于过量的稀硫酸。甲、乙的实验中能判断样品中是否含有Cu2O的是__________。甲同学的实验现象是:__________。
解析:(1)选项A,镁铝合金经抗氧化处理,表面形成氧化膜而增强了其抗腐蚀能力。选项B,PVC是一种绝缘材料可用于制造导电线外层。选项C,碳纤维具有韧性好、强度高而质轻的特点,但碳纤维能导电,不能用于制造通讯设备的外壳。选项D,玻璃钢具有透明性好、硬度大、抗冲击能力强等特点适合用于制造机舱玻璃。
(2)选项A,根据该复合材料的组成特点,SiO2能溶解在氢氟酸中。选项B,硅原子最外层有4个电子,氮原子最外层有5个电子,所以氮化硅的化学式为Si3N4 。选项C,该复合材料不导电,不能用于制造电子仪器。选项D,把玻璃纤维(主要化学成分为二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化镁、氧化钠等)作为增强材料,以一类热固性树脂作为基体材料,复合成了现在所称的“玻璃钢”,二者的成分不相同,性能也不相识。
(3)根据反应原理,Cu2O溶解在稀硫酸中导致溶液出现蓝色,且有固体物质Cu产生,而溶解在硝酸中时,HNO3具有很强的氧化性被还原为NO,NO与空气中的O2生成红棕色的NO2,所以无论是Cu或Cu2O都会完全溶解,无法确定样品中是否含有Cu2O。
答案:(1)C (2)B (3)乙 红色固体完全溶解形成蓝色溶液,试管口有红棕色气体出现
点拨:本题以新闻热点为载体,主要考查了材料知识。解答时一是要理解材料与用途之间的关系,二是要联系性质来判断现象,反应或实验现象时,应该从反应入手,根据发生的反应情况从而推断出颜色、沉淀等现象[如本题(3)小问]。
六、高考预测
预计在2010年高考命题中,将科学发展观、构建和谐社会、节能减排、生产安全等内容与化学相联系,考查学以致用的基本理念,同时食品药品、甲型H1N1流感及用水安全、能源、新材料及07、08、09年诺贝尔化学奖可能出现在高考命题中。
例1 生产、生活中的有些现象看上去很相近,但原理相差甚远。下列现象中产生原理相同的是 ( )
A.在两只烧杯中分别放置干冰和浓硝酸,都有白雾产生
B.碘和锌在少量水作用下剧烈反应,钠在氯气中燃烧,都有烟产生
C.铁酸钾(K2FeO4)和氯化亚铁与氯水的混合物,都可用于自来水消毒及净化
D.在空气中亚硫酸钠与偏铝酸钠都会变质
解析:选项A,干冰升华产生白雾,浓硝酸挥发产生白雾。选项B,I2与Zn反应中,H2O是催化剂,二者发生剧烈的反应同时放出大量的热导致产生I2蒸气而产生紫红色的烟,Na与Cl2反应生成细小的NaCl颗粒而产生烟。选项C,二者都是强氧化性和水解产生的Fe(OH)3胶体对自来水消毒和净化。选项D,Na2SO3在空气中被氧化而变质,NaAlO2与空气中的CO2、H2O反应而变质。
答案:C
例2 据研究,甲型H1N1流感病毒也携带高分子化合物核酸(DNA)。下列推断不合理的是 (  )
A.讲究个人卫生、尽量不到人员密集场所是预防甲型H1N1流感的有效措施
B.合成DNA戊醛糖CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO和葡萄糖不属于同系物
C.等物质的量ClO2和Cl2,它们杀灭甲型H1N1流感病毒效率相当
D.一氯氨(NH2Cl)消毒与其水解产物有关
解析:选项A,讲究个人卫生、尽量不到人员密集场所能大大降低与该流感病毒接触的机会,从而有效预防甲型H1N1流感。选项B,根据戊醛糖和葡萄糖的结构和同系物的概念可知二者不是同系物。选项C,选项C,1mol ClO2、Cl2消毒时获得的电子分别为5mol、2mol,ClO2的消毒效率是Cl2的2.5倍。选项D,NH2Cl发生水解产生具有强氧化性的HClO,从而具有消毒能力。
答案:C
例3 我国科考船多次对南海、东海进行了大量钻探考查,探明南海、东海地下存在大量黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、磁铁矿(主要成分为Fe3O4)等矿物,这些矿石是冶炼钢铁的基础原料。下列说法正确的是( )
A.铁和钢材的主要化学成分相同,性质也相同
B.用磁铁矿(主要成分为Fe3O4)炼铁的反应中,1mol Fe3O4被CO还原成Fe转移8mole—
C.只利用KSCN溶液即可检验出磁铁矿中含有铁元素
D.黄铜矿可冶炼出Cu、Fe,同时可制取硫酸
解析:选项A,铁是纯净物,钢材是有铁和其它单质如碳等组成的合金,其硬度、熔点等物理性质存在很大差异。选项B,1molFe3O4 (FeO· Fe2O3)反应,+2铁失去2mol电子,+3铁失去6mol 电子,共8mol 电子。选项C,Fe3O4不溶于水,不能直接与KSCN溶液反应生成血红色物质。选项D,CuFeS2含有Cu、Fe、S元素,故可冶炼出Cu、Fe,同时可制取H2SO4。
答案:D
例4 化学与科学发展、生产、生活密切相关。下列有关说法中错误的是(   )
A.燃烧1mol FeS2释放的SO2形成酸雨时,转移10mol电子
B.“神七”飞船返回仓的绝热层所使用的是耐高温、抗氧化的新型材料
C.“碳纳米泡沫”被称为第五形态的单质碳,与石墨互为同素异形体
D.陶瓷、玻璃、水泥是使用量最大的无机非金属材料,都属于硅酸盐产品
解析:形成酸雨时最终形成的是H2SO4,所以燃烧1mol FeS2释放的SO2形成酸雨时,转移14mol 电子。
答案:A
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