2011年高一化学精品课件：4.2 化学是社会可持续发展的基础（苏教版必修2）
文档属性
| 名称 | 2011年高一化学精品课件：4.2 化学是社会可持续发展的基础（苏教版必修2） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 441.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2011-12-24 16:17:42 | ||
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文档简介
(共43张PPT)
第二单元 化学是社会可持续发展的基础
第二单元
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
课前自主学案
自主学习
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
如以石英沙为原料制备高纯硅的反应原理为：
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：
__________________________________，
__________________________________。
废气
废液
废渣
SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O
2CaSO3＋O2===2CaSO4
②氨水法脱硫，化学方程式为：
SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3，SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3 ，2(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。
石膏
硫酸铵
CO、NO、NO2、碳氢化合物
②汽车尾气的消除
a．石油脱硫；
b．安装___________________装置；
c．用新的无害的汽油添加剂；
d．使用_______________________等清洁燃料；
e．使用________电池。
(3)回收二氧化碳：如制造_________________。
汽车尾气处理
酒精、天然气、氢气
燃料
全降解塑料
思考感悟
二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可生成一种可降解高聚物：
该反应对于环境保护有什么意义？
【提示】 (1)可反应掉CO2，减缓温室效应。(2)可以用所得产物制造全降解塑料，避免造成“白色污染”。
(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______________。
零排放
1．20世纪90年代初，国际上提出“预防污染”这一概念，绿色化学是“预防污染”的基本手段，下列各项中属于绿色化学的是( )
A．处理废弃物 B．治理污染
C．减少有毒物排放 D．杜绝污染源
答案：D
自主体验
2．下列说法中正确的是( )
A．铅笔芯的主要成分是金属铅
B．CO气体有毒，在生有炉火的居室中多放几盆水，可吸收CO
C．臭氧层的破坏对人类健康有害
D．绿色食品是指施用过化肥和农药生产出来的农副产品
答案：C
3．上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法中不正确的是( )
A．NO分子中有极性共价键
B．NO是造成光化学烟雾的因素之一
C．NO是汽车尾气的有害成分之一
D．NO分子所含电子总数为偶数
答案：D
课堂互动讲练
化学在环境保护上的主要应用
(1)燃煤烟气的脱硫
燃煤烟气中的SO2是主要的大气污染物，会使某些地区雨水酸性严重超标，形成酸雨。为减少二氧化硫气体的排放，在石油炼制和煤的使用过程中都要对烟气进行脱硫处理。
(2)消除汽车尾气对环境的污染
随着人们物质生活水平的提高，汽车数量激增，汽车排放的尾气中的CO、NO、NO2、碳氢化合物、颗粒物等会造成空气污染，破坏生态循环，特别是NO2会造成光化学烟雾。
以下几个方面是化学家为消除污染所采取的重要举措：
①石油炼制中进行石油的脱硫处理；
②发明了汽车尾气处理装置，使尾气中的有害成分在催化剂作用下转化为N2、CO2和水蒸气；
③用新的无害汽油添加剂代替能产生污染的四乙基铅抗震剂；
④使用酒精、天然气代替部分或全部燃油。
此外还有利用太阳能、电能、氢气、乙醇、甲醇等作为汽车的能源；用富氧空气作助燃剂；改进汽车内燃机的性能等。
(3)回收二氧化碳
二氧化碳会使地球的温室效应加剧，引起一系列的环境问题。化学家研究发现可利用二氧化碳制造全降解塑料，如二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可生成一种可降解高聚物，反应式为：
例1
目前地球环境污染问题越来越严重，如温室效应、臭氧层的破坏、光化学烟雾事件、酸雨的形成、有毒物质的污染等已成为世界各国人民普遍关心的问题。请回答下列问题：
(1)产生温室效应的原因主要是大气中含有大量的________(填编号，下同)。
A．SO2 B．NO2
C．CO2 D．CO
(2)臭氧层的破坏导致紫外线对地球表面辐射量的增加，从而使全球皮肤癌的发病人数明显增加。造成这一现象的主要原因是________。
A．人们大量使用氟氯烷烃
B．人们在炼钢时向空气中排放了大量的高炉煤气
C．石油炼制厂排放了大量的甲烷、氢气
D．硝酸、硫酸工厂排放了大量的二氧化碳和一氧化碳
(3)在20世纪60年代，一些工业发达国家的城市曾发生过光化学烟雾事件，并造成数以千计的人员死亡。光化学烟雾产生的主要原因是________。
A．汽油的不完全燃烧
B．大量使用了农药化肥
C．白色塑料垃圾的飘浮
D．金属矿物的冶炼
(4)为了减少大气中二氧化碳的含量，下列措施可行的是________。
A．改进能源结构 B．提高能源的利用率
C．大量使用催化剂 D．提倡植树种草
【解析】 该题注重化学与生产生活实际的联系，尤其是当今全世界关注的环境问题，试题起到了开阔视野，增强环境保护意识，加强社会责任感和使命感的教育功能。
【答案】 (1)C (2)A (3)A (4)ABD
变式训练1 (2011年台州高一调研)为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO2的量，工业上将生石灰和含硫煤混合后使用，可发生“固硫”(不使硫化合物进入大气)反应，最后生成石膏。
(1)整个“固硫”反应所涉及的反应类型可能包括：①化合反应、②分解反应、③置换反应、④复分解反应、⑤氧化还原反应、⑥非氧化还原反应、⑦离子反应、⑧非离子反应(分子反应)，则下列选项中符合反应实际的是________(填字母代号)。
A．①⑤⑦ B．①②⑤⑧
C．①⑤⑥⑧ D．②④⑤⑦
(2)第一步“固硫”反应式中气态物质化学计量数之和为________(填字母代号)。
A．1 B．2
C．3 D．4
(3)比较此法与“石灰石粉末与含硫煤混合”法，哪个方法更好些？________(填“生石灰法”或“石灰石法”)。为什么？
绿色化学
“绿色化学”是人类和自然和谐相处的化学。它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料，最大限度地节约能源，在化学生产各个环节都实现净化和无污染的反应途径。
“绿色化学”的最大特点是在于它在起始端就实现“预防污染”的科学手段，因而，过程和终端为零排放或零污染；同时在化学转化获取新物质的过程中充分利用每种原料的原子，具有“原子经济性”。显然与用化学方法处理“三废”、清除污染的终端污染控制有本质的区别。
“绿色化学”的研究包括化学反应过程的四个基本因素：一是设计对人类健康和环境危害小的反应起始物，淘汰有毒的反应起始物；二是选择最佳的反应条件，以实现最大限度的节能和零排放；三是研究最佳的转换反应和良性试剂；四是设计对人类健康和环境更安全的目标化合物。
“绿色化学”的核心是利用化学反应原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。绿色化学示意图如下：
例2
则用乙基蒽醌法制备H2O2的原子利用率为( )
A．12.6% B．12.5%
C．94.1% D．100%
【答案】 D
变式训练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用NaOH溶液吸收尾气
解析：选D。在通风橱中制取Cl2，不用NaOH溶液吸收尾气，Cl2逸到空气中，污染环境。
探究整合应用
化学与环境保护
环境问题是人类社会发展面临的重大问题之一。化学工业曾经对环境和生态造成了一定的影响，但是化学科学也为分析、监测、治理环境污染提供了有效、快捷的方法与技术。
由于工业发展，燃烧设备不断增多，设备规模不断增大。这些工厂排放的烟气中都会有大量的SO2废气。据统计，我国1995年工业SO2的排放量为1396万吨，2000年工业SO2的排放量达到了3800万吨，由于SO2的污染，我国每年损失高达1100亿元。
例
(1)写出两个工业生产过程中产生SO2的实例。
①____________________________________；
②____________________________________。
(2)防治SO2污染可采取的措施有(写出两种)：
①____________________________________；
②_____________________________________。
(3)湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是：烟气经锅炉预热器出来，进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘，再经过一个专门的热交换器，然后进入吸收塔，烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触，通入空气后生成石膏(CaSO4·2H2O)，经脱硫的烟气，应用循环气体加热器进行再加热，进入烟囱，排入大气。
①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式____________________________。
②用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是___________________________。
③上述过程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值，则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是__________________________。
(4)某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO4·xH2O)，即测定x值。做如下实验：将石膏加热使之脱水，加热过程中固体的质量与时间的变化关系如下图所示。数据表明当固体的质量为2.72 g后不再改变。求：
固体质量与反应时间
①石膏的化学式。
②图像中AB段对应化合物的化学式。
【解析】 (1)SO2的产生主要是由化石燃料的燃烧和含硫矿石的冶炼产生的。
(2)防治SO2污染的措施：一是从污染源着手，削减污染物的排放量，减少煤的直接燃烧，开发新能源，以减少煤和石油的用量；二是采用各种技术，控制污染物的排放，进行燃料脱硫和烟气脱硫。
(3)②Ca(OH)2在工业上是以石灰石为原料经过煅烧生产的，如果用熟石灰进行脱硫，成本较高。③因石膏微溶于水，而氯化物易溶于水，故可用水洗法除去其中的氯化物。
【答案】 (1)①化石燃料的燃烧
②含硫矿石的冶炼
(2)①开发新能源，减少化石燃料的燃烧
②脱硫处理
(3)①CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2；2CaSO3＋O2＋4H2O===2CaSO4·2H2O
②Ca(OH)2在工业上是以石灰石为原料经过煅烧生产的，如果用熟石灰进行脱硫，成本较高
③用水洗法除去其中的氯化物
(4)①CaSO4·2H2O ②2CaSO4·H2O
第二单元 化学是社会可持续发展的基础
第二单元
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
课前自主学案
自主学习
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
如以石英沙为原料制备高纯硅的反应原理为：
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：
__________________________________，
__________________________________。
废气
废液
废渣
SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O
2CaSO3＋O2===2CaSO4
②氨水法脱硫，化学方程式为：
SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3，SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3 ，2(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。
石膏
硫酸铵
CO、NO、NO2、碳氢化合物
②汽车尾气的消除
a．石油脱硫；
b．安装___________________装置；
c．用新的无害的汽油添加剂；
d．使用_______________________等清洁燃料；
e．使用________电池。
(3)回收二氧化碳：如制造_________________。
汽车尾气处理
酒精、天然气、氢气
燃料
全降解塑料
思考感悟
二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可生成一种可降解高聚物：
该反应对于环境保护有什么意义？
【提示】 (1)可反应掉CO2，减缓温室效应。(2)可以用所得产物制造全降解塑料，避免造成“白色污染”。
(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______________。
零排放
1．20世纪90年代初，国际上提出“预防污染”这一概念，绿色化学是“预防污染”的基本手段，下列各项中属于绿色化学的是( )
A．处理废弃物 B．治理污染
C．减少有毒物排放 D．杜绝污染源
答案：D
自主体验
2．下列说法中正确的是( )
A．铅笔芯的主要成分是金属铅
B．CO气体有毒，在生有炉火的居室中多放几盆水，可吸收CO
C．臭氧层的破坏对人类健康有害
D．绿色食品是指施用过化肥和农药生产出来的农副产品
答案：C
3．上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法中不正确的是( )
A．NO分子中有极性共价键
B．NO是造成光化学烟雾的因素之一
C．NO是汽车尾气的有害成分之一
D．NO分子所含电子总数为偶数
答案：D
课堂互动讲练
化学在环境保护上的主要应用
(1)燃煤烟气的脱硫
燃煤烟气中的SO2是主要的大气污染物，会使某些地区雨水酸性严重超标，形成酸雨。为减少二氧化硫气体的排放，在石油炼制和煤的使用过程中都要对烟气进行脱硫处理。
(2)消除汽车尾气对环境的污染
随着人们物质生活水平的提高，汽车数量激增，汽车排放的尾气中的CO、NO、NO2、碳氢化合物、颗粒物等会造成空气污染，破坏生态循环，特别是NO2会造成光化学烟雾。
以下几个方面是化学家为消除污染所采取的重要举措：
①石油炼制中进行石油的脱硫处理；
②发明了汽车尾气处理装置，使尾气中的有害成分在催化剂作用下转化为N2、CO2和水蒸气；
③用新的无害汽油添加剂代替能产生污染的四乙基铅抗震剂；
④使用酒精、天然气代替部分或全部燃油。
此外还有利用太阳能、电能、氢气、乙醇、甲醇等作为汽车的能源；用富氧空气作助燃剂；改进汽车内燃机的性能等。
(3)回收二氧化碳
二氧化碳会使地球的温室效应加剧，引起一系列的环境问题。化学家研究发现可利用二氧化碳制造全降解塑料，如二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可生成一种可降解高聚物，反应式为：
例1
目前地球环境污染问题越来越严重，如温室效应、臭氧层的破坏、光化学烟雾事件、酸雨的形成、有毒物质的污染等已成为世界各国人民普遍关心的问题。请回答下列问题：
(1)产生温室效应的原因主要是大气中含有大量的________(填编号，下同)。
A．SO2 B．NO2
C．CO2 D．CO
(2)臭氧层的破坏导致紫外线对地球表面辐射量的增加，从而使全球皮肤癌的发病人数明显增加。造成这一现象的主要原因是________。
A．人们大量使用氟氯烷烃
B．人们在炼钢时向空气中排放了大量的高炉煤气
C．石油炼制厂排放了大量的甲烷、氢气
D．硝酸、硫酸工厂排放了大量的二氧化碳和一氧化碳
(3)在20世纪60年代，一些工业发达国家的城市曾发生过光化学烟雾事件，并造成数以千计的人员死亡。光化学烟雾产生的主要原因是________。
A．汽油的不完全燃烧
B．大量使用了农药化肥
C．白色塑料垃圾的飘浮
D．金属矿物的冶炼
(4)为了减少大气中二氧化碳的含量，下列措施可行的是________。
A．改进能源结构 B．提高能源的利用率
C．大量使用催化剂 D．提倡植树种草
【解析】 该题注重化学与生产生活实际的联系，尤其是当今全世界关注的环境问题，试题起到了开阔视野，增强环境保护意识，加强社会责任感和使命感的教育功能。
【答案】 (1)C (2)A (3)A (4)ABD
变式训练1 (2011年台州高一调研)为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO2的量，工业上将生石灰和含硫煤混合后使用，可发生“固硫”(不使硫化合物进入大气)反应，最后生成石膏。
(1)整个“固硫”反应所涉及的反应类型可能包括：①化合反应、②分解反应、③置换反应、④复分解反应、⑤氧化还原反应、⑥非氧化还原反应、⑦离子反应、⑧非离子反应(分子反应)，则下列选项中符合反应实际的是________(填字母代号)。
A．①⑤⑦ B．①②⑤⑧
C．①⑤⑥⑧ D．②④⑤⑦
(2)第一步“固硫”反应式中气态物质化学计量数之和为________(填字母代号)。
A．1 B．2
C．3 D．4
(3)比较此法与“石灰石粉末与含硫煤混合”法，哪个方法更好些？________(填“生石灰法”或“石灰石法”)。为什么？
绿色化学
“绿色化学”是人类和自然和谐相处的化学。它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料，最大限度地节约能源，在化学生产各个环节都实现净化和无污染的反应途径。
“绿色化学”的最大特点是在于它在起始端就实现“预防污染”的科学手段，因而，过程和终端为零排放或零污染；同时在化学转化获取新物质的过程中充分利用每种原料的原子，具有“原子经济性”。显然与用化学方法处理“三废”、清除污染的终端污染控制有本质的区别。
“绿色化学”的研究包括化学反应过程的四个基本因素：一是设计对人类健康和环境危害小的反应起始物，淘汰有毒的反应起始物；二是选择最佳的反应条件，以实现最大限度的节能和零排放；三是研究最佳的转换反应和良性试剂；四是设计对人类健康和环境更安全的目标化合物。
“绿色化学”的核心是利用化学反应原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。绿色化学示意图如下：
例2
则用乙基蒽醌法制备H2O2的原子利用率为( )
A．12.6% B．12.5%
C．94.1% D．100%
【答案】 D
变式训练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用NaOH溶液吸收尾气
解析：选D。在通风橱中制取Cl2，不用NaOH溶液吸收尾气，Cl2逸到空气中，污染环境。
探究整合应用
化学与环境保护
环境问题是人类社会发展面临的重大问题之一。化学工业曾经对环境和生态造成了一定的影响，但是化学科学也为分析、监测、治理环境污染提供了有效、快捷的方法与技术。
由于工业发展，燃烧设备不断增多，设备规模不断增大。这些工厂排放的烟气中都会有大量的SO2废气。据统计，我国1995年工业SO2的排放量为1396万吨，2000年工业SO2的排放量达到了3800万吨，由于SO2的污染，我国每年损失高达1100亿元。
例
(1)写出两个工业生产过程中产生SO2的实例。
①____________________________________；
②____________________________________。
(2)防治SO2污染可采取的措施有(写出两种)：
①____________________________________；
②_____________________________________。
(3)湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是：烟气经锅炉预热器出来，进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘，再经过一个专门的热交换器，然后进入吸收塔，烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触，通入空气后生成石膏(CaSO4·2H2O)，经脱硫的烟气，应用循环气体加热器进行再加热，进入烟囱，排入大气。
①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式____________________________。
②用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是___________________________。
③上述过程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值，则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是__________________________。
(4)某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO4·xH2O)，即测定x值。做如下实验：将石膏加热使之脱水，加热过程中固体的质量与时间的变化关系如下图所示。数据表明当固体的质量为2.72 g后不再改变。求：
固体质量与反应时间
①石膏的化学式。
②图像中AB段对应化合物的化学式。
【解析】 (1)SO2的产生主要是由化石燃料的燃烧和含硫矿石的冶炼产生的。
(2)防治SO2污染的措施：一是从污染源着手，削减污染物的排放量，减少煤的直接燃烧，开发新能源，以减少煤和石油的用量；二是采用各种技术，控制污染物的排放，进行燃料脱硫和烟气脱硫。
(3)②Ca(OH)2在工业上是以石灰石为原料经过煅烧生产的，如果用熟石灰进行脱硫，成本较高。③因石膏微溶于水，而氯化物易溶于水，故可用水洗法除去其中的氯化物。
【答案】 (1)①化石燃料的燃烧
②含硫矿石的冶炼
(2)①开发新能源，减少化石燃料的燃烧
②脱硫处理
(3)①CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2；2CaSO3＋O2＋4H2O===2CaSO4·2H2O
②Ca(OH)2在工业上是以石灰石为原料经过煅烧生产的，如果用熟石灰进行脱硫，成本较高
③用水洗法除去其中的氯化物
(4)①CaSO4·2H2O ②2CaSO4·H2O