苏教版化学必修二

苏教版化学必修二专题四化学科学与人类文明重难点专题四课文目录第一单元化学是认识和创造物质的科学第二单元化学是社会可持续发展的科学【重难点】1、金属的认识历程；人类对酸碱认识的发展2、认识化学创造新物质的方法与意义；认识合成氨、农药的更新及其粮食增产的关系。3、化学在环境保护中的作用与绿色化学的思想内涵；4、利用已有知识，以具体事例说明化学对现代科学技术的重要作用。【知识梳理】讨论酸碱认识的发展了解物质结构探索成就讨论金属冶炼应用与其活动性关系制作铜氨纤维合成氨、农药发展在粮食生产中的作用、光合作用研究开辟粮食生产工业化的途径制作印刷电路板讨论：信息、航天、能源开发需要化学科学讨论：大气、水污染问题的解决需要化学科学化学促进了现代科技的发展化学是打开物质世界大门的钥匙了解物质合成技术的成就化学是人类创造新物质的工具了解二氧化碳回收、绿色化学的意义解决环境问题需要化学了解化学药物合成及其意义认识化学与人类文明的关系一、化学是认识和创造物质的科学化学科学发展史人类逐步深入认识物质组成、结构、变化的历史人类合成、创造更多新物质的历史一、人类对金属的开发和利用1、金属的制取一定条件下，Mn+得电子，被还原为M部分金属的发现时间：金属冶炼方法：2、金属的特性有特殊光泽，不透明，有导电性、导热性、延展性3、人类对金属的使用纯金属——金银首饰、铜芯电线……KNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgAu约200年前约2500年前约6000年前约6000年前AgHgCu(H)PbSnFeZnAlMgNaCaK加热法热还原法电解法Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温MgCl2＝Mg+Cl2↑通电举例举例举例2HgO=2Hg+O2↑△合金——青铜、不锈钢、铝合金、钛合金……金属具有的化学性质二、酸与碱2、特征1、制取3、使用人类对酸碱认识的发展过程。人类对酸碱认识的发展过程。感觉感觉性质性质归纳归纳电离理论电离理论（味道）（味道）（特性）（特性）（氧化物）（氧化物）（（H+H+、、OHOH--））质子理论质子理论电子理论电子理论（（H+H+））（（ee--））三、化学发展史与测定技术演变：(2)微观结构观测仪器：1.古代的化学是实用的化学，是各种化学工艺知识的积累。如：制陶、制玻璃、冶金、酿酒、染色等。从公元前1500年到公元1650年，炼丹术和炼金术积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。2.近代化学：1661年，英国科学家波义耳(R.Boyle)首次赋予“元素”以科学的定义；1808年，英国科学家道尔顿(J.Dolton)提出原子学说，1811年，意大利化学家阿伏加德罗(A.Avogadro)把“分子”引入道尔顿的原子论，提出了分子假说。促使道尔顿的原子论发展为完整全面的原子－分子论。3.现代化学时期：二十世纪初，量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，现代物理技术在化学中应用，解决了化学上许多悬而未决的问题；在这一时期，元素周期律有了新的发展，建立起现代的分子结构理论（包括价键理论、分子轨道理论和配位场理论）等。(1)古代化学冶金、陶瓷、酿造、火药、造纸、医药近代化学原子－分子论现代化学现代分子结构理论光光学学显显微微镜镜电电子子显显微微镜镜扫扫描描隧隧道道显显微微镜镜((SSTTMM))化学实验化学理论物质世界建立解释指导认识总结典型例题:【例1】瑞典一位著名的化学家把毕生的精力都献给了安全炸药的研究工作，人们都称他为“炸药之父”。死后设立了一个以他的名字命名的奖金，奖给对于化学、物理、生物或医学、文学、经济及和平事业有重要贡献的人。这位化学家是（）A、李比希B、道尔顿C、舍勒D、诺贝尔解析：李比希发明和改进了有机物的分析测试方法，提出了“基团理论”、“多元酸理论”。道尔顿提出了分子－原子学说。舍勒发现了氧气、氯气。诺贝尔发明了各种炸药和火器技术。答案：D【例2】(1)我国古代劳动人民最早发明了“水法炼铜”，是水法冶金的起源，在世界化学史上是一项重大贡献，早在西汉时期《淮南万毕术》里就有“曾青得铁，则化为铜”的记载，曾青可能是碳酸铜一类物质，把其溶于酸中得溶液，当把铁粉投入此液即可得铜，根据学过的化学知识，分析其原理，并写出有关离子方程式。(2)早在人们使用铜铁之前，人们就使用黄金和白银作为饰物和货币；历史上的“青铜器时期”早于“铁器时期”而近百年才大量使用铝制品，这些历史事实与金属活泼性和冶炼的难易有什么联系？解析：（1）冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。由于不同的金属离子的电子的能力不同，所以冶炼的方法不同。碳酸铜不溶于水，用酸溶解后，使用比较活泼的贱金属铁把铜盐溶液中的Cu2+置换出来。（2）金属使用的先后与金属冶炼的难易有关，黄金、白银相对易开采，冶炼也比较容易。答案：（1）CuCO3+2H+=Cu2++CO2↑+H2O；Fe+Cu2+=Fe2++Cu（2）自然界中存在游离态的黄金，白银易于冶炼，故使用很早；随着热还原技术的出现，铜的冶炼成为可能，冶金技术的进步，工艺的提高，冶铁随后成为可能，到了近代，电解技术的出现，使铝的生产不再困难，铝逐渐成为日用金属。【例3】聚氯乙烯是一种用途很广的塑料，与人们日常生活关系密切，试以CaC2(电石)为原料（它能与水反应生成石灰和乙炔），无机原料任选，合成塑料聚氯乙烯。解析：从有机合成的解题分析，合成路线一般采用倒推法。欲合成聚氯乙烯，则需要其单体氯乙烯，从CaC2可以得到CH≡CH，则CH≡CH和氯化氢加成即可得到氯乙烯，氯乙烯发生加聚反应即可生成聚氯乙烯。答案：CaC2＋2H2O→Ca(OH)2＋CH≡CH↑；CH≡CH＋HClCH2＝CHClnCH2＝CHCl【例4】1774年舍勒在实验室中制得氯气，现代氯碱工业已成为化学工业的基础之一，请你写出实验室和工业制取氯气的化学方程式，并对这两种方法进行简单的评价。解析：实验室中用强氧化剂MnO2氧化－1价的氯，消耗盐酸和MnO2，而盐酸是人工合成品，MnO2在自然界中的含量不是很多，因而成本高，不能大量制备。现代氯碱工业用电解饱和食盐水的方法获取氯气，原料丰富，成本低廉，易于大规模工业生产，同时还能得到烧碱和氢气。答案：实验室制取氯气：MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O，设备简单，反应速率较快，适合少量制备，原料利用率低。工业制取氯气：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，原料是食盐和水，来源广泛，价格低廉，消耗的是电力，产品有氢气、氯气和烧碱，适合工业生产。二、化学是社会可持续发展的科学知识结构一、现代科学技术的发展离不开化学1、化学在现代科技发展中的作用，主要体现于两个方面：(1)与新兴学科的交叉渗透，如生命、材料、环境、能源、地球、核科学等等。(2)为新技术的发展提供物质基础，如信息技术、生物技术、核科学与核武器技术、航空和导弹技术、激光技术、纳米技术等。信息――半导体，光导纤维制取；生命――蛋白质分子、氨基酸、维生素等与生命有关物质结构、性质；材料――合成氨、合成橡胶、液晶、合金等；环境――二氧化硫排放、污水中重金属离子回收等。……2、化学的科技意义：人类生存──吃、穿、住、用、行，那一样都离不开物质；社会发展──农业、工业、国防、医药、环境等，无不以物质为基础；科技进步──现代科技的三大支柱，材料、信息与能源均以物质为支撑。二、解决环境问题需要化学科学物质主要危害预防二氧化硫有毒、酸雨①烟气脱硫：Ca(OH)2、氨水、Na2SO3（写出反应的化学方程式或离子方程式）②化石燃料脱硫、气化、液化③改变能源结构汽车尾气光化学烟雾、酸雨、铅污染①汽车尾气处理装置：在催化剂作用下将NOx、CO转化为N2、CO2等（具体可参考本单元“参考资料”）②采用无铅汽油③开发利用新能源，如酒精、天然气、氢气等二氧温室效应①制造全降解塑料：回顾事例化学与现代科技科学前沿环境污染的预防社会发展的可持续性化学与社会的可持续发展化学对社会发展的促进nCH3CH─CH2O+nCO2催化剂─O─CHCH2─O─CO─[]nCH3化碳②设想：压缩后贮存于海底典型例题：【例1】高级轿车中装有安全气囊，内部贮存化学物质。当汽车高速前进过程中受到撞击时，化学物质会在瞬间爆发产生大量气体，充满气袋，填补在乘员与挡风玻璃、仪表板、方向盘之间，防止乘员受伤。⑴如果气袋内贮有硝酸铵，它受猛烈冲击后能迅速分解，产生大量N2O气体，试写出其化学方程式。⑵若需要产生30dm3的N2O气体，需要贮备mol的硝酸铵。解析：⑴硝酸铵受猛烈冲击后能迅速分解，产生大量N2O气体，＋5价的氮与－3价的氮发生氧化还原反应生成N2O，由质量守恒定律可知另一种产物是水，配平可用氮守恒配，。⑵要产生30dm3的N2O，需要N2O的物质的量为n=30/22.4=1.34mol。由上述方程式可知，产生1molN2O需要1mol的NH4NO3，所以产生30dm3的N2O需要NH4NO3的物质的量为：n=1.34×1=1.34mol。答案：（1）2NH4NO3＝2N2O+4H2O；（2）1.34mol【例2】工业上用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜。在实际生产中，需把浓硝酸用等体积的水稀释。试简要回答下列问题：⑴写出有关反应的化学方程式，在实际生产中采用稀硝酸而不用浓硝酸的原因是。⑵从经济效益和环境保护角度考虑，设计制取硝酸铜最适宜的方法，用化学方程式表示为。解析：⑴比较稀硝酸、浓硝酸分别与铜反应的方程式，Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；发现生成等物质的量的硝酸铜3mol时，消耗浓硝酸12mol、生成NO26mol；消耗稀硝酸8mol、生成NO2mol。故选用稀硝酸，消耗原料较少，且产生污染物的量也较少。⑵设计制取硝酸铜最适宜的方法就是使硝酸在反应中只起酸性的作用生成盐，不起氧化剂被还原，生成污染气体低价氮的氧化物，克服第一小题中的缺点，氧化铜单质的氧化剂可以选用空气中的氧气，在加热的条件下生成碱性氧化物CuO后，再用硝酸溶解，制成硝酸铜。答案：⑴Cu+4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；3Cu+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；稀硝酸，消耗原料较少，且产生污染物的量也较少。（2）2Cu+O22CuO；CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O【专题检测】一：选择题（本题包括18小题，每小题3分，共54分，每小题只有一个选项符合题意）1、我国是最早使用铜器的国家之一。在安阳出土的礼器“司母戊鼎”是目前世界上的出土最大青铜器。青铜的主要的成分是（）A．Cu－Zn合金B．Cu－Ag合金C．Cu－Sn合金D．Cu－Pb合金2、下列全球性和区域性的环境问题主要是因为向大气中过量排放二氧化碳和甲烷造成的是A．气候变暖（温室效应）B．臭氧层破坏（臭氧空洞）C．酸雨D．赤潮和水华3、根据酸碱质子理论下列说法不正确的是A．所有的弱酸根都是碱B．酸式弱酸根既是酸又是碱C．不可能一种物质既是酸又是碱D．氢氧根是碱4、汽车排放的尾气中因含有氮氧化物，而污染大气，造成产生氮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．是由于燃烧不充分引起的D．是在汽缸中N2被氧化生成的5、2002年12月31日，世界上第一条商业磁悬浮铁路在上海投入运营。磁悬浮的核心技术是利用超导体的反磁性。以Y2O3、BaCO3和CuO为原料，经研磨烧结可合成一种高温超导物质YBa2Cu3Ox。现欲合成0.5mol此高温超导物质，理论上需取Y2O3、BaCO3和CuO的物质的量（mol）分别为A．0.50、0.50、0.50B．0.50、1.0、1.5C．0.25、1.0、1.5D．1.0、0.25、0.176、下列有关合金的叙述中正确的是①合金具有金属特性；②合金中的元素一般以单质形式存在；③合金中不一定含有金属；④钢是含杂质较少的铁合金；⑤合金属于金属材料；⑥生铁可完全溶解于稀盐酸A．