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第二单元化学是社会可持续发展的基础1．认识化学是现代科技发展的基础和技术支持。2．认识绿色化学的基本要求及其对社会可持续发展的重要意义。3．认识化学是社会可持续发展的基础。4．了解温室效应、光化学烟雾、酸雨、臭氧层空洞等的产生原因、危害及改善措施。(重点)知识点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、材料、、、地球、空间科学和核科学等新兴学科密切联系。(3)化学合成和分离技术为其他技术的发明提供了不可或缺的基础。环境能源物质2．化学科学的发展对人类的三大贡献(1)解决工农业生产中的技术问题；(2)创造、合成具有特定性能的材料；(3)开发高效的洁净能源。3．化学科学的发展对人类贡献的具体实例(1)印刷线路板的制作原理：(2)信息技术的发展：①铺设光纤通讯线路的材料——光导纤维。光导纤维又称光学纤维，是能传导光信号的纤维材料，主要成分——SiO2。②制造芯片的半导体材料——晶体硅。制造原理：SiO2＋2C=====高温Si(粗硅)＋2CO↑，Si(粗硅)＋2Cl2=====△SiCl4，SiCl4＋2H2=====△Si(高纯硅)＋4HCl。(3)天然橡胶与合成橡胶：①天然橡胶的相对分子质量在10～180万之间，平均相对分子质量在70万左右。②以石油产品为主要原料，应用化学反应合成性能类似于甚至超过天然橡胶的一类有机高分子化合物叫做合成橡胶。(4)纳米材料：①指用晶粒尺寸为纳米级的微小颗粒制成的各种材料，其纳米颗粒的大小不应超过100nm，而通常情况下，不应超过10nm。②包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料。[自我诊断]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。答案：C知识点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：方法化学方程式石灰石－石膏法SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O，2CaSO3＋O2===2CaSO4，可得到副产品石膏氨水法SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3，SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3，2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4，可得到副产品硫酸铵废气废液废渣(2)消除汽车尾气对环境的污染：尾气成分CO、NO、NO2、、等消除方法①；②安装装置；③用；④使用等清洁燃料；⑤使用电池碳氢化合物颗粒物石油脱硫汽车尾气处理新的无害的汽油添加剂酒精、天然气、氢气燃料(3)回收二氧化碳，如制造。(4)绿色化学：①要求：利用化学原理从消除污染。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。全降解塑料源头零排放[自我诊断]2．近年来，我国许多城市禁止使用含铅汽油，其主要原因是()A．提高汽油燃烧效率B．降低汽油成本C．避免铅污染大气D．铅资源短缺答案：C要点一热点环境问题[典例1]下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是()A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一C．节能减排符合低碳经济的要求D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺[解析]N2不属于温室气体，A项错误；清洁能源使用中不会产生SO2、NOx等气体，B项正确；可燃冰是一种能源，D项正确。[答案]A1．温室效应(1)污染物：CO2。(2)成因：工农业生产中化石燃料燃烧及生活燃烧含碳化合物。(3)危害：全球气温上升，水位上升，地面减小。(4)防治：减少化石燃料的使用；开发新能源；植树造林。2．酸雨(1)污染物：SO2、NOx。(2)成因：煤、石油等化石燃料燃烧，汽车尾气的排放等。(3)危害：对森林、农作物、材料、建筑物产生明显损害。(4)防治：开发利用新能源；化石燃料脱硫，废气用碱液吸收。3．臭氧空洞(1)污染物：NOx、氟氯烃。(2)成因：化石燃料的燃烧，氟氯烃空调、冰箱等的使用。(3)危害：臭氧层被大量破坏后，吸收紫外线辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康和生态环境带来多方面的危害。(4)防治：减少化石燃料的使用，限制或停止氟氯烃的使用。4．光化学烟雾(1)污染物：NOx、碳氢化合物。(2)成因：化石燃料使用、汽车尾气排放等。(3)危害：刺激人体器官使人生病甚至死亡。(4)防治：开发新能源；减少化石燃料使用。5．赤潮(1)污染物：含N、P的废水。(2)成因：含N、P的废水任意排放，使水中植物疯长。(3)危害：使水质腐败变质、变臭、水生生物因缺氧死亡或被污染。(4)防治：工业、生活污水处理后再排放，限制使用含磷洗涤剂。6．白色污染(1)污染物：废弃塑料。(2)成因：难以降解塑料制品的随意丢弃。(3)危害：①废旧塑料混在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产。②废旧塑料易被动物当作食物吞入，导致动物死亡。(4)混入生活垃圾中的废旧塑料很难处理、回收，不易分解。(5)防治：减少使用和加强回收，使废塑料再利用、再循环，研制开发可降解塑料。1．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列各词与环境污染无关的是()①温室效应②赤潮③酸雨④光化学烟雾⑤臭氧层空洞⑥潮汐⑦大脖子病⑧水华A．仅⑦⑧B．仅⑥⑦C．⑥⑦⑧D．②⑤⑦解析：②赤潮与⑧水华均属水体富营养化引起的水体污染现象；①温室效应指大量CO2的排放引起的大气变暖现象；④光化学烟雾则是由汽车尾气大量排放有害气体所导致的一种空气污染现象；③酸雨是化石燃料的燃烧等引起的污染现象；⑦大脖子病是缺碘引起的症状，与环境污染无关；⑤臭氧层空洞的形成，则是由释放的氟氯烃等物质导致臭氧层被破坏的大气污染现象；⑥潮汐是一种自然现象。答案：B要点二绿色化学[典例2]“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)2SO3B．消除制硝酸工业的尾气氮氧化物：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2OC．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2OD．制聚乙烯：nCH2CH2CH2—CH2[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”。[答案]C绿色化学的基本原则(1)防止污染的产生优于治理产生的污染；(2)原子经济性(将反应过程中所用的材料，尽可能全部转化到最终产品中)即原子的利用率达到100%。原子的利用率＝期望产物的总质量生成物的总质量×100%；(3)应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源(在常温、常压下进行)。2．国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中的()A．对废水、废气、废渣进行严格处理B．在化学生产中不排放任何有害物质C．对化工厂及周围种草、种树、种花，使工厂成为花园式工厂D．以绿色植物为原料，以生物催化剂实现化工生产过程的化学解析：绿色化学是指以绿色意识为指导，研究和设计没有(或尽可能少的)环境副作用，在技术上和经济上可行的化学品与化学过程。其目标就是研究与寻找能充分利用无毒害原材料，最大限度地节约能源，在各个环节都实现净化和无污染的反应途径的工艺，是始端实现污染预防而非终端治理的科学手段。由于它在通过化学转化获取新物质的过程中，就已充分利用了每种原料的全部原子，因而生产过程和末端均为零排放或零污染，是提高经济效益和环境效益的根本措施。答案：B二氧化硫型酸雨[典例]酸雨是大气污染危害之一，二氧化硫(SO2)的含量是空气质量监测的一个重要指标。某兴趣小组同学取刚降到热电厂附近的雨水进行实验。(1)测得该雨水样品的pH为4.73；(2)向雨水样品中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成；(3)每隔1h，通过pH计测定雨水样品的pH，测得的结果如下表：测定时间/h01234雨水样品的pH4.734.624.564.554.55根据以上信息，回答下列问题：(1)正常雨水的pH为5.6，偏酸性，这是因为_____________________________________________________________________________________________________。(2)分析上述数据变化，你认为形成这一变化的原因是___________________________________________________________________。(3)兴趣小组同学取某一时段的这种雨水VL，加入1.00mol/L的Ba(OH)2溶液至不再产生沉淀时，恰好消耗20.0mLBa(OH)2溶液。请你计算：①该VL雨水中溶解SO2的体积(标准状况下)为________。②生成沉淀物的质量是________________。[解析](1)空气中含有CO2，CO2溶于雨水生成碳酸而使雨水偏酸性。(2)SO2溶于雨水生成亚硫酸，亚硫酸是一种弱酸，从表中可以看出，随着时间的增长，雨水样品的pH逐渐减小，说明酸性逐渐增强，最有可能是亚硫酸被空气中的氧气氧化成硫酸，当亚硫酸全部被氧化成硫酸时，雨水样品的pH不再发生变化。(3)①由方程式Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O，Ba(OH)2＋H2SO3===BaSO3↓＋2H2O，可以得到Ba(OH)2～H2SO4～BaSO4，Ba(OH)2～H2SO3～BaSO3，由硫元素守恒可得：n(SO2)＝n(H2SO3)＝n(H2SO4)＝n[Ba(OH)2]＝1.00mol/L×0.0200L＝0.0200mol，所以V(SO2)＝0.0200mol×22.4L/mol＝0.448L；②假设生成的沉淀的质量为m，若生成沉淀全部是BaSO3，则其质量为0.0200mol×217g/mol＝4.34g；若生成沉淀全部是BaSO4，则其质量为0.0200mol×233g/mol＝4.66g；所以4.34gm≤4.66g。[答案](1)大气中的CO2溶于雨水(2)亚硫酸与空气中的氧气作用转化为硫酸，使雨水酸性增强(3)①0.448L或448mL②4.34gm≤4.66g[随堂训练]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，让环境更宜居解析：风力发电是利用自然界中的动能，属于物理变化，与化学无关，因此A项不能直接体现题给主旨；合成光纤、合成药物、环保涂料确实体现了“化学，让生活更美好”的主旨。答案：A解析：SO2、NO及NO2可进一步被氧化成二次污染物SO3和HNO3等，Cl2可反应生成HCl和HClO等污染物。2．常见的大气污染物分为一次污染物和二次污染物。二次污染物是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或微生物作用下，发生变化所生成的新污染物。下列四种气体中能导致二次污染的是()①SO2②NO③NO2④Cl2A．①②③④B．①②④C．②④D．②答案：A3．近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表达。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，分析下列由单质镁制硝酸镁的四个方案中，你认为可行且符合“绿色化学”要