2019高中化学 专题4 化学科学与人类文明 第2单元 化学是社会可持续发展的基础学案 苏教版必修2

第二单元 化学是社会可持续发展的基础
学习目标：1.了解化学和其他学科之间的密切联系以及对工农业、国防、科技的巨大贡献。

2.了解化学合成和分离技术是人类生存所必需的，是其他各项技术的基础。

3.了解化学在环境保护中的重要作用，加强环保意识并培养绿色化学的理念。

(重点)
[自 主 预 习·探 新 知]
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紧密的联系。

(2)化学与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等新兴学科有紧密的联系。

(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物质基础。

2．化学促进了现代科学技术的发展
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)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2FeCl 3＋Cu===2FeCl 2＋CuCl 2。

(2)创造和合成具有特定性能的材料 如以石英砂为原料制备高纯硅的流程图为 石英砂――→焦炭①粗硅――→氯气②四氯化硅――→氢气③纯硅
写出图中的反应的化学方程式： ①2C ＋SiO 2=====高温
Si(粗)＋2CO↑； ②Si(粗)＋2Cl 2=====△
SiCl 4； ③SiCl 4＋2H 2=====高温
Si(纯)＋4HCl 。

二、解决环境问题需要化学科学 1．环境问题
生活垃圾与工业生产的废气、废渣、废液等给环境带来了严重危害。

2．化学对环境保护的贡献 (1)燃煤烟气的脱硫
①石灰石­石膏法脱硫的反应原理： a ．SO 2＋Ca(OH)2===CaSO 3＋H 2O ； b ．2CaSO 3＋O 2===2CaSO 4。

②氨水法脱硫的反应原理： a ．SO 2＋2NH 3＋H 2O===(NH 4)2SO 3； b ．SO 2＋NH 3＋H 2O===NH 4HSO 3；
c．2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。

③通过烟气脱硫，可以消除燃煤烟气中的SO2，同时还得到副产品石膏和硫酸铵。

(2)消除汽车尾气对环境的污染
①发动机燃油排放的尾气成分：CO、NO、NO2、碳氢化合物、颗粒物。

②消除尾气污染
a．石油的脱硫处理；
b．汽车尾气处理装置将有害气体转化为N2、CO2和水蒸气排出；
c．使用新的无害的汽油添加剂；
d．使用酒精、天然气代替部分或全部燃油；
e．“零排放”的电动汽车用氢作汽车燃料，用燃料电池作动力，合成廉价的、可再生的储氢材料和能量转换材料。

(3)回收二氧化碳
化学家研究发现可利用二氧化碳制造全降解塑料。

例如：用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，其合成反应为。

3．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。

[基础自测]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)光导纤维的主要成分是晶体硅。

( )
(2)化学科学的发展有助于创造、合成具有特定性能的材料。

( )
(3)燃煤时加入适量的石灰石，可缓解酸雨。

( )
(4)回收二氧化碳有助于解决温室效应问题。

( )
【答案】(1)×(2)√(3)√(4)√
2．下列化学新技术与其试图解决的问题的连线不正确的是( )
【导学号：13572202】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
C[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。

]
[合作探究·攻重难]
[
工业革命以来，由于科学技术飞跃进步，工农业生产迅猛发展，每年人类把大量的废物抛弃到环境中，日积月累，终于达到大自然再也消化吸收不了的程度。

人类每年制造出成千上万种新化学物质，并投入工业生产、使用。

这些化学物质中，有毒物质可达上千种，它们进入环境后，在环境中扩散、迁移、积累和转化，对环境造成严重污染。

[思考交流]
(1)SO2气体对环境的破坏表现在哪些方面？人们采取了哪些措施？
【提示】破坏：形成酸雨，使土壤酸化，腐蚀古建筑，使植物枯死，庄稼减产，鱼虾死亡等。

措施：对石油进行脱硫处理，在含硫的煤等燃料中加入生石灰，开发新能源，减少化石燃料的利用等。

(2)安装汽车尾气处理装置可以将尾气中的有害气体在催化剂条件下转化成无害气体，写出反应的化学方程式。

【提示】
【提示】途径2符合绿色化学要求，实现了零排放。

1．常见环境污染与防治
(1)绿色化学示意图
(2)原子经济
原子经济要求反应物的原子全部转变成期望的最终产物，原子利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。

原子利用率＝期望产物的总质量
反应物的总质量
×100%
(3)原子利用率为100%的反应类型有化合反应、加成反应和加聚反应。

[当 堂 达 标·固 双 基]
题组1 化学与现代科学技术
1．化学与能源、信息、材料密切相关。

下列说法错误的是( )
【导学号：13572203】
A ．石油的催化裂化是为了提高从石油中得到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
C[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。

]
2．我国《可再生能源法》倡导碳资源的高效转化及循环利用(如图所示)。

下列做法与上述理念相违背的是( )
A．大力发展煤的气化及液化技术
B．加快石油等化石燃料的开采和使用
C．以CO2为原料生产可降解塑料
D．将秸秆进行加工转化为乙醇燃料
B[煤的气化和液化是通过化学变化将煤转化为气体和液体燃料的先进洁净煤技术，可以减少污染物的排放，A项正确；石油等化石燃料为不可再生能源，加快化石燃料的开采和使用，会破坏环境，加重环境污染，B 项错误；可降解塑料不会造成“白色污染”，C项正确；将秸秆转化为乙醇燃料，可以减少PM2.5的产生，D项正确。

]
题组2 环境污染与保护
3．下列有关环境问题的说法正确的是( )
A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的含量
B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康
C．pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨
D．含磷合成洗涤剂易被细菌分解，故不会导致水体污染
A[燃煤中加入石灰石的作用是“固硫”，最终使硫元素以硫酸盐的形式存在，减少了SO2对空气的污染，A正确；空气中臭氧的体积分数超过10－5%时，就会对人体、动植物造成危害，B错误；pH小于5.6的降水才称为酸雨，通常的降雨也是呈酸性的，因为空气中的CO2会溶于水使雨水呈酸性，C错误；过量的磷和氮进入水中，会造成水体的富营养化，导致有害藻类“疯长”，迅速覆盖在水面上，造成“水华”或“赤潮”，D错误。

] 4．非金属元素的一些氧化物会导致环境污染，以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( ) 【导学号：13572204】
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题组3 绿色化学
5．以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。

下列做法违背发展低碳经济的是( ) A．发展氢能和太阳能
B．限制塑料制品的使用
C．提高原子利用率，发展绿色化学
D．尽量用纯液态有机物代替水作溶剂
D[正确理解低碳经济的要点：节能、减排(CO2)，特别是降低化石燃料(原料)的利用。

A项，不使用“碳”；B项，减少“碳”的应用；C项，提高原子利用率，发展绿色化学，相当于减少了“碳”的使用；D项增加了“碳”的使用。

故选D。

]
6．“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“化学反应的绿色化”的是( )
C[用Cu与浓H2SO4反应制CuSO4时，还会生成SO2，污染空气，不符合“化学反应的绿色化”。

]。