苏教版高中化学必修2化学科学与人类文明 例题解析

苏教版高中化学必修2化学科学与人类文明例题解析
(1)
【例1】将已污染的空气通入某溶液，测其导电性的变化，能获得某种污染性气体的含量。

如把含H2S的空气通入CuSO4溶液，导电性稍有变化，但溶液吸收H2S的容量大；若用溴水，则吸收容量不大而导电性变化大。

现要测量空气中的含氯量，并兼顾容量和导电性变化的灵敏度，最理想的吸收溶液是
A.NaOH溶液
B.蒸馏水
C.Na2SO3溶液
D.KI溶液
解析：A：Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O，吸收容量大，但溶液中自由移动离子的浓度几乎不变，导电性也就不变。

B：Cl2+ H2O===HCl+HClO，导电性增强，但吸收容量小。

C：Cl2+Na2SO3+ H2O===2HCl+ Na2SO4，无论从吸收容量上还是从离子浓度即导电性看，都较大，符合题意。

D：Cl2+ 2KI===2KCl+I2，由反应可看出吸收Cl2容量大但溶液中离子浓度不变，导电性不变。

答案：C
点评：一般在一定条件下的溶液中，离子浓度越大，其导电性越强；而气体在溶液中的吸收量要看其在该溶液中的溶解性，以及能否与溶液中的溶质反应。

【例2】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、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
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30世纪60年代，一些工业发达国家的城市都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）为了减少大气中的二氧化碳的排放量，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，试题起到了开拓视野，增强环境意识，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
点评：本题密切联系全球关注的环境、能源、生命科学等热点问题，特别是人类生存环境问题，提高同学们学习自然科学的兴趣，开拓视野，增强环境意识，加强社会责任感和使命感，认识到学习化学的重要性。

(2)
【例1】纳米技术开辟了材料的新天地，在北京申奥工程中，就使用了我国最近研制的一项新成果——“纳米塑料”，下列说法不正确的是（ ）
A.纳米是长度单位
B.纳米是材料名称
C.纳米塑料是高分子化合物
D.纳米聚乙烯的物理性质比普通聚乙烯优异
解析：纳米是一长度单位，而非材料名称。

纳米技术是研究在10－7m ~10－9 m 内，原子、分子和其他类型的物质制备的技术。

纳米材料是纳米科技最基本的组成部分，是通过用物理、化学及生物学的方法制备出只包含几百个或几千个原子、分子的“颗粒”。

这种“颗粒”的尺寸只有几个纳米。

纳米材料制别“神奇”，其性能特别优越。

答案：B
【例2】我国古代炼丹著作《黄白第十六》是世界上最古老的冶金化学著作。

这部著作有如下几条记载：
（1）曾青涂铁，铁赤如铜。

（2）铅性白也，而赤之以为丹，丹性赤也，而白之以为铅。

（3）丹砂烧之成水银，积变又成丹砂。

用化学方程式表示上述变化过程。

这些最古老的记载说明了中国古代对世界人类进步起了什么重要的作用。

解析：曾青，古代泛指可溶性铜盐溶液，例如硫酸铜溶液、氯化铜溶液等。

丹砂又名朱砂，红色天然矿HgS 因产自湖南辰溪故又名辰砂。

HgS 有两种晶形：一种为红色，一种为黑色，两者在一定条件下可以发生转化。

答案：（1）CuSO 4+Fe===FeSO 4+Cu
（2）2Pb+O 2∆======2PbO 6PbO+O 2===2Pb 3O 4
Pb 3O 4+4C ∆======3Pb+4CO ↑
（3）HgS+O 2∆======Hg+SO 2 Hg+S ∆======HgS
这些记载说明我国是世界四大文明古国之一，在化学发展史上有过极其辉煌的业绩，对人类的进步作出了积极的贡献。

【例3】为缓解能源危机，能源专家构想出了利用太阳能促使燃料循环的构想图： 燃料
燃烧热
太阳能燃烧产物CH CO CH OH H O NH N (4)
223
3
2
当前，科学家还未实现这一构想，但大自然已解决了这个问题。

绿色植物的光合作用就
是在日光作用下，利用太阳能把CO 2和H 2O 转变成了能源葡萄糖（可燃烧）：
6C O + 6H O C H O + 6O 2 2 2 6 6 12 太阳能
叶绿素
（1）如上述构想成立，试写出有关反应的方程式。

解析：见第（2）小题解析
答案：2CO2
太阳能
=======2CO+O2
2H2O
太阳能
=======2H2↑+O2↑CO2+2H2O
太阳能
=======CH4+2O2
2CO2+4H2O
太阳能
=======2CH3OH+3O2
2N2+6H2O
太阳能
=======4NH3+3O2
……
（2）实现上述构想的关键问题是什么？
解析：能源问题是化学与社会中的重要一项。

太阳能是一种巨大、无污染、洁净、安全，同时也是最经济的自然资源。

太阳的中心温度高达4×107℃,在其内部，持续发生着使氢转变为氦的聚合反应。

太阳向宇宙太空发出的能量约为36×1025J·s－1，这个能量大得惊人，可在1 min内蒸干地球上所有的海洋和江湖。

光合作用几乎是地球上唯一能利用光能把无机物合成贮能有机物的作用。

能源问题中太阳能的开发和利用中关键问题是如何使某些物质吸收光能，而这必须使用特殊材料作“载体”，故“人工叶绿素”就成为当前能源科学家研究开发的热点。

例如：
2H2+O2
点燃
=======2H2O，利用太阳能，可将H2O（2H2O
光能
=======2H2↑+O2↑）变回H2
和O2。

日本科学家曾利用铀和氧化钛制得一种粉状“人工叶绿素”，放入水中，再加入少量切碎的绿色植物，再以阳光照射，使之源源不断地产生H2。

答案：问题的关键是如何使燃烧产物吸收太阳能，故需要研究新型高效吸收材料（人工叶绿素）。

即能源问题转变成为材料问题。

【例4】汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）是城市空气的污染源。

治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂）。

它的特点是使CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。

（1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式。

解析：见第（3）小题解析
答案：2CO+2NO===2CO2+N2
（2）“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是。

解析：见第（3）小题解析
答案：SO2转化为SO3，产生硫酸酸雾
（3）控制城市空气污染源的方法可以有。

A.开发氢能源
B.使用电动车
C.植树造林
D.戴上呼吸面具
解析：由提示信息：CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使SO2的转化。

联想：CO和NO反应，生成的无毒气体只能是CO2和N2。

故（1）2CO+2NO===2CO2+N2。

接触法制硫酸中SO2的催化氧化，故（2）答案是：SO2转化为SO3，产生硫酸酸雾。

认真阅读题干“控制城市空气污染源的方法”，（3）的答案应为A、B。

答案：AB。