苏教版化学必修二.docx

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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】

一、化学是认识和创造物质的科学

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……

合金——青铜、不锈钢、铝合金、钛合金……

金属具有的化学性质

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。

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＋HCl

CH2＝CHCl

nCH2＝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+4HCl

MnCl2+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+2H2O

2NaOH+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

二氧化碳

温室效应

1

制造全降解塑料：

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+O2

2CuO；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、1.5

C．0.25、1.0、1.5D．1.0、0.25、0.17

6、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．①②③④⑤⑥B．①③④⑤⑥C．①②④⑤D．①④⑥

7、背景材料：

①2004年夏季，特氟隆不粘锅事件引起公众关注；②2004年冬季，诺贝尔化学奖授予研究蛋白质的科学家；③2005年初春，广东大部分进行了人工降雨；④2005年春末，某高速公路发生液氯运输车翻倒泄露事故。

下列说法正确的是

A．特氟隆（聚四氟乙烯）的单体是氟利昂

B．蛋白质是由氨基酸形成的不可降解的高分子化合物，其水溶液有丁达尔现象。

C．AgI和干冰都可以用于人工降雨

D．附近人员应迅速远离液氯泄露地点，并顺风往安全区域疏散。

8、人体血红蛋白中含有Fe2＋离子，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2＋离子转变成Fe3＋离子，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。

服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有

A．酸性B．碱性C．氧化性D．还原性

9、科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。

如将CO2和H2以1︰4的比例混合，通入反应器。

在适当的条件下反应，可获得一种重要的能源。

请完成以下化学方程式：

CO2＋4H2→CH4＋2H2O；若将CO2与H2混合，在一定条件下以1︰3的比例发生反应，生成某种重要的化工原料和水。

该化工原料可能是

A．烷烃B．烯烃C．炔烃D．芳香烃

10、锂电池是一种常用的电池，它广泛应用于手机、电脑和心脏起搏器等电器中，它的反应方程式为：

Li＋MnO2＝LiMnO2，下列有关它的说法错误的是

A．它的负极是锂

B．它的电解质溶液需用非水溶剂配制

C．当有3.01×1023个电子转移时，正极消耗1molMnO2

D．它是比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大的电池

11、工业上制取硫酸铜不是直接用浓硫酸与铜反应，而是将铜丝浸入稀硫酸中并不断地从容器下部吹入细小的空气泡，这样做的优点是（）

①节省能源、②不产生污染大气的SO2、③提高了H2SO4的利用率、④提高了Cu的利用率

A.①②B.②③④C.①②③D.全部

12、已知天然气的主要成分是甲烷，是一种产生温室效应的气体，相等分子个数的甲烷和二氧化碳产生的温室效应前者大。

下面是有关天然气的几种叙述：

①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源、②等质量的甲烷和二氧化碳产生的温室效应也是前者大、③燃烧天然气也是酸雨的成因之一，其中叙述正确的是

A．①②③B．①C．①②D．③

13、美国等国家发射的航空器将我国的磁谱仪带入太空，其目的是探索反物质，反物质的主要特征是电子带正电荷，质子带负电荷，下列表示反物质酸碱中和的离子方程式正确的是

A．H-+OH+＝H2OB．H++OH+＝H2O

C．H-+OH-＝H2OD．H++OH-＝H2O

14、下列物质中，作为燃料时对空气没有污染的是

A．天然气B．氢气C．汽油D．煤

15、某气体在近地面空气中浓度稍大时是一种污染物，而在高空却对人类有保护作用，该气体是

A．NOB．O3C．COD．氯氟烃

16、“喷水溶液法”是日本科学家研制出的一种使沙漠变绿洲的新技术，它是先在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯水溶液，水溶液中的高分子与沙土粒子结合，在地表下30～50cm处形成一个厚0.5cm的隔水层，既能阻止地下的盐分上升，又有拦截、蓄积雨水的作用。

下列对聚丙烯酸酯不正确的说法是

A．是由CH

=CH－COOR聚合而成的B．是一种相对分子质量很大的有机物，有固定的沸点

C．在一定的条件下能发生水解D．含有n个双键

17、以下有关说法，违背化学变化规律的是

A．石墨制成金刚石B．煤加氢变成人造石油

C．汽油变成水D．铜锌熔合后变成黄金

18、在国际环境问题中，一次性使用聚苯乙烯材料带来的“白色污染”极为严重。

这种材料难分解，难处理。

最近研制出一种新材料：

能代替聚苯乙烯，它由乳酸（一种有机酸）缩聚而成，能在乳酸菌的作用下降解而消除对环境的污染。

下列关于聚乳酸的说法正确的是

A．聚乳酸是一种纯净物B．聚乳酸是一种羧酸

C．聚乳酸的单体是

D．其聚合方式和聚苯乙烯相同

二：

非选择题

19、（6分）对工业“三废”的处理如果不当，则会严重的污染周围环境。

工业“三废”指的是、

和。

化学在工业“三废”治理方面发挥了重要的作用，若对工业“三废”的处理得当，可起到和的双重作用，如用石灰乳处理氯碱工业中的废气，则既可以减少（填气体的化学式）气体对环境的污染，又可以得到漂白粉（有效成分是

）。

20、（6分）NO分子曾因污染空气而臭名昭著。

Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近来此领域研究有很大进展而荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。

（1）NO对环境的危害在于（填编号，有一个或多个答案）（）。

A．破坏臭氧层B．高温下能使一些金属被氧化

C．造成酸雨D．与人体内的血红蛋白结合

（2）在含Cu+的酶的活化中心中，亚硝酸根离子可转化为NO，写出Cu+和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式。

（3）常温下把NO气体压缩到100个大气压，在一个体积固定的容器里加热到50℃，发现气体的压强迅速下降，降至原压强的2/3就不在改变，已知产物之一为N2O，写出上述变化的化学方程式

。

21、（6分）随着现代科学的不断发展，生产和生活所需淡水日益增多，甚至超过人类所能支配的淡水量，使地球上淡水资源发生危机，这就把海水淡化问题提到了科学家的面前。

磺化媒（代表式NaR）是一种钠型离子交换树脂，它能使海水中的Ca

、Mg

交换除去。

现代海水的淡化方法：

使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示。

（1）最早用于海水淡化的方法是蒸馏法，其原理是

。

（2）现有氢型阳离子交换树脂（HR）和羟型阴离子交换树脂（ROH），则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂（填其代表式）为：

A柱，B柱。

（3）说明按上述顺序装柱的理由是。

22、（8分）人们对酸碱的认识，已有几百年的历史，经历了一个由浅入深、由低级到高级的认识过程。

我们目前中学课本中的酸碱理论是1887年阿仑尼乌斯（Arrhenius）提出了的电离理论。

（1）1905年富兰克林（Franklin）深入研究了水和液氨的相似性，把阿仑尼乌斯以水为溶剂的个别现象，推广到任何溶剂，提出了酸碱溶剂理论。

溶剂理论认为：

凡能离解而产生溶剂正离子的物质为酸，凡能离解而产生溶剂负离子的物质为碱。

试写出液氨弱电离的方程式（生成的两种粒子电子数相等）：

。

（2）1923年丹麦化学家布朗斯物（Brφusted）和英国化学家劳莱（Lowry）提出了质子论。

凡是能够释放质子（氢离子）的任何含氢原子的分子或离子都是酸；凡是能与质子（氢离子）结合的分子或离子都是碱。

按质子理论：

下列粒子在水溶液既可看作酸又可看作碱的是（）。

A．H2OB．NH4+C．OH-D．HCO3-E．CH3COO-F．Cl-

（3）1923年路易斯（Lewis）提出了广义的酸碱概念。

凡是能给出电子对而用来形成化学键的物质是碱；凡是能和电子对结合的物质都是酸。

如：

酸（电子对接受体）碱（电子对给予体）反应产物

H+＋[∶OH]—→H∶OH

试指出下列两个反应中的酸或碱：

①H3BO3＋H2O

H++B（OH）4－该反应中的碱是（填：

H3BO3或H2O）

②NaH＋H2O＝NaOH+H2↑该反应中的酸是（填：

NaH或H2O）

23、（6分）汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）是城市空气的污染源之一，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与NO反应，生成可参与大气生态循环的无毒气体，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：

。

（2）“催化转换器“的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是

。

（3）控制城市空气污染源的方法可以有（多选算错）

A．开发氢能源B．使用电动车C．植树造林D．戴上呼吸面具

24、（6分）BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验，它是锗酸铋的简称。

若知：

①在BGO中，锗（Ge，ⅣA族）处于其最高价态＋4价；②在BGO中铋（Bi，ⅤA族）的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8电子稳定结构；③BGO可看成由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在BGO晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。

请填空：

（1）BGO晶体中所含铋氧化物的化学式是。

（2）BGO晶体的化学式是。

25、（8分）用Na2SO3可以治理工业SO2尾气污染，这是一种治理SO2尾气污染比较新颖的方法。

具体操作是：

①将含有SO2气体的工厂尾气通入到Na2SO3溶液中，使其吸收含有尾气中的SO2气体；②将富集有SO2气体的溶液加热，即可使其中的SO2气体逸出，这些SO2气体可以应用于制取H2SO4。

该方法中Na2SO3可以循环使用，符合绿色化学的基本原则。

请根据上述信息解答下列试题：

（1）写出①、②两步的化学方程式

①；

②。

（2）今有10m3的0.1mol/L的Na2SO3溶液，每次吸收标准状况下的含有SO2气体的尾气89.6m3后，即达到了饱和状态。

试求该工厂产生的尾气中SO2气体的体积分数是多少。

答案

1、C2、A3、C4、D5、C6、C7、C8、D9、B10、C11、C12、C13、A

14、B15、B16、D17、D18、C

19、（6分）废气、废水（液）、废渣；减少环境污染；资源回收利用；Cl2；Ca（ClO）2

20、（6分）

（1）A、C、D。

（2）Cu+＋NO2＋2H+＝Cu2+　＋ＮＯ　＋Ｈ２Ｏ。

（3）３ＮＯ＝ＮＯ２＋Ｎ２Ｏ

21、（6分）

（1）蒸馏原理，即利用加热海水时，盐不挥发而留在残余物中，水蒸气经冷凝而得淡水

（2）HR，ROH

（3）若在A中装ROH，则海水先通过ROH，溶液中就会有较多的OH

与海水中的M

生成M（OH）n沉淀，造成堵塞现象，而在A中装HR，在B中装ROH，海水通过A中生成的H

与B中生成的OH

中和，生成水而呈中性。

22、（8分）

（1）2NH3

NH4++NH2－

（２）AD

（3）H2O；H2O

23、（6分）

（1）2CO+2NO＝2CO2+N2

（2）SO2能转化为SO3，产生硫酸酸雾

（3）A、B

24、（6分）

（1）3GeO2·2Bi2O3

（2）Bi2O3

25、（8分）

（1）①Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3

②2NaHSO3

Na2SO3＋SO2↑＋H2O

（2）设每次吸收的SO2的物质的量为x

Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3

11

0.1mol/L×10×103Lx

所以，x＝0.1mol/L×10×103L＝1000mol

故，该工厂产生的尾气中SO2气体的体积分数是

（1000mol×22.4L/mol）/89.6×103L×100％＝25％

答：

该工厂产生的尾气中SO2气体的体积分数是25％。