高中化学必修二 化学与技术的发展专题练习解析.docx

1、高中化学必修二 化学与技术的发展 专题练习解析化学与技术的发展【学习目标】1、了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用；2、了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。【要点梳理】要点一、化肥【高清课堂：化学与技术的发展#化肥】1铵态氮（1）概念：氮元素以铵盐的形态存在，主要有碳酸氢铵、氨水、硫酸铵、氯化铵等。（2）合成反应：3H2+N22NH3NH3+HCl=NH4ClNH3+H2O+CO2=NH4HCO3（碳铵）2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4（硫铵）特别提示碳酸氢铵俗称气肥，干燥的碳酸氢铵比较稳定，若产品中含水量较高，或气温高、空气湿度大，会分解为氨气、二氧化碳和水，造

2、成氮元素损失。碳酸氨铵不能表施，应采取沟施或穴施，施后立即覆土；不能作种肥，因为气肥分解时产生的氨气会影响种子发芽；不能撒施，撒施不但会使裸露于地表的肥料迅速分解，降低肥效，还会因肥料占在茎、叶上，灼烧茎、叶。碳酸氢铵适于各种土壤，肥效快，无副作用，在其分解过程中产生的二氧化碳还有利于提高作物的光合强度，增产效果显著。硫酸铵、氯化铵是生理酸性肥料，不宜在酸性土壤上施用，以免增强土壤的酸性。盐碱地不宜施用氯化铵，以免土壤中的钠离子和氯离子增加，给作物造成危害。2尿素（1）组成：化学式为：CO(NH2)2；结构简式： ，化学名称为碳酰二胺。（2）物理性质：无色、无味、无嗅的针状或棱状结晶体。（3）

3、合成：18世纪德国化学家维勒用氯化铵溶液和氰酸银反应制备氰酸铵，意外得到了尿素，首次用无机物合成了有机物；NH4Cl+AgOCN=AgCl+NH4OCN；NH4CNOCO(NH2)2目前生产尿素的原料是氨和二氧化碳：2NH3+CO2CO(NH2)2 (尿素)+H2O该反应分两点：2NH3+CO2H2NCOONH4 H2NCOONH4CO(NH2)2+H2O（4）作用：尿素要经土壤微生物作用水解为氨和二氧化碳：CO(NH3)2+H2ONH3+CO2。尿素适用于各种土壤和农作物，长久使用不会引起土壤酸化、变硬甚至板结。4磷肥制备原料：磷矿石主要成分为Ca(PO4)2、磷灰石主要成分为Ca5(PO4

4、)3F、硫酸。（1）制普钙：磷矿石与硫酸反应的化学方程式为：Ca3(PO4)3+2H2SO4=Ca(H2PO4)2+2CaSO4。磷灰石与硫酸反应的化学方程式为：2Ca5(PO4)3F+7H2SO4=7CaSO4+3Ca(H2PO4)2+2HF。（2）制重钙：磷矿石与磷酸反应的化学方程式为：Ca3(PO4)2+4H3PO4=3Ca(H2PO4)2。磷灰石与磷酸反应的化学方程式为：Ca5(PO4)3F+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF。特别提示（1）H3PO4：Ca3(PO4)2+3H2SO4=3CaSO4+3H3PO4 Ca5(PO4)3F+5H2SO4=5CaSO4+3H3PO4+

5、HF（2）重过磷酸钙又称重钙，主要成分为Ca(H2OP4)2。含P2O5约40%50%。为白至灰白色固体，吸湿，溶于水。是一种有效磷含量很高的磷肥。但施用时勿与碱性物质共用以防生成磷酸钙而降低肥力。发生反应Ca(H2PO4)2+2Ca(OH)2=Ca3(PO4)2+4H2O。要点二、农药【高清课堂：化学与技术的发展#农药】1杀虫剂与虫害的防治（1）杀虫剂的分类：常见的杀虫剂主要包括有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类化合物等。（2）农药发展阶段：天然产物和无机物等属于人类最早使用的第一代农药；有机氯、有机磷、氨基甲酸酯等有机合成农药为第二代农药；拟除虫菊酯和特异性农药等则是人类开发和

6、利用的第三代农药。（3）第三代农药的特性：第三代农药具有了高效、低毒和低残留的特点。被称为“环境友好农药”。2病害和草害的防治（1）杀菌剂：最早使用的杀菌剂有石灰、硫黄及它们的混合物石硫合剂。硫酸铜和石灰的混合物（波尔多液）可以防治葡萄的霜霉病。后来，人们又发明了内吸性属菌剂，与保护性杀菌剂相配合，使防病效果大大增强。（2）除草剂：化学除草剂（除莠剂）可以杀死杂草而不伤害作物。（3）植物生长调节剂：通过模拟天然植物生长的化合物，人们合成了一些用来促进或抑制植物生长的化合物，这类物质就是植物生长调节剂。如乙烯就是一种结构最简单的植物激素。但由于乙烯是气体，在实际使用中很不方便，近年来研制了能在植

7、物体内产生乙烯的植物生长调节剂（如乙烯利等）。要点诠释：波尔多液的配制按重量：硫酸铜1份，块状熟透的生石灰0.52份，水100200份。用110的水溶化生石灰配成石灰乳，用剩下的水溶化硫酸铜，然后将稀硫酸铜溶液慢慢倒入石灰乳中，并不断搅拌，药液呈天蓝色时即成。配制时不能把石灰乳倒入硫酸铜溶液中，因为这样配制出的波尔多液容易沉淀，防病效果差，还会出现药害。在配制波尔多液时要用陶瓷类水缸、瓦罐，不能用铁器配制，并随配随用。要点三、肥皂的制取 【高清课堂：化学与技术的发展#肥皂】1原理：油脂在碱性条件下水解可制高级脂肪酸钠和甘油。化学方程式为： 油脂在碱性条件下的水解又叫皂化反应。2生产过程：把动物

8、性脂肪、植物油进行皂化反应来制取肥皂。皂化反应后生成的高级脂肪酸钠、甘油和水形成混合液，为了使高级脂肪酸钠和甘油充分分离，继续加热搅拌，并慢慢加入食盐细粒，使高级脂肪酸钠从混合液中析出（此过程即为盐析：借助无机盐的作用，减小有机物在水中的溶解度）。要点诠释：肥皂的生产原理（一）工业制造肥皂的过程（二）肥皂的实验室制备（1）原理：油脂在碱性条件下的水解。（2）装置 （3）有关操作及说明操作：在一个干燥的蒸发皿中加入8 mL植物油、8 mL乙醇和4 mL NaOH溶液。在不断搅拌下，给蒸发皿中的液体微微加热，直到混合物变稠。继续加热，直到把一滴混合物加到水中时在液体表面不再形成油滴为止。把盛有混合

9、物的蒸发皿放在冷水中冷却。稍待片刻，向混合物中加20 mL蒸馏水，再放在冷水浴中冷却。然后加入25 mL NaCl饱和溶液，充分搅拌，用纱布滤出固体物质。把固态物质挤干，将其压成条形，即制得肥皂。（4）说明：加入NaCl饱和溶液的作用是使肥皂析出。加入少量乙醇的作用是促进油脂与水的互溶和高级脂肪酸的水溶性，有利于反应顺利进行。要点四、合成洗涤剂 【高清课堂：化学与技术的发展#合成洗涤剂】1工业上以石油裂解产品（烷烃、苯）、硫酸、氢氧化钠等为原料，合成了一系列与肥皂分子结构相似的化合物，这类化合物统称为合成洗涤剂。2十二烷基苯磺酸钠的合成 3分子结构和配方的优化 （1）确定合适的碳链长度：含碳原

10、子个数以1218为最佳。 （2）选择不含支链的烃基：当合成洗涤剂含有支链的烃基时，通常难以被生物降解。（3）合理的配方：为了提高合成洗涤剂的综合性能，满足不同的用途和需要除了烷基苯磺酸钠等表面活性剂外，生产中还要加入一定数量、一定规格要求的多种助洗剂和辅助剂，如纯碱、硅酸钠和含磷化合物等。 特别提示 （1）含磷化合物是一种较好的助剂，但含磷污水的任意排放会造成赤潮和水华等环境污染问题，所以，目前大多生产无磷洗涤剂。（2）加入荧光增白剂可使衣物看起来亮白；加入少量香料可使衣物洗后留香；添加酶制剂可以去除衣物上的血渍、奶渍等。加酶洗衣粉不宜在高温、潮湿环境中贮存的原因是洗衣粉中的酶在高温条件下会变

11、性而失去活性。要点诠释：肥皂和洗衣粉在成分上有何区别？二者各有什么优缺点？ （1）肥皂的主要成分为高级脂肪酸的钠盐，洗衣粉也叫合成洗涤剂，主要成分为烷基苯磺酸钠。 （2）制肥皂需要消耗大量油脂。但油脂是可以再生的；制造合成洗涤剂以石油化工产品为原料，可以节省食用油，但石油资源是有限的。 肥皂在自然界能被微生物分解，不会累积污染水源。有些合成洗涤剂很稳定，不能被微生物分解，能积累而污染水源。 肥皂在硬水中使用时能跟Ca2+、Mg2+形成不溶于水的钙盐和镁盐，浪费了部分肥皂。合成洗涤剂跟Ca2+、Mg2+不能形成不溶盐，所以，它可以在硬水中有效地使用。 肥皂长时间储存容易变质，合成洗涤剂不易变质。

12、【典型例题】类型一：化肥及其合理施用例1 某工厂用CaSO4、H2O、NH3、CO2制备(NH4)2SO4。其工艺流程如下：下列推断不合理的是（ ）A往甲中通CO2有利(NH4)2SO4生成B生成1 mol (NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3C直接蒸干滤液能得到纯净(NH4)2SO4D煅烧CaCO3生成的CO2可被循环利用【思路点拨】注意分析流程图的步骤和添加试剂的先后顺序，熟练掌握各物质间的转化关系。【答案】C【解析】该工厂制备(NH4)2SO4的有关化学反应方程式为：CO2+2NH3+H2O=(NH4)2CO3，(NH4)2CO3+CaSO4 =(NH4)2SO4+CaCO3，C

13、aCO3CaO+CO2，由上述反应可知：产生的CO2可循环使用，D项正确，通CO2生成的(NH4)2CO3使CaCO3转化为(NH4)2SO4，A项对，由N原子守恒知B项也正确。因铵盐受热易分解，故C项错误。【总结升华】对于物质的制备类试题，首先要明确反应的原理，理清各转化间的关系，其次注意操作及试剂的用量及加入的先后顺序。如本题就不能先通CO2后通NH3（因CO2的溶解度小），最后还应考虑物质的特殊性，如加热法制备晶体就不适合于所用盐类。举一反三：【变式1】为同时施用分别含有N、P、K三种元素的化肥，对于给定的化肥：K2CO3；KCl；Ca(H2PO4)2；(NH4)2SO4；氨水，最适宜的

14、组合是（ ）A B C D【答案】B【解析】本题结合盐类水解知识考查化学肥料的使用，施用等基本常识。题给磷肥Ca(H2PO4)2在碱性条件下将转化为不溶性的Ca3(PO4)2，因此在选用其他肥料混用时不能使用碱性物质或水解显碱性的物质。【变式2】Ca3(PO4)2和H2SO4按物质的量之比为12.5比例混合，判断产物是（ ）ACa(H2PO4)2、CaHPO4、CaSO4 BCa(H2PO4)2、CaSO4CCa(H2PO4)2、H3PO4、CaSO4 DCaHPO4、CaSO4【答案】C【解析】为方便分析，把比例关系转化为25，首先根据SO42守恒确定必有产物CaSO4。且其化学计量数必为5

15、。根据Ca2+守恒，可确定Ca(H2PO4)2的化学计量数必为1。再根据PO43守恒，可确定H3PO4的化学计量数必为2。由此得到该发生反应的化学方程式为：2Ca3(PO4)2+5H2SO4=5CaSO4+Ca(H2PO4)2+2H3PO4。类型二：农药及其合理使用例2 （1）磷在自然界主要以_的形式存在于矿石中。磷的单质有多种同素异形体，其中最常见的是有毒的_和无毒的_。（2）磷在不充足的氯气中燃烧的化学方程式为_。而在过量的氯气中燃烧的化学方程式是_。（3）磷（相对原子质量为31）在空气中燃烧的氧化物通常可作强干燥剂。制备100 g这种干燥剂所消耗的空气的体积约为_L。（在标准状况下）（4

16、）有机磷农药“乐果”的结构简式是：，其中所含的双键有_个。【思路点拨】本题属于知识的重现，需要熟练重现学过的知识点。【答案】（1）磷酸盐 白磷 红磷（2）2P+3Cl22PCl3 2P+5Cl22PCl5（3）188（空气中O2含量按为21%算）或197（空气中O2含量约算）（4）2【解析】（1）磷的单质比较活泼，所以磷元素在自然界以化合态的形式存在，且大多以磷酸盐的形式存在于矿石中。磷的同素异形体中最常见的是白磷和红磷，其中白磷有毒，红磷无毒。（2）磷在不充足的氯气中燃烧生成PCl3，而在过量的氯气中燃烧由于发生：PCl3+Cl2PCl5，所以最终产物为PCl5。（3）根据4P+O2 2P2

17、O5，制备100 g P2O5需O2的物质的量为，需空气的体积为： 。（4）乐果分子中除了一个PS双键外，还有一个CO双键。【总结升华】本题主要考查了磷元素的存在和磷单质的相关性质，并以此设计了一个根据化学方程式的简单计算，并给出了有机磷的结构简式，要求判断其结构特点。试题属容易题，没有障碍点，学生只要对元素及其化合物知识掌握得较牢固，一般能够较快地解决此问题。举一反三：【变式1】某课外活动小组用含铜96%的废铜屑制取胆矾（五水合硫酸铜）。将铜屑放入稀硫酸中，加热并不断鼓入空气，在氧气作用下便生成硫酸铜。（1）写出生成硫酸铜的化学方程式_。（2）现有1 kg这种废铜屑理论上能制取胆矾多少千克？

18、（3）将胆矾与生石灰、水按质量比依次为10.56100混合配制成无机铜杀虫剂波尔多液。此波尔多液中Cu2+和Ca2+的物质的量比为_。（最简整数比）波尔多液有效成分的化学式可表示为CuSO4xCu(OH)2yCa(OH)2，此种配比当x=1时，试确定y的数值。【答案】（1）2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+H2O（2）3.75 kg （3）25 y=4【解析】（1）可将该过程理解为两步反应：2Cu+O22CuO，CuO+H2SO4=CuSO4+H2O（2）1 kg这种废铜屑中含Cu的质量为：1000 g96%=960 g，相当于，根据Cu元素守恒，可知制得胆矾的物质的量也为15 mol

19、，其质量为：。（3） CuSO4+Ca(OH)2=CaSO4+Cu(OH)2反应前 2 5 0 0参加反应 1 1 1 1反应后 1 4 1 1所以CuSO4xCu(OH)2yCa(OH)2中y=4。【变式2】瑞士化学家保罗米勒用氯苯、三氯乙醛为原料，通过缩合反应制得滴滴涕（DDT）在农业上使用DDT，减少病虫害，使农业粮食增产15%；DDT的使用，有效杀死蚊蝇、体虱，从而避免疟疾、斑疹伤寒的流行，拯救了数千万的生命。保罗米勒于1948年荣获诺贝尔生理或医学奖。但是，DDT的大量生产和广泛使用，造成环境污染，1962年美国生物学家莱切尔卡逊对DDT造成的公害写到：“天空无飞鸟，河中无鱼虾，成群

20、鸡鸭牛羊病倒和死亡，果树开花但不能结果，农夫们诉说着莫明其妙的疾病接踵袭来。总之，生机勃勃的田野和农庄变得一片寂静，死亡之幽灵到处游荡”。随后，世界各国相继明令禁止生产和使用DDT。诺贝尔奖委员会对此项诺贝尔颁布表示深深的愧疚。阅读上述材料，回答以下问题：（1）DDT仅使用大陆面积2%的土地，但75%以上地域都发现了DDT，在远离施药地区的南极企鹅和北极土著居民体内也发现DDT，其原因是_。（2）DDT在动物体内可以转化为一种使动物生长失调的物质A，其结构式如下： 。从DDT变为A的化学反应类型是_，在实验室实现上述转化的化学反应方程式是_。（3）按疾病传播途径来分类，疟疾应当属于_传染病。（

21、4）下表是甲、乙、丙、丁四个种群，在一个达到生态平衡的环境中所含有的总能量和残留农药DDT的平均浓度甲乙丙丁能量kJ2.81091.31089.11072.9107DDT浓度(gmL1)0.040.350.393.4请分析上述数据回答下列问题：甲在该生态系统中的成分应属于_。上述四个种群的最简单的能量流通渠道是_。在能量流动的渠道中，生物体内DDT的浓度_而增高。（5）杀虫剂“1605”与H3PO4的结构如下：请分析回答：杀虫剂“1605”按有机化合物的分类应当属于_。杀虫剂“1605”在使用过程中，不能与何种物质混合使用？简述其原因。_。杀虫剂“1605”的毒性（对人畜而言）远高于DDT，但

22、“1605”至今尚未禁用，其原因是_。【答案】（1）DDT的化学性质稳定，它通过食物链的传递，在生物体内富集，而鱼类、鸟类等生物通过海洋和天空可以迁移到很远的地方，含有DDT的鱼类、鸟类被企鹅或人类捕食，随之进入南极企鹅和北极土著居民体内。（2）DDT在动物体内变为有机物A的反应类型属于消去反应。在实验室实现上述转化的化学方程式是：（3）疟疾主要通过蚊虫叮咬而传染，从传播途径分析，应当属于血液传染病。（4）甲、乙、丙、丁构成的生态环境中的食物，生物种群甲的总能量最高，因此是生态系统中的生产者。乙、丙两个生物种群是初级消费者，丁则为此食物链中的高级消费者，其最简单的能量流通渠道应为：由于DDT难

23、溶于水，易溶于脂肪，很难通过尿液或粪便排出，而在生物体内聚集，而且DDT的浓度会通过食物链在生物体内富集，而且营养级越高，生物体内的DDT浓度也就越高。（5）将杀虫剂“1605”与H3PO4的结构对比分析，可判知“1605”应当属于硫代磷酸酯，可将其视为硫代磷酸（ ）与乙醇（C2H5OH）、对硝基苯酚（ ）发生酯化反应的产物。杀虫剂“1605”属于酯类，具有酯的通性，在碱性条件下易发生水解而失效，所以，“1605”不能与碱性物质混合使用。DDT属于有机氯农药，稳定性高，难降解，又难于排出体外，造成在生物体内积累中毒；“1605”属于有机磷农药，虽对人畜有剧毒，使用时需严格控制，确保安全，施用对

24、植物安全，杀虫力强，且两周后可被植物吸收分解，残毒少，这是至今尚未禁用的原因。类型三：精细化工例3 试判断下列物质能否溶于水，能溶于水的组合是（ ）葡萄糖；己六醛；硬脂酸；硬脂酸钠；硬脂酸镁；乙二酸； ； ； ；A B全溶 C除外全溶 D【答案】A【解析】OH、COOH、CHO都是亲水基，但较COO、SO3差。中相当于每个C原子上都有亲水基，故易溶于水。而中只有一个弱的亲水基，而余下的5个C均为憎水基，故不溶于水。中苯酚溶解度不大，上去3个憎水的溴原子后，更加不易溶解于水中，中的硬脂酸镁为沉淀。和相比，憎水基小，憎水性差，可溶于水，而由于憎水基太大，难溶于水。例4 十二烷基苯磺酸钠（ ）是常用

25、普通洗衣粉的主要成分。其结构可用图形来表示，端为链烃基，端为极性基。根据这一结构特点，试分析和回答下列问题。（1）十二烷基苯磺酸钠分子在水溶液表面分布的结构示意图，应是下列各图中的图（ ）（填写序号），理由是_ （2）进入水内部的十二烷基苯磺酸钠分子，可能会以下列结构式图中的结构形式存在（填写序号）（ ）【思路点拨】本题属于必修2中有机化学知识的延伸，考查基团的水溶性。注意烃基对溶解性的影响。【答案】（1）C （2）AD【解析】（1）水分子为极性分子，根据相似相溶原理，洗衣粉分子的极性基（端）应溶解于水中（亲水基），链烃基（端）不应溶于水中（憎水基）。C符合要求。（2）A中极性基交替排列，可减

26、少分子之间的斥力；D中极性基（端）向外，链烃基（端）向内的排列，在一定程度上使憎水基团脱离与水的接触，使体系能量最低。A、D为其可能的存在形式。【总结升华】肥皂去污是高级脂肪酸钠起作用，它的分子可分为两部分，一部分是极性的COONa，它可以溶于水，叫亲水基；另一部分是非极性的链状的烃基R，这部分不溶于水，叫憎水基。憎水基有亲油的性质。在洗涤的过程中，污垢中的油脂跟肥皂接触后，高级脂肪酸钠分子的烃基就插入油污内。而易溶于水的羧基部分伸在油污外面，插入水中。这样油污就被包围起来。再经摩擦、振动，大的油污就分散成小的油珠，最后脱离被洗的纤维织品，而分散到水中形成乳浊液，从而达到洗涤的目的。学生对有机

27、物物理性质仅限于记忆层面，所以许多学生对这一块知识感到混乱、吃力。而通过本题使学生意识到有机物的物理性质与与其分子中所含官能团有关，是有规律可循的。进一步强化“结构决定性质”“相似相溶”这些规律意识的形式。举一反三：【变式1】已知苯和卤代烷烃在催化剂作用下，发生烷基化反应（取代），生成苯的同系物。如又如工业上以苯、浓H2SO4、十二烷、NaCl和H2O为原料制取 （洗衣粉的主要成分）。依据合理途径写出有关反应的化学方程式。_（可不填满，也可补充）【答案】（1）2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2（2）C12H26+Cl2C12H25Cl+HCl（3）（4）（5）【解析】要合成 ，逆用题

28、给信息知，须有： 和H2SO4（已提供）；要合成 ，逆用题给信息知，须有： （已提供）和C12H25Cl；而C12H25Cl可由C12H25（已提供）和Cl2光照反应制取；Cl2可由电解饱和食盐水制得。【巩固练习】一、选择题1在元素周期表中位于金属和非金属交界处容易找到的元素是（ ）A制催化剂的元素 B制农药的元素 C半导体元素 D耐高温的合金元素2在许多化合物中硫可以取代氧，取代后的物质仍跟原化合物有相似的性质，下面是两种有机磷农药的结构： 这两种农药在使用过程中不能与下列哪种物质混合使用（ ）AKCl BKOH CNaNO3 DNa2SO43我国是一个农业大国，各种化学农药应有尽有。拟除虫

29、菊酯是一类高效、低毒，对昆虫有强烈触杀作用的杀虫剂，该杀虫剂中含有对光稳定的溴氰菊酯（结构如下图）。下列关于溴氰菊酯的说法正确的是（ ） A溴氰菊酯属于芳香烃B溴氰菊酯的分子式为C23H21O3Br2NC溴氰菊酯在酸性条件下不会发生水解D在一定条件下溴氰菊酯还可以发生加成反应4下列化学肥料属于复合肥料的是（ ）A尿素 B重过磷酸钙 C氯化钾 D磷酸二氢铵5a mol Ca3(PO4)2和b mol H2SO4混合恰好完全反应，反应后的物质中含有Ca(H2PO4)2、CaHPO4、CaSO4三种物质，则的取值范围是（ ）A B C D6下列物质的名称、化学式、主要用途都正确的是（ ）A石膏（CaSO42H2O）用于制造各种模型B皓矾（ZnSO4）用于医药、木材防腐剂、媒染剂C硫酸钡（BaSO4）作白色颜料、“钡餐”D胆矾（CuSO4）用于制造农药7为了保护地表的水质，防止河水富营养化，我国对洗衣粉的成分加以限制，其中限制使用的是（ ） A三聚磷酸钠 B蛋白酶 C十二烷基苯磺酸钠 D硅酸钠8肥皂溶于热的蒸馏水中，冷却后用盐酸中和，最后得到的不溶物是（ ） ANaCl B高级脂肪 C高级脂肪酸 D苯甲酸9可以判断油脂皂化反应基本完成的现象是（ ） A反应液使红色石蕊试纸变蓝色 B反应液使蓝色石蕊试纸变红色 C反应后静置，反应液分为两层 D反应后静置，反应液不分层