1、第三单元 化学科学与人类文明,一 化学与认识和创造物质,三 环境污染与保护,教材研读,二 化学与社会可持续发展,突破点 化学与可持续性发展,重难突破,一、化学与认识和创造物质 1.化学科学理论的建立与发展,教材研读,2.人类对酸、碱的认识历程,1.化学与人类的密切关系 (1)与生活密切联系 (2)与 信息 、 生命 、 材料 、 环境 、能源、地 球、空间和核科学等新兴学科紧密联系。 (3)化学 合成和分离 技术为 信息 技术、 生物 技术、 核科学和核武器 技术、 航空航天 和 导弹 技术、 激光 技术、 纳米 技术等六大技术提供了不可或缺的物质基 础。,二、化学与社会可持续发展,2.化学科
2、学发展的贡献 (1)解决工农业生产中的技术问题 a.了解 期望实现农业的工业化 b.海水淡化技术的进步:缓解淡水资源紧缺 c.印刷电路板的制作: 2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2 (用化学方程 式表示) d.晶体硅制备,二氧化硅 粗硅 四氯化硅 高纯硅 (2)合成有特定性能的材料 a.高效、稳定、廉价的太阳能光电转化材料解决能源危机 b.光导纤维 c.高强度纤维 (3)开发高效的清洁能源,(4)合成高新材料 纳米技术和分子设计技术的发展将使 等化学器件得到广 泛应用,三、环境污染与保护 1.大气污染 (1)成因:污染源分两类,一类是天然的火山爆发、森林火灾等,产生 大量尘埃、SO2
3、等;另一类是人为的生活污染、工业污染、交通污 染、农业污染等。我国大气污染物主要来自化石燃料燃烧、工业废气 和汽车尾气,主要污染物有总悬浮微粒(TSP)、飘尘、 SO2 、 氮氧化物 (NOx)、CO和光化学氧化剂(O3等)等。 (2)危害:危害动、植物的发育和生存。,2.温室效应 (1)成因:大气中的 CO2 、甲烷等温室气体允许部分太阳辐射(短 波辐射)透过并达到地面,使地球表面温度升高;同时,这些温室气体又能 吸收从地球表面发出的长波辐射,使热量留在大气层内,仅让很少的一 部分热量散失到宇宙空间,从而使地球表面的温度进一步升高。CO2增 多的原因有:a.化石燃料(如煤、石油、天然气)燃烧
4、;b.森林的乱砍滥伐 使光合作用吸收的CO2减少。,(3)治理:a.减少和防止污染物的排放。具体办法是:改进燃烧工艺、采 用无污染或低污染工艺、废弃物综合利用等。b.发展植物净化,植树、 种草等。c.加强监测,每日报道空气质量空气污染指数(API)。,(2)危害:温室效应会使全球变暖,导致两极冰川融化,海平面上升,不少城 市将会被淹没,还会加剧旱涝、台风等自然灾害等。 (3)治理:a.限制CO2的排放量;b.控制化石燃料的燃烧,寻找新能源;c.保护 森林,植树、种草。,3.酸雨 (1)成因:酸雨的形成有天然和人为作用,主要是由 SO2 和 NOx 引起的:SO2 H2SO3 H2SO4;NO
5、NO2 HNO3。一般将pH 小于 5.6 的降水(正常雨水中因溶有CO2,pH约为5.6),叫做酸雨。,(2)危害:会使土壤、湖泊、河流酸化,植物死亡,腐蚀建筑物和文物等。 (3)治理:减少SO2和NOx的排放。化石燃料的燃烧(如火力发电厂)、含硫 矿石的冶炼、硫酸厂等是SO2的主要来源,电厂尾气中的SO2用石灰石 泥浆吸收生产石膏:2CaCO3+2SO2+O2 2CaSO4+2CO2;硫酸厂废气用,氨水吸收。汽车尾气是NOx的主要来源,要改进汽车发动机的结构和性 能或安装尾气净化装置。,4.水污染 (1)成因:由于人类排放的污染物,使水体的物理、化学性质发生变化,从 而降低了水体的使用价值
6、的现象叫做水污染。水污染物种类繁多,主要 有 重金属 盐、酸、碱、植物营养物(如含氮物质、含磷的洗涤 剂)、石油和难降解的有机物等。,(2)危害:a.危害人体健康,如重金属盐;b.影响渔业生产,如水体富营养化 引起的赤潮(在内陆湖泊叫“水华”)大量藻类繁殖,使水中O2的含 量大大降低,鱼类大量死亡。,5.光化学烟雾 (1)成因:大气中的 烃 类与 NOx 在强日光的辐射下,发生光 化学反应,产生的二次污染物与一次污染物混合,形成光化学烟雾。NOx 的主要来源是汽车尾气。 (2)危害:a.光化学烟雾降低能见度;b.由于它有刺激性,会刺激人的眼 睛、呼吸道,腐蚀金属,危害植物。 (3)治理:改进汽
7、车发动机的结构和性能,减少NOx的排放。,(3)治理:a.合理处理工业和农业废水;b.减少或不生产相关物质(如含磷 洗涤剂),并寻找无污染物质代替。,1.下列叙述正确的是 ( D ) A.利用石油作原料制得的纤维是人造纤维 B.合成纤维、人造纤维和天然纤维统称为化学纤维 C.天然纤维是不能进一步被加工处理的 D.光导纤维的主要成分是二氧化硅,2.生活中遇到的某些问题常常涉及化学知识。下列叙述中不正确的是 ( B ) A.鱼虾放久了会产生腥臭气味,应当用水冲洗,并在烹调时加入少量食 醋 B.“酸可除锈”“洗涤剂可去油”以上过程中都发生了化学变化 C.被蜂蚁蜇咬会感到疼痛难忍,这是蜂蚁蜇咬人时将甲
8、酸注入人体的缘 故,此时若能涂抹稀氨水或碳酸氢钠溶液,可以减轻疼痛 D.医用酒精可用于皮肤消毒的原因是其可以使蛋白质发生变性,突破点 化学与可持续发展,重难突破,1.绿色化学有关概念 (1)核心:利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境造成的污 染。又称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。 绿色化学的理念在于不再使用有毒有害的物质,不再产生废物,不再处 理废物,这是一门从源头上减少或消除污染的化学。,(2)绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的 绿色化开展,因此化学反应及其产物具有以下特征: a.采用无毒、无害的原料;,b.在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶
9、剂)下进行; c.产品应该是环境友好的; d.具有“原子经济性”,即反应具有高选择性、极少副产物,甚至实现 “零排放”。 此外,它还应当满足“物美价廉”的传统标准。,2.原子经济性 原子经济性在化学合成特别是有机合成中有重要作用。减少废物的关 键是提高选择性问题,即选择最佳反应途径,使反应物原子尽可能多地 转化成产物原子,最大限度地减少副产物,才会真正减少废物的生成。 美国著名有机化学家B.M.Trost首先提出“原子经济性”的概念:高效 的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之结合到目 标分子中(如加成反应:A+B C),达到零排放。原子经济性可用原子 利用率来衡量,其定义可表
10、示为原子利用率= 100%。 原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是 最大限度地减少了废物的排放。,典例1 下列有关防治或减少酸雨形成的措施中不可行的是 ( C ) A.对燃煤及燃煤烟气进行脱硫 B.对含SO2、NO2的废气进行处理后再排放 C.人工收集大气雷电产生的氮氧化物 D.推广天然气、甲醇等作为汽车的燃料,解析 人工收集大气雷电产生的氮氧化物,收集成本较高且易发生危 险,不可行,C错误。,1-1 含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的 治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述不正确 的是 ( C ),A.该过程中可得到化工产
11、品H2SO4 B.该工艺流程的作用是除去煤燃烧时产生 的SO2 C.该过程中化合价发生改变的元素为Fe和S D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O 2FeSO4+2H2SO4,解析 根据工艺流程图可知,该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4 和H2SO4,该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O 2FeSO4+2H2 SO4,该工艺不仅吸收了二氧化硫,还得到了化工产品硫酸,A、D正确;根 据分析可知该工艺流程的作用是除去煤燃烧时产生的SO2,B正确;该过 程中化合价发生变化的元素有O、Fe、S,C错误。,1-2 臭氧(O3)可应用于游泳池、生活用水、污水的杀菌和消毒,大气中 的臭氧层能有效阻挡紫外线。长期吸入大量臭氧会引起口干燥、咳嗽 等不适症状。臭氧发生器是在高压电极的作用下将空气中的氧气转化 为臭氧的装置。下列说法正确的是 ( C ) A.氧气转化为臭氧是物理变化 B.臭氧分子的相对分子质量为36 C.一个臭氧分子中含有3个氧原子 D.臭氧对人的身体健康不利,应该拒绝使用臭氧,解析 转化过程中有新物质生成,应为化学变化,故A错误;根据分子式 的含义知臭氧的相对分子质量为163=48,故B错误;C正确;臭氧可应用 于游泳池、生活用水、污水的杀菌和消毒,对人的身体健康也有有利的 一面,故D错误。,
