第05讲 化学与STSE（精讲课件）-2023届高考专题复习

这是一份第05讲 化学与STSE（精讲课件）-2023届高考专题复习，共37页。PPT课件主要包含了解题技巧，考法1化学与环境，水体污染及其防治，白色污染及其防治，真题示例1，真题示例2，真题示例3，考法2化学与能源，考法3化学与材料，维生素与微量元素等内容，欢迎下载使用。
一、大气污染及防治1、酸雨形成及防治 正常雨水偏酸性，pH 约为 5.6，这是因为大气中的 CO2溶于雨水中的缘故。酸雨是指pH小于5.6的雨水，CO2不会导致酸雨，NO2或SO2都会导致酸雨，酸雨的形成主要人为排放的氮氧化物和硫氧化物等酸性气体转化而成的。(1)硝酸型酸雨 ①硝酸型酸雨(氮氧化合物NO、NO2引起)： 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===HNO3+NO ②氮氧化物主要来源：煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等.
(2)硫酸型酸雨及治理： ①硫酸型酸雨(SO2引起)：SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+ O2===2H2SO4 (酸雨在空气中酸性增强的原因) ②SO2主要来源：主要是煤等化石燃料的燃烧 ③治理：开发新能源、处理工业废气、燃煤脱硫 a、石灰石脱硫：在煤中添加石灰石作为脱硫剂，可以减少煤燃烧时产生的SO2，发生反应的化学方程式如下： 2CaCO3＋O2＋2SO2 2CaSO4＋2CO2 b、用CaO脱硫：CaO＋SO2 CaSO3、2CaSO3＋O2 2CaSO4 c、用Ca(OH)2脱硫：Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O、 2CaSO3＋O2 2CaSO4 d、用氨水脱硫：2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O、 2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4
2、光化学烟雾 氮氧化物(NxOy)和碳氢化合物(CxHy)在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，主要生成光化学氧化剂(主在是O3)及其他多种复杂的化合物，这是一种新的二次污染物，统称为光化学烟雾。（1）防治措施：控制城市汽车数量、开发新能源、汽车安装尾气净化器（2）常见的NOx尾气处理方法 a、碱液吸收法：NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是(NO2)≥n(NO)。一般适用于工业尾气中NOx的处理。 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O b、催化转化：在催化剂、一定温度下，NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。NO2与CO反应的方程式为2NO2＋4CO N2＋4CO2
3、温室效应(1)温室效应的定义：温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应(2)大气中起温室作用的气体称为温室气体，主要有二氧化碳(CO2)、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟里昂等(3)温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，产生的和大量排放的汽车尾气中含有的二氧化碳气体进入大气造成的(4)温室效应的危害：①全球变暖 ②地球上的病虫害增加 ③海平面上升 ④土地沙漠化 ⑤缺氧(5)温室效应的防治： ①优化能源结构，开发核能、风能和太阳能等可再生能源和新能源 ②提高植被面积，消除乱砍滥伐，保护生态环境 ③从化石燃料中捕捉CO2并加以利用或封存 ④开发生物质能源，大力发展低碳或无碳燃料 ⑤提高能源的利用效率和节能，包括开发清洁燃烧技术和燃烧设备等
4、雾霾：PM2.5；直径≤2.5μm（2.5×10-6m）；雾霾天气的形成与部分颗粒在空气中形成气溶胶有关5、臭氧层空洞：冰箱制冷剂氟里昂等排放到空气中，能破坏臭氧层，引起臭氧层空洞；NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。氟氯代烃在高空中发生化学反应，释放出高能的Cl原子和F原子，与O3反应而消耗O3，减少大气中平流层的臭氧浓度，导致大量紫外线辐射到地球，造成危害
生活污水和某些工业废水中，经常含有一定量的氮和磷等植物营养物质；施用磷肥、氮肥的农田水中，常含有磷和氮；含洗涤剂的污水中也有不少的磷。水体中过量的磷和氮，为水中微生物和 藻类提供了营养，使得蓝绿藻和红藻迅速生长，它们的繁殖、生长、腐败，引起水中氧气大量减少导致鱼虾等水生生物死亡、水质恶化。这种由于水体中植物营养物质过多蓄积而引起的污染，叫做水体的“富营养化”。这种现象在海湾出现叫做“赤潮”。污水处理中的主要化学方法及其原理①混凝法：利用胶体的凝聚作用，除去污水中细小的悬浮颗粒 (如：明矾KAl(SO4)2·12H2O净水)②中和法：利用中和反应调节废水的pH (如：熟石灰)③沉淀法：利用化学反应使污水中的某些重金属离子生成沉淀而除去④氧化还原法：利用氧化还原反应将废水中的有害物质转化为无毒物质、难溶物质或易除去的物质⑤饮用水的消毒方法：主要有煮沸法和氯化消毒法⑥净化混浊的水，可以用明矾、硫酸铝、硫酸亚铁或碱式氯化铝作混凝剂，适量加入浑水中，用棍棒搅拌，待出现絮状物后静置沉淀
白色污染(White Pllutin)是对废塑料污染环境现象的一种形象称谓。是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的包装袋、农用地膜、一次性餐具、塑料瓶等塑料制品使用后被弃置成为固体废物，由于随意乱丢乱扔，难于降解处理，给生态环境和景观造成的污染。解决白色污染措施(1)废弃塑料资源化：①直接作为材料 ②制取合成高分子单位 ③制取燃料油(2)生物降解塑料：①天然高分子改造法 ②化学合成法 ③微生物发酵法(3)塑料回收后再生方法有：熔融再生，热裂解，能量回收，回收化工原料等方法
四、绿色化学与环境保护
1、绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，尽可能使原料的利用率提高，减少副产品的排放，有利于环境保护。绿色化学的要求是原子利用率是100%，反应物全部转化为期望的产物，使原子的利用率达到100%2、低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。低碳生活的核心是减少二氧化碳的排放。3、垃圾的处理不能进行填埋处理，而应进行分类处理
1、(2021·湖南卷，1) 下列有关湘江流域的治理和生态修复的措施中，没有涉及到化学变化的是（ ）A．定期清淤，疏通河道 B．化工企业“三废”处理后，达标排放C. 利用微生物降解水域中的有毒有害物质D. 河道中的垃圾回收分类后，进行无害化处理
答案 A解析　定期清淤，疏通河道，没有新物质生成，属于物理变化，A项符合题意。
2、(2021·河北卷，4) 硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化合物和氮氧化合物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是( )A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因B.汽车尾气中的主要大气污染为NO、SO2和PM2.5C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定D.工业废气中的可采用石灰法进行SO2脱除
答案 D解析　SO2为无色有刺激性气味气体，A项错误；汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2，B项错误；氮固定是指将游离态的氮元素转化为化合态，且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的氮氧化物，C项错误；工业废气中的SO2可以采用石灰法进行脱除： 、 ，D项正确。
化学与生活密切相关。下列说法错误的是(　　)A．PM 2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
答案 C解析　A项，PM 2.5是指粒径小于或等于2.5微米的颗粒物，正确；B项，绿色化学就是要从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，正确；C项，煤燃烧可生成二氧化硫和二氧化碳等产物，加入的CaO可与SO2反应生成CaSO3，进一步被氧气氧化为CaSO4，从而减少SO2的排放量，减少酸雨的形成，但CaO与CO2 反应生成的CaCO3 在高温下又会分解为CaO和CO2，故不能吸收CO2 ，不能减少温室气体的排放量，错误；D项，天然气的主要成分是甲烷，液化石油气的成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等，燃烧产物为CO2 和H2O ，对环境无污染，所以这两类燃料均是清洁燃料，正确。
4.一次能源：指自然界以现成形式提供的能源，如煤、石油、天然气等。 5.二次能源：指需要依靠其他能源的能量间接制取的能源，如氢气、电力等。
1.新能源：太阳能、风能、潮汐能、氢能、核能2.生物质能：通过光合作用，太阳能以化学能的形式贮藏在生物质中的能量形式3.可燃冰：可燃冰是水与天然气相互作用形成的晶体物质，主要存在于冻土层和海底大陆坡中，其主要成分是一水合甲烷晶体(CH4·H2O)。
(2021·广东卷，3) “天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是( )A.煤油是可再生能源 B.H2燃烧过程中热能转化为化学能C.火星陨石中的20Ne质量数为20 D.月壤中的3He与地球上3H的互为同位素
答案：C解析：本题考查化学燃料等知识。煤油是石油分馏的产物，石油是不可再生能源，则煤油也是不可再生能源，A项错误；H2在燃烧时化学能主要转化为热能，部分转化为光能，B项错误；3He与3H的质子数不同，不互为同位素，D项错误。
化学与生活密切相关。下列说法错误的是（ ）A.火力发电的能量转化过程有化学能→热能→机械能→电能B.页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，可以归属为不可再生能源 C.食品添加剂可以改善食物风味和延长保质期等，使用时符合国家相关标准，对人体没有不良影响 D.广泛使用乙醇汽油，能够减少原油的用量，但不能降低尾气中CO的排放量和改善大气环境
答案 D解析　火力发电中存在的能量转化过程有燃料化学能→热能→机械能→电能，A正确；页岩气属于化石燃料，是不可再生能源，B正确；食品添加剂是指为了改善食品色、香、味等品质，以及为了防腐和加工工艺等的需要而加入食品中的人工合成物质或者天然物质，使用时符合国家相关标准，对人体没有不良影响，C正确；乙醇汽油是在汽油中加入一定比例的乙醇，其氧含量比普通汽油高，使汽油燃烧更充分，广泛使用乙醇汽油，不仅能够减少原油的用量，还能降低汽车尾气中CO的排放量，改善大气环境，D不正确。
(2021·广东卷，1)今年五一假期，人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是( )
答案 A解析　本题考查合金材料。铸客大铜鼎是青铜制品，青铜是常见的铜合金，A项正确；河姆渡出土陶灶的主要成分是硅酸盐，B项错误；兽首玛瑙杯的主要成分是二氧化硅，C项错误；角形玉杯的主要成分是硅酸盐，D项错误。
(2021·河北卷，2)高分子材料在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是( ) A.芦苇可用于制造黏胶纤维，其主要成分为纤维素 B.聚氯乙烯通过加聚反应制得，可用于制作不粘锅的耐热涂层 C.淀粉是相对分子质量可达几十万的天然高分子物质 D.大豆蛋白纤维是一种可降解材料
答案：B解析：本题考查高分子材料。聚氯乙烯在高温条件下分解生成有毒气体，所以不能用于制作不粘锅的耐热涂层，B项错误；淀粉是天然有机高分子化合物，C项正确；大豆蛋白纤维可以水解，是可降解材料，D项正确。
(2020·北京卷，1)近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是( )A. “天宫二号”航天器使用的质量轻强度高的材料——钛合金B. “北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓C. “长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢D. “C919”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂
答案 A解析　钛合金是合金材料，属于金属材料，故A符合题意；砷化镓是种半导体材料，不是金属材料，故B不符合题意；液氢是液态氢气单质，氢元素是非金属，不是金属材料，故C不合题意；碳纤维是碳元素组成的一种单质，是无机非金属材料，环氧树脂是有机高分子台成材料，都不是金属材料，故D不合题意。
考法4 化学与生活、医药
葡萄糖 C6H12O6 ； 蔗糖 C12H22O11 ； 淀粉(C6H10O5)n ；纤维素(C6H10O5)n （单糖：葡萄糖、果糖） （二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖 ） （多糖：淀粉、纤维素） 单糖不水解，二糖和多糖能发生水解，最终生成单糖。多糖中淀粉、纤维素水解的最终产物都是葡萄糖。 淀粉和纤维素均为天然高分子化合物。但淀粉和纤维素并不是同分异构体。 ①淀粉与纤维素分子式均为(C6H10O5)n ，n 值是一个区间，故两者不是同分异构体，都是混合物，是高分子化合物； ②判断淀粉水解程度的方法 （在酸性条件下水解） a.尚未水解：必须先加 NaOH 中和硫酸，再加入新制氢氧化铜加热，无砖红色沉淀； b.完全水解：加入碘水，不呈蓝色
蛋白质中含有 C、H、O、N 等元素。属天然高分子化合物。 盐析：蛋白质溶于水形成胶体；在浓度较高的低盐金属盐（如（NH4)2SO4或 Na2SO4等） 或铵盐中，能使蛋白质溶解度降低，从而使蛋白质变成沉淀析出，析出的蛋白质仍具有生物活性； 变性： ①重金属盐、强酸、强碱、甲醛、酒精、紫外线等可使蛋白质变性而失去活性，析出的蛋白质不再溶于水； ②当人体误食重金属盐时，可喝大量的牛奶、豆奶、鸡蛋清来解毒； ③酒精消毒是破坏了病毒的蛋白质活性而杀死病毒； 颜色反应：含苯环的蛋白质与浓硝酸作用生成黄色物质；水解：蛋白质在一定条件下能发生水解反应，最终转化为氨基酸。
（1）油脂不是高分子，是由高级脂肪酸与甘油形成的酯类；（油脂在酸性 条件下水解生成高级脂肪酸和甘油，在碱性条件下水解叫做皂化反应，生成 高级脂肪酸钠和甘油。） （2）油：不饱和脂肪酸甘油酯，常温液态，如豆油、花生油；能使溴水退色；不能从 溴水中萃取溴单质； （3）脂肪：饱和脂肪酸甘油酯，常温固态，如猪油、牛油油； （4）皂化反应：油脂与碱反应生成甘油与高级脂肪酸钠； （5）油脂硬化：不饱和高级脂肪酸甘油酯与氢气反应生成饱和高级脂肪酸甘油酯 ；（6）油脂和矿物油不是同一物质，矿物油是烃类；
维生素A属于脂溶性维生素，维生素C易溶于水，维生素D可促进人体对钙的吸收。缺铁造成贫血；缺锌导致发育不良、抵抗力差；缺碘造成大脖子病；硒是人体必需的微量元素，但不宜摄入过多。
(1)抗氧化剂：它是一种能提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂 。如：还原铁粉、亚铁盐、亚硫酸盐等。值得注意的是：细铁粉可与空气中氧气发生反应，常与干燥剂一起装入小袋里，组成一种既可以抗氧化，也可以防潮的双试剂。(2)防腐剂：常考的防腐剂有苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、亚硝酸盐及二氧化硫等。 ①可以做防腐剂的有：苯甲酸钠、食盐、柠檬黄；苯甲酸钠具有防腐性，可以用作防腐剂，不作着色剂 ②亚硝酸钠(NaNO2)，外形与食盐很相似，能使火腿肠颜色更鲜红，亚硝酸钠有毒，适量亚硝酸钠可做食品防腐剂，长期食用会对身体有害，不能用作调味品。
(3)增味剂：味精和鸡精等。味精的主要成分是谷氨酸钠，其味道鲜美，是一种比较纯粹的调味剂。鸡精除了还有一定量的谷氨酸钠，但还含有多种营养物质，使用更为广泛。(4)营养强化剂：增强食品的营养价值，如：加碘食盐、铁强化酱油等。
食品干燥剂：具有吸水性，且吸水后仍然是无毒无害固体状的物质常用作食品干燥剂。目前使用的食品干燥剂多种多样，常用作食品干燥剂主要有CaSO4、CaCl2、硅胶、活性氧化铝、纤维干燥剂等。硅胶是一种高微孔结构的含水二氧化硅，无毒、无味、无嗅，化学性质稳定，具强烈的吸湿性能，是最常用的食品干燥剂 。
(1)抗酸药：用来治疗胃酸过多。常见的抗酸药(能中和胃酸有弱碱性)有：NaHCO3、CaCO3、MgCO3、Al(OH)3、Mg(OH)2 ，而碳酸钠碱性较强，不适合做胃酸中和剂。(2)解热镇痛药：阿司匹林，又称乙酰水杨酸，水解生成的水杨酸有治疗作用。(3)抗生素：最早发现的一种天然抗生素是青霉素，使用前要做皮试。(4)非处方药即是OTC，用于消费者的自我判断、自我治疗。处方药即是R，只能凭药师处方购买。(5)鸦片、吗啡、海洛因等有麻醉、止痛、镇静作用，也可用于治疗某些疾病，但它们属于毒品。麻黄碱是兴奋剂，可以使人兴奋。(6)胃部透视，服“钡餐”，其成份是BaSO4。
物质在生产、生活中的应用
与油脂发生皂化反应生成高级脂肪酸钠
调味剂、食品添加剂 、配制生理盐水(0.9%)
碳酸氢钠 发酵粉、膨松剂、胃酸中和剂 、用于泡沫灭火器
碳酸钠 清洗油污 、制玻璃
铝合金门窗
氢氧化铝 胃酸中和剂
铝制品盛放浓硫酸、浓硝酸
晶体硅 制作硅芯片、制作光电池
二氧化硅 光导纤维、石英坩埚
硅胶 干燥剂、催化剂载体
硅酸钠溶液 黏合剂、防火剂、防腐剂
碳化硅 作砂纸、砂轮的磨料
二氧化硫 漂白纸浆、毛、丝、草帽辫
硫黄 配制火药、农药
氮气 保护气、工业合成氨原料气
浓硫酸 具有吸水性 酸性或中性气体的干燥剂
氯气 自来水消毒剂、制漂白液 和漂白粉的原料等
ClO2 杀菌消毒剂
漂白液 杀菌消毒剂、漂白剂
碘化银 人工降雨
碘酸钾 加碘食盐的含碘物质
硫酸铜 配制农药、杀菌消毒
氧化铁 红色油漆和涂料
氯化铁 FeCl3溶液可 腐蚀电路板
K2FeO4 新型净水剂
(2021·广东卷，6)劳动成就梦想。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是( )