化学与社会发展.docx
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化学与社会发展
化学与社会发展
化学与社会发展可分为：
化学与能源、化学与材料、化学与环境，此外还有化学与健康、化学与生活等。
一、中考透视
化学源于生活、生产，更要服务于生活、生产和社会。
社会的发展需要充足的能源、丰富的的材料、良好的环境，运用学过的的化学知识解决社会发展中的种种问题，是学好化学的最终目标，也是近年中考中逐渐加强的考查的重要内容。
从近几年的实验区和其他省市中考化学试题来看：
关于化学与社会发展方面的试题是热点题、难点题，试题类型有选择、填空以及开放性、探究性试题，预计今年会加大这部分知识的考查。
通过考查化学与能源、化学与材料、化学与环境、化学与生活、化学与健康等方面的试题，引导和培养同学们关心社会、关心自然的情感，树立用所学知识去改造环境的信心，理解化学的魅力和价值。
2006年开始实施的“十一五”规划的总体目标是:
构建和谐社会，促进经济平稳发展，降低能源消耗，减少污染，提高人民生活质量。
因此，有关这方面试题的解法需要同学们扎实掌握。
二、教学目标：
1、认识能源与材料的利用。
2、了解日常生活熟知的合成材料以及应用。
3、了解化学物质与人体健康及环境的关系。
三、教学重点：
1、认识能源和资源的利用。
2、了解日常生活中熟知的合成材料及其应用。
3、了解化学物质与人体健康及环境的关系。
四、教学难点：
1、合理开发和利用资料，树立保护环境与自然和谐相处的意识。
2、认识化学与社会发展的重要性。
五、教学方法：
学法：
收集资料、交流讨论，练习。
教法：
创设问题、主持讨论、引导归纳。
课时安排：
3课时
六、知识的归纳整理
一、化学与能源
1、化石能源：
煤、石油、天然气等化石燃料;燃料的完全燃烧和不完全燃烧,使用燃料对环境的影响及燃料的选择；燃烧、缓慢氧化和防火灭火、防范爆炸的措施；水资源及节水、护水；化石燃料及海洋资源；石油及石油加工产物；
（1）燃烧的概念
燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。
（2）燃烧需要的三个条件
可燃物；与氧气（或空气）接触；达到燃烧时所需的最低温度（也叫着火点）。
燃烧必须同时具备这三个条件，缺一不可
（3）灭火的原理和方法
灭火的原理是破坏燃烧的条件，只要破坏三个条件中的其中一个即可。
方法一：
清除可燃物或使可燃物与其它物品隔离。
方法二：
将可燃物与氧气（或空气）隔绝。
方法三：
将可燃物温度降到着火点以下。
（4）易燃物和易爆物
可燃物在有限的空间里急剧地燃烧，就会在短时间内聚积大量的热，使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸。
面粉、煤粉、亚麻等粉尘和氧气的接触面积大，遇到明火会发生爆炸。
一些和燃烧、爆炸有关的图标如下：
（5）燃料
煤、石油和天然气称为化石燃料。
化石燃料是不可再生能源。
煤和石油及天然气都是混合物。
天然气的主要成分是甲烷CH4，甲烷是一种无色无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。
具有可燃性，燃烧时发出蓝色火焰，
CH4+2O2
CO2+2H2O。
化学反应总是伴随有能量的变化，人类所需要的大部分能量是由化学反应提供的。
燃料要充分燃烧，可以节约能源。
如果燃料不充分燃烧会导致：
（1）产生热量少，浪费资源；
（2）产生污染，影响环境，危害健康。
充分燃烧的必要条件：
①燃烧时要有足够多的空气；②燃料与空气要有足够大的接触面。
燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产生空气污染物如二氧化硫等。
如煤的燃烧会排放出二氧化硫、氮氧化物（NO2），会形成酸雨。
对煤等燃料进行脱硫等处理，改进燃烧方式，使燃料充分燃烧等措施都可以减少煤燃烧对环境的危害。
因此需要开发清洁的燃料，如乙醇、氢气；还要开发新能源，如太阳能、核能、风能等。
其中乙醇是可再生能源，燃烧时放出大量的热，在空气中燃烧的化学方程式是：
C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O
氢气是最清洁的燃料。
氢气燃烧的化学方程式是：
2H2+O2
2H2O
2、化学能与电能的相互转化
3、能源危机以及理想的新能源——氢能源。
我国的能源国情及资源的综合利用和新能源的开发。
二、化学与材料
1、金属材料、无机非金属材料、合成材料、复合材料的分类、区别及其应用；
2、合成材料对人和环境的影响；
3、新材料的开发与社会发展。
三、化学与环境
（一）空气污染物、水体污染以及环境对人类的重要意义。
空气组成：
按体积分数计算，氮气约占78％，氧气约占21％，二氧化碳约占0.03％，稀有气体约占0.94％，还有其它气体和杂质约占0.03％。
空气是一种宝贵的资源。
人类从事生活和生产活动，向大气排放各种污染物。
污染物超过了环境所能允许的极限，就会使大气的质量发生恶化，对人们的生活、健康、建筑物等直接或间接破坏或产生恶劣影响，这种现象称为大气污染。
当前一些城市的大气污染日益严重，给人类造成很大的危害。
因此，在发展工业的同时，一定要采取措施，防止大气污染，保护环境，为人类生活提供清洁的空气。
（1）造成空气污染的主要原因
①煤燃烧产生的烟雾 ②石油化工排放的烟雾 ③汽车排气形成的烟雾
（2）造成污染的主要气体是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等。
（3）防止和减少空气污染的方法
①工业三废的回收与处理 ②提高汽油、柴油质量
（4）空气质量日报
计入空气污染指数的项目：
二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和可吸入颗粒物等。
（二）爱护水资源
自然界中的天然水，由于含有许多可溶性和不溶性杂质，常呈现浑浊，因此在使用前通常需要不同程度的净化。
净化水的主要方法有：
沉淀、吸附、过滤和蒸馏。
1、沉淀：
放置使其自然沉淀，或者加入明矾，利用其溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附作用，使杂质沉降，来达到净水的目的。
2、吸附：
加入有吸附作用的固体，可以除去水中的一些不溶性杂质，还可以吸附一些可溶解的杂质，除去臭味。
如：
净水器，有些就是利用活性炭来吸附、除去水中的杂质的。
3、过滤：
将不溶于水的固体杂质与水分离开的操作。
所需仪器：
铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、玻璃棒。
注意事项：
一贴、二低、三靠
一贴：
纸紧贴漏斗内壁，中间不要留有气泡；
二低：
漏斗内的滤纸边缘低于漏斗口边缘；漏斗内液面低于滤纸边缘；
三靠：
玻璃棒下端紧靠三层滤纸处；烧杯尖嘴紧靠玻璃棒的中部；漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。
4、蒸馏：
根据沸点的不同，将液体分离出来的方法。
蒸馏是净化水的几种方法中净化程度最高的一种方法。
全球水资源日趋短缺，人类面临淡水危机。
爱护水资源的具体措施：
（1）节约用水，提高水的利用率。
节约用水，一方面要防止浪费水，另一方面要通过使用新技术，改革工艺和改革习惯来减少大量工农业和生活用水，提高水的利用率。
（2）防止水体污染。
水体污染的主要来源：
工业生产中废水未达标排放，农业上化肥、农药的不合理使用，生活污水的任意排放。
（三）二氧化碳对生活和环境的影响
1．二氧化碳的用途
（1）二氧化碳不支持燃烧，不能燃烧，且比空气密度大，因此二氧化碳可用于灭火，是常用的灭火剂。
（2）在食品工业上，二氧化碳可用于生产碳酸饮料、啤酒、汽水等。
（3）固态的二氧化碳即“干冰”，主要用作致冷剂，或用飞机在高空喷撒“干冰”，可以使空气中水蒸气冷凝，形成人工降雨。
（4）用于贮藏粮食、水果、蔬菜。
用二氧化碳贮藏的食品由于缺氧和二氧化碳本身的抑制作用，可有效地防止食品中细菌、霉菌、虫子生长，避免变质和有害健康的过氧化物产生，并能保鲜和维持食品原有的风味和营养成分。
（5）二氧化碳用于工业制纯碱和尿素，促进植物的光合作用，用作气体肥料等。
2．温室效应
大气中的二氧化碳气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫温室效应。
温室效应的危害性后果是：
（1）冰川融化和海平面上升。
事实上，冰川融化已经开始，发展下去，海面将升高，一些沿海城市将被海水淹没；
（2）频繁、严重的旱灾；
（3）更多更厉害的沙尘暴；
（4）更频繁更厉害的飓风；
（5）更频繁更严重的森林火灾；
（6）野生动物濒临灭绝。
能产生温室效应的气体不只是二氧化碳，还有甲烷、氟里昂等气体。
（四）回收利用固体废弃物以及化学在治理环境问题中的积极作用
（五）合理使用农药、化肥及对环保的意义；化学在环境监测与环保中的重要作用。
四、化学与健康
1、与人体健康有关的元素；对生命活动由重要意义的有机物；
（1）人类重要的营养物质：
六大营养素：
蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水。
富含蛋白质的物质有肉、蛋、奶、豆制品等。
血红蛋白和酶蛋白是两种重要的蛋白质。
在人类食物所提供的总能量中，有60%~70%来自糖类。
淀粉属于糖类，主要存在于植物种子或块茎中，如稻、麦、土豆等。
油脂分为油和脂肪两类，其中在常温下为液体的称为油，固体的称为脂肪。
人体内的脂肪可以储存能量，它是维持人体生命活动的备用能量。
当人进食量小、摄入食物的能量不足以支付机体消耗的能量时，就能消耗自身的脂肪来满足机体的需要，此时人就会消瘦。
维生素有20多种，它们多数不能在人体内合成，需要从食物中摄取。
其主要功能是调节人体新陈代谢、预防疾病、维持身体健康。
缺乏维生素A会导致夜盲症；缺乏维生素C会导致坏血病；缺乏维生素D会影响人体钙质的吸收。
（2）化学元素与人体健康
人体中约含50多种元素，除碳、氢、氧、氮几种元素以水、糖类、油脂、蛋白质和维生素的形式存在外，其余的元素都主要以无机盐的形式存在。
按照含量的多少分为常量元素和微量元素，11种微量元素包括C、H、O、N、S、Cl、P、K、Ca、Na、Mg，（其中四种金属元素恰好是金属活动性顺序表的前四位元素）。
钙元素主要存在于骨骼和牙齿中，缺钙导致佝偻病、发育不良、骨质疏松、易骨折等；
缺铁————缺铁性贫血； 缺锌————生长迟缓、发育不良；
缺硒————表皮角质化、癌症； 缺碘————甲状腺肿大；
缺氟————龋齿； 过量硒————中毒；
过量碘————甲状腺肿大； 过量氟————氟斑牙、氟骨病
（3）有机合成材料
用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。
生活中常见的合成有机高分子材料（简称合成材料）包括塑料、合成纤维、合成橡胶等，而羊毛、棉花、天然橡胶等属于天然有机高分子材料。
材料
燃烧时的现象
棉
燃烧后形状基本不变，不成团，变成灰
合成纤维
燃烧后变成圆球状或块状，一般易捻碎
羊毛
燃烧时冒烟起泡，烧毛发的气味，灰多
“白色污染”是由难降解的塑料引起的，长期存在会破坏土壤、污染地下水等。
要解决“白色污染”问题，要从几个方面着手：
①减少使用不必要的塑料制品，或者寻找替代品；
②重复使用某些塑料制品，如塑料袋等；
③使用新型的、可降解的塑料制品；
④回收各种废弃塑料。
近些年来，也发展了许多新型的有机高分子合成材料，如具有光、电等特殊功能的合成材料、隐身材料和复合材料等，这些新材料也在发挥出越来越广泛的作用。
2、损害人体健康的某些物质及利用化学知识抵御有害物质的侵害；
3、化学的发展对人类战胜疾病与营养保健方面的贡献。
七、例题精讲
例1.（2005·杭州）由于不重视环境保护，某市一条长约150km的作为饮用水源的河水受到严重污染，被污染的河水pH在2~6之间，河水中氮、磷、铅的含量都超过可作为
饮用水源的I类、II类地表水的标准。
国家环境保护总局发布的《地表水环境质量标准》，对地表水质量作了明确规定，部分指标如下（除pH外，各项目的单位：
mg/L）：
项目及标准水质分类
（l）如果让你测定该河水样的酸碱度，应选用______。
A.石蕊试液B.酚酞试液
C.pH试纸D.碳酸钠溶液
（2）针对上表中的各项指标，如果要防止自然界中的II类水质变为III类水质，在
我们的生活中应采取的主要措施是（写出两点即可）___________________。
（3）某化学兴趣小组要研究被污染的河水对植物生长的影响，他们设计了以下实验：
在相邻的两块土质、周边环境、面积一样的土壤上同时种植了同品种、同数量、同样生长状况的向日葵，一块浇被污染的河水，一块浇未被污染的河水，其余的栽培条件都一样，对照观察两块地上向日葵的生长情况，你认为他们的实验设计合理吗？
_____________，理由____________________。
解析：
解此题的关键在于了解水资源的污染和治理，能应用这些知识解决环境保护中的实际问题。
水质分为五类，被污染的水中N、P、Pb超标，不能饮用。
进行对照实验时要注意控制变量，除一个变量不同外，其余条件相同。
答案：
（l）C
（2）不用含磷洗衣粉；禁止用含铅汽油；不将生活污水直接排入河中等
（3）合理除浇的水不一样，其余实验条件都一样
例2.（2005·杭州）人类能自主补充食物转化成能源来维持生命活动，而机器人主要是靠事先储存的电能来进行活动的，但目前科学家已制造出了一种能捕食苍蝇的生态机器人，它能将捕到的苍蝇体内的糖类物质通过微生物燃料电池直接转化为电能，供自身活动需要。
请回答下列问题：
（1）糖类物质属于_____物质，生态机器人的能量转化形式是从_______能转化为电能。
（2）在实验中，质量为20kg的生态机器人吃了8只苍蝇，用5天时间匀速移动了10m，若机器人受到的阻力是该机器人体重的0.l倍，则该机器人克服阻力做的功是________。
（3）除这种以捕食生物为食的生态机器人外，如果设计一种可从自然界中较方便地自主补充能量再转化为电能的机器人，你设计的机器人直接从自然界补充的能量形式是_______，获得这种能量的方法（途径）是在机器人上安装________。
解析：
这是一道关于能量转化方面的实际应用题，涉及前沿科学，即机器人怎样将生物能转化为化学能。
同时也是一道学科交叉题，通过生物能转化为化学能，最后转变为机械能做功。
很显然，机械能做功要用到公式W=F·S。
解决能源问题的关键是向太阳要能，向大自然要能，开发新能源、再生能，减少污染，实现可持续发展。
答案：
（1）营养化学
（2）196J
（3）太阳能或风能等太阳能电池或风力发电机等
例3、随着我国航天科技水平的迅速发展，探测火星已成为我国航天科技发展的远景目标，但要把人类送上火星，还有许多航天技术问题需要解决。
如：
如何提供在往返路程中航天员呼吸所需要的氧气和消除呼吸过程产生的二氧化碳就是一个值得研究的问题。
已知一个成年人平均每年要呼吸空气6570000L左右，而目前的飞船飞往火星来回一趟需两年的时间，如果在飞船发射时携带所需的氧气，则质量很大，将大大提高发射的成本和难度。
（1）若飞船上有三名航天员，请计算来回火星一趟，理论上需要氧气__________kg。
（氧气的密度是1.43g/L，答案取整数）
（2）有人提出在飞船上供氧的两个方案：
①通过太阳能电池产生的电流来电解水。
②通过下列化学反应产生氧气：
2Na2O+2CO2=2Na2CO3+O2↑从减少飞船发射质量和消除呼吸过程产生的二氧化碳的角度，请你评价这两个方案最主要的优缺点（各写一点）。
（3）也有科学家提出研究使航天员人工冬眠的技术或加快飞船速度，缩短航行时间来减少氧气的携带量。
你是否有较好的方案，请举一例：
。
你提出该方案的简要理由：
【分析】题目提示要从两方面去考虑问题。
从CO2的循环处理来看，方案②要优于方案①，但通过计算可知，产生同质量的O2，方案②消耗原料质量大，发射成本高，从这点看，方案①要优于方案②。
我们最熟悉的CO2与O2之间的循环就是植物的光合作用了，它与人的呼吸作用过程恰好相反，且成本低，简单易行。
【答案】
（1）11838（按氧气体积分数为21%计算）
（2）方案①：
优点是产生同质量的氧气，飞船发射时质量较小；缺点是不能同时消除呼吸过程产生的二氧化碳。
方案②：
优点是产生氧气的同时能消除呼吸过程产生的二氧化碳；缺点是产生同质量的氧气时飞船发射质量较大。
（3）在飞船内种植光合作用效率高的植物。
二氧化碳和氧气循环利用，既能减轻飞船发射的质量又能同时消除呼吸过程产生的二氧化碳。
八、学以致用
一、选择题（每题只有一个正确答案）
1、为了增强市民环保意识，变废为宝，在城市率先实行垃圾分类回收。
通常，绿色箱用来装可回收再利用垃圾，黄色箱用来装不可回收垃圾。
以下能扔进绿色垃圾箱的是（ ）
①废旧报纸②废铜钱③一次性塑料盒④口香糖渣 ⑤果皮 ⑥空矿泉水瓶 ⑦废铁锅
A.①③⑤⑦ B.③④⑤⑥ C.①②⑤⑦ D.①②⑥⑦
2、可降解塑料是指在自然条件下能够自行分解的塑料。
研制、生产可降解塑料的主要目的是 （ ）
A.节省制造塑料的原料 B.便于加工塑料产品
C.扩大塑料使用范围 D.解决“白色污染”问题
3、报载一辆满载浓硫酸的槽罐车在路上因车祸翻倒，浓硫酸大量泄露。
为了不污染旁边的水源，下列采取的措施适宜的是 （ ）
A.用水冲洗泄露的浓硫酸 B.将熟石灰撒在泄露的浓硫酸上
C.将氧化钡撒在泄露的浓硫酸上 D.用土将泄露的浓硫酸掩埋
4、农作物收割后留下大量秸杆，下列有关秸杆的处理方法中错误的是 （ ）
A、做饲料 B、制沼气 C、造纸 D、就地焚烧
5、蒸馒头时，在发酵面团中加入某种物质，既能除去面团中的酸，又使馒松软，加入的这种物质是（ ）
A、NaOH B、Na2CO3 C、CaO D、NaCl
6、2003年11月12日中央台《新闻联播》报道：
河南省天冠集团20万吨车用乙醇汽油工程顺利投产，车用乙醇汽油是由乙醇与汽油按1：
9比例混合而成。
下列有关推广使用乙醇汽油的说法不正确的是 （ ）
A．可大大降低油料价格 B、有助于减轻大气污染，改善大气环境
C．乙醇是一种不可再生的能源 D．有助于促进粮食转化，提高农民收入
7、有下列物品：
①尼龙袜②汽车轮胎③铝合金窗框④铅球⑤陶瓷浴盆⑥橡皮管⑦塑料袋⑧大理石板。
其中主要是由有机高分子材料制成的一组是 （ ）
A、①②③④ B、⑤⑥⑦⑧ C、①③⑤⑥ D、①②⑥⑦
8、蛋白质、糖类、油脂是重要的营养物质。
已知每克蛋白质、葡萄糖、油脂完全氧化时，分别约放出18kJ、15.6kJ、39.3kJ的热量。
产生相同热量时，消耗这三种物质的质量由大到小的顺序是 （ ）
A.蛋白质、葡萄糖、油脂 B.蛋白质、油脂、葡萄糖
C.葡萄糖、蛋白质、油脂 D.油脂、蛋白质、葡萄糖
9、2004年诺贝尔化学奖授予阿龙·切哈诺沃等三位科学家，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。
以下有关蛋白质的说法中正确的是 （ ）
A．1965年，我国科学家在研究蛋白质结构的基础上，在世界上首次人工合成了结晶牛胰岛素
B．浓硝酸、重金属盐等可使蛋白质发生物理变化，失去原有的生理功能
C．蛋白质习惯上又被称为碳水化合物
D．动物毛发（人的头发等）和植物纤维（棉花等）主要成分都是蛋白质，灼烧后都有烧焦羽毛气味
10、据CCTV（科技博览）报道，2004年中科院用CO2合成了可降解塑料聚二氧化碳。
下列说法正确的是 （ ）
A．二氧化碳属于有机物 B．聚二氧化碳属于高分子化合物
C．聚二氧化碳就是干冰 D．聚二氧化碳的使用会产生白色污染
二、填空题
11、电动自行车常用的铅蓄电池是一种可充电的化学电源，当给它充电时是 能转化成了 能；太空飞船所用的氢燃料电池是一种将 的装置（填能量形式转化）。
12、
（1）为了降低汽车尾气对空气的污染，可用纳米级的某种氧化物作催化剂，使尾气中的CO与氮氧化物（NO）反应，转化为空气中含有的两种气体（其中一种为单质），该反应的化学方程式为_________ __。
（2）超临界CO2流体是一种与水相似、能阻燃、溶解能力强的溶剂，被誉为“绿色环保溶剂”。
它作为“绿色环保溶剂”的原因之一是能代替许多有害、有毒、易燃的有机溶剂；之二是_______ ____。
13、环境问题是人类可持续发展必须解决的一个重要问题，温室效应被列为21世纪人类面临的最大威胁之一，已引起人们的广泛关注。
旨在限制发达国家温室气体排放量、抑制全球范围内气候持续变暖的《京都议定书》，已于2005年2月16日正式生效。
（1）二氧化碳是大气中的主要温室气体，我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，我们可以采取的措施有（只填2种）：
； 。
（2）为减缓二氧化碳使全球变暖的趋势，有科学家提出大胆设想：
将排放到空气中的二氧化碳压缩使其液化，然后将其压入到冰冷的深海中。
但也有科学家担心海水中富含二氧化碳后酸度会增加，可能会杀死一些海洋生物，甚至会溶解掉部分海床，同时气候变化也可能改变海洋环流，把海底的二氧化碳又带回海面，另外把二氧化碳压入海底所消耗的能源可能会再增加二氧化碳的排放。
①二氧化碳气体转变为液体时将会 能量（填“释放”或“消耗”）；
②二氧化碳使海水酸度增加的原理用化学方程式表示为：
；
③二氧化碳在深海中的溶解度比在通常状况下的水中的溶解度 ，原因是 。
（3）我国科学家陈乾旺等最新研究成果表明，在440℃和800大气压条件下，二氧化碳和金属钠反应产生金刚石和碳酸钠，合成的金刚石最大达1.2mm，完全可以满足工业用途。
①二氧化碳与金属钠反应生成金刚石和碳酸钠的化学方程式为：
。
②请从人类生存的角度分析，金刚石与水相比谁更宝贵？
理由是：
。
14、学习了《化学元素与人体健康》后，
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