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专题拓展突破5 化学与STSE
“化学与STSE”常以社会热点、最新科技成果、生产生活中的化学知识等问题为背景,考查元素及其化合物基础知识,起点高、落点低,旨在考查考生通过掌握物质的性质和用途,解决身边的化学问题的能力,体现了科学态度与社会责任的化学学科核心素养。
1.化学与环境保护 绿色化学
(1)污染类型
污染名称
主要污染物及形成原理
PM2.5
大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可吸入肺颗粒物
雾霾
SO2、NOx和可吸入颗粒物与雾气结合的混合物
酸雨
SO2、NOx是导致酸雨形成的主要原因:SO2+H2OH2SO3,
2H2SO3+O2===2H2SO4;
2NO+O2===2NO2,
3NO2+H2O===2HNO3+NO
光化学
烟雾
机动车尾气中的碳氢化合物和氮氧化物在光照条件下生成复杂的污染物
臭氧空洞
NOx、氟氯代烷等与臭氧发生作用,导致臭氧层的损耗
水体污染
由化肥、农药的过度使用,工业“三废”和生活污水的随意排放引起。水体富营养化可引起“水华”或“赤潮”。污水处理常见的化学方法有:中和法、氧化还原法、沉淀法
温室效应
化石燃料的大量使用使大气中的CO2大量增加,从而使地表温度上升的现象
白色污染
各种废弃塑料制品对环境所造成的污染,塑料很难降解,会破坏土壤结构
(2)绿色化学
①核心思想:改变“先污染后治理”的观念和做法,利用化学原理和技术手段,减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从源头减少或消除环境污染。
②最理想的“原子经济性反应”:原子利用率是100%,即反应物的原子全部转化为期望的最终产物。
③开发和利用自然资源必须遵循的原则:减量化、再利用和再循环。
【对点练】 1.(2021·海南高考)2020年9月22日,中国向全世界宣布,努力争取2060年前实现碳中和。下列措施不利于大气中CO2减少的是( )
A.用氨水捕集废气中的CO2,将其转化为氮肥
B.大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源
C.大力推广使用干冰实现人工增雨,缓解旱情
D.通过植树造林,利用光合作用吸收大气中的CO2
解析:选C。氨水能与酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸铵或碳酸氢铵,则用氨水捕集废气中的二氧化碳,将其转化为氮肥,有利于大气中二氧化碳的减少,故A不符合题意;大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源,可以减少化石能源的使用,从而减少二氧化碳的排放,有利于大气中二氧化碳的减少,故B不符合题意;大力推广使用干冰实现人工增雨,会增加大气中二氧化碳的量,不利于大气中二氧化碳的减少,故C符合题意;通过植树造林,利用光合作用吸收大气中的二氧化碳,有利于大气中二氧化碳的减少,故D不符合题意。
2.化学与常见材料
材料
成分与分类
塑料
主要成分为合成树脂,常见的有热塑性塑料,如聚乙烯;热固性塑料,如酚醛树脂
纤维
天然纤维:包括纤维素(棉、麻)、蛋白质(蚕丝、羊毛)等
再生纤维:将天然纤维(木材、甘蔗渣等)经过化学加工处理后得到的产品
合成纤维:以石油、煤、天然气和农副产品作原料加工制得单体,单体经聚合反应制成的高分子化合物,如六大纶
橡胶
天然橡胶是异戊二烯的聚合物,是线型高分子
玻璃
制备普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英,普通玻璃的主要成分是硅酸钙、硅酸钠和二氧化硅
水泥
制备硅酸盐水泥的原料是石灰石和黏土
陶瓷
人类应用最早的硅酸盐材料,制备原料为黏土
硅材料
晶体硅是重要的半导体材料,光导纤维的主要成分是二氧化硅
合金
由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质
【对点练】 2.(2023·山东泰安模拟)新材料的发展充分体现了“中国技术”“中国制造”和“中国力量”。下列成果所涉及的材料为金属材料的是( )
A.“天问一号”火星探测器太阳翼的材料——石墨纤维复合聚酰胺薄膜
B.“太阳能路灯计划”使用的太阳能电池的材料——砷化镓
C.“领雁”AG50飞机主体结构的复合材料——玻璃纤维复合材料
D.“天宫二号”航天器使用的质量轻、强度高的材料——钛合金
解析:选D。石墨纤维是碳元素组成的一种单质,是无机非金属材料,聚酰胺薄膜是有机高分子合成材料,不是金属材料,A项不符合题意;砷化镓是一种半导体材料,不是金属材料,B项不符合题意;玻璃纤维是由熔融玻璃快速抽拉而成的细丝,不是金属材料,C项不符合题意;钛合金是合金材料,属于金属材料,D项符合题意。
3.化学与资源利用
化学资源
加工方法
变化类型
产品
石油
分馏
物理变化
得到石油气、汽油、煤油、柴油、重油等
裂化
化学变化
获得更多轻质油,特别是汽油
裂解
化学变化
获得短链气态烃,如乙