化学与可持续发展 章节讲解课件-2025-2026学年下学期高一化学人教版必修第二册

该高中化学单元复习课件围绕“化学与可持续发展”主题，系统整合自然资源开发利用（金属冶炼、海水综合利用、化石燃料加工）、化学品合理使用（化肥、农药、药物、食品添加剂）及环境保护与绿色化学等核心内容，通过分模块梳理原理、方法、应用，结合表格对比（如金属冶炼方法、煤的干馏产品）和流程归纳（如海水提溴、粗盐提纯），构建完整知识网络。 其亮点在于采用“基础原理-实际应用-易错辨析”递进逻辑，设计易混易错点表格（如化学“三馏”“两裂”比较）、实验注意事项（如铝热反应操作要点）等复习工具，培养学生科学思维与证据推理能力，强调资源合理利用与环保理念渗透科学态度与责任，分层设计满足不同学生需求，助力教师精准把握复习重点，提升学生知识巩固效率。

化学与可持续发展 自然资源的开发利用 01 金属的开发利用 1.金属元素在自然界中的存在形式 2.金属的冶炼 （1）冶炼步骤：矿石富集—冶炼—精炼 （2）金属冶炼的实质：利用氧化还原反应，将金属从其化合物中还原出来。 （3）金属冶炼的方法： ① 热分解法：针对一些不活泼的金属，例如 Hg 和Ag。 金属的开发利用 ② 热还原法： 大部分金属（例如Zn 、Fe、Sn 、Pb、Cu）的冶炼都是通过在高温下发生氧化还原反应来完成，常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等。 ③ 电解法：对于一些非常活泼的金属，采用一般的还原剂很难将它们从其化合物中还原出来，工业上常用电解法冶炼。 （注意：不能电解AlCl3制取铝） 金属的开发利用 3.金属矿物的合理开发和利用 （1）合理开发和利用金属矿物资源的原因 金属的冶炼需要消耗大量的资源和能源，还会造成环境污染，地球上的金属资源是有限的，是不可再生的，因此金属资源应合理的开发利用。 （2）金属矿物资源的开发和利用措施 ① 提高金属矿物的利用率；② 开发环保高效的金属冶炼方法； ③ 防止金属的腐蚀； ④ 使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量； ⑤ 加强废旧金属的回收和再利用。 铝热反应 1.原理： 活泼金属作还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。 2.特征： 与盐溶液中的置换反应不同，铝热反应没有液体环境，需要加热引发。反应过程中释放大量热量，不再需要加热。 3.装置： 铝热反应 1.原理： 活泼金属作还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。 2.特征： 与盐溶液中的置换反应不同，铝热反应没有液体环境，需要加热引发。反应过程中释放大量热量，不再需要加热。 3.装置： 铝热反应 4.现象：（1） 常用镁条作引发剂，镁条燃烧释放耀眼的白光。 （2） 反应过程中释放大量的热，使被置换出的金属熔化。 5.化学方程式： 6.应用：焊接钢轨、冶炼金属（钒、铬、锰等） 7.注意事项：（1）镁条要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃； （2）氧化铁粉末要干燥，铝粉不能被氧化，否则难以反应； （3）要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从四周溅出； （4）蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人； （5）实验装置要与人有一定距离，防止人被烧伤。 海水的综合利用 1.海水淡化的方法：蒸馏法、电渗析法和离子交换法。 2.海水提溴的主要反应 ① Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；② SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr； ③ Cl2+2HBr=2HCl+Br2。 3.海水提碘 （1）海带中含有碘元素的检验。 ① 关键反应的反应原理：2H+ +2I- + H2O2= I2 + 2H2O。 ② 实验步骤及证明方法： 海水的综合利用 （2）海带中提碘 ① 流程：海带浸泡、氧化、过滤、提纯碘单质。 ② 主要的化学反应原理：Cl2 + 2KI =2KCl + I2。 4.海水制盐 （1） 粗盐提纯 海水的综合利用 ① 粗盐水中含有 Mg2+、Ca2+、SO42- 等杂质离子。 ② 步骤Ⅰ，加入 NaOH 溶液的作用： 除去Mg2+ ；此时杂质离子有：Ca2+、SO42-、OH-。 ③ 步骤Ⅱ，加入BaCl2溶液的作用： 除去SO42- ；此时杂质离子有：Ca2+、Ba2+、OH- 。 ④ 步骤Ⅲ，操作a为加入Na2CO3，过滤。所得沉淀为CaCO3、BaSO4、Mg(OH)2；所得滤液中含OH−杂质离子。 ⑤ 步骤Ⅴ，操作b为蒸发结晶。 ⑥ 加入试剂的顺序还可以为： BaCl2→NaOH→Na2CO3或BaCl2→Na2CO3→NaOH。 煤、石油、天然气的综合利用 1.煤的干馏：也叫煤的焦化，是指将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。 干馏产品 主要成分 主要用途 出炉煤气 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料 粗氨水 氨、铵盐 氮肥 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、 合成材料 煤 焦 油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘类 染料、医药、农药、合成材料 沥青 筑路材料、制碳素电极 焦 炭 炭 冶金、合成氨造气、电石、燃料 煤、石油、天然气的综合利用 2.煤的气化和液化 （1）煤的气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。 其主要反应是： （2）煤的液化是把煤转化成液体燃料的过程，煤的液化分为直接液化和间接液化。 煤、石油、天然气的综合利用 3.石油的分馏 工业上常用常压分馏和减压分馏的方法把不同沸点的产品分离出来，为了提高汽油产量，还可采用催化裂化的方法。如十六烷分解反应方程式为： C16H34→C8H18＋C8H16 ① 常压分馏：将石油分成轻质油和重油 常压分馏主要产品：轻质油、溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油等 ② 减压分馏：将重油再进一步分成各种馏分。 重油进行减压分馏的产物主要有：重柴油、润滑油、凡士林、石 蜡、沥青等。 煤、石油、天然气的综合利用 4、石油的裂化和裂解 ① 石油裂化有热裂化和催化裂化两种 热裂化： 目的：提高汽油的产量 缺点：温度过高，发生结焦现象 催化裂化：目的：提高汽油的质量和产量 催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐） ② 裂解：即深度裂化，使长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等短链烃。 目的：制取短链烯烃 化学品的合理使用 02 化肥的合理施用 1.化学品的分类 2.施用化肥要考虑几个因素：土壤的酸碱性、作物营养状况、化肥本身的性质等。 3.过量施用化肥的危害：造成水体营养化。 4.不合理施用化肥的危害：会影响土壤的酸碱性和土壤结构。 化肥的合理施用 5.化肥的种类 种类 化学式 性质 氮肥 碳酸氢铵（碳铵） NH4HCO3 易溶于水，受热易分解 硝酸铵（硝铵） NH4NO3 易溶于水，受热易发生爆炸 尿素 CO(NH2)2 易溶于水 钾肥 草木灰（有效成分：碳酸钾） K2CO3 易溶于水，碱性 磷肥 过磷酸钙（有效成分：磷酸二氢钙） Ca(H2PO4)2 易溶于水，酸性 复合肥 硝酸钾、磷酸二氢钾 KNO3、KH2PO4 易溶于水 农药的合理施用 1.常见的农药 种类 名称 对生态系统和环境的影响 植物 除虫菊、烟草 ① 破坏害虫与天敌之间的生态平衡，一些害虫还会产生抗药性。 ② 会造成蜜蜂等有益昆虫大量死亡。 ③ 造成土壤和作物的农药残留超标。 ④ 对大气、水体等造成污染。 无机物 波尔多液、石灰硫黄合剂 有机物合成农药 有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类。 农药的合理施用 2.施用农药的利与弊 （1）利： 防治农作物的病虫害，减少农作物损失 （2）弊： 破坏害虫与天敌之间的生态平衡；施用不当会造成土壤和作物的农药残留超标，以及 大气、水的污染。 合理用药 1、药物按照来源分为：天然药物、合成药物。 2、药品印有的“OTC”标识的含义：非处方药。 3、抗酸药的种类及作用原理 主要成分 离子方程式 碳酸氢钠 HCO3-+H+＝CO2↑+H2O 碳酸钙 CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O 碳酸镁 MgCO3+2H+＝Mg2++CO2↑+H2O 氢氧化铝 Al(OH)3+3H+＝Al3++3H2O 氢氧化镁 Mg(OH)2+2H+＝Mg2++2H2O 合理用药 4.阿司匹林： 是一种重要的合成药物，化学名称为乙酰水杨酸，具有解热镇痛的作用。 以水杨酸为原理制备阿司匹林原理： 长期服用阿司匹林的影响：阿司匹林在人体内产生的水杨酸会刺激胃粘膜，长期大量服用可能会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。 合理用药 5.滥用药物：指非法获得及使用受管制药物，如没有医生处方长期服用安眠药或镇静剂；运动员服用兴奋剂；服用毒品等。 6.合理用药 （1）药物的两面性：一方面能促进人体健康，另一方面可能会对机体产生有害作用。 （2）合理用药的原则：在医生、药师的指导下，遵循安全、有效、经济和适当等原则。 （3）合理用药主要考虑的两个方面问题 ① 药物方面：剂量、剂型、给药途径与时间等因素。 ② 机体方面：患者年龄、性别、症状、心理与遗传等因素。 安全使用食品添加剂 类别 功能 品种 着色剂 改善食品色泽  天然色素如红曲红等；合成色素如柠檬黄等 增味剂 增加食品鲜味 味精等 膨松剂 使食品膨松或酥脆 碳酸氢铵、碳酸氢钠 凝固剂 改善食品形态 盐卤、葡萄糖酸−δ−内酯 防腐剂 防止食品腐败变质 亚硝酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐 抗氧化剂 防止食品因氧化而变质 抗坏血酸(维生素C) 营养强化剂 补充必要的营养成分 碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌 安全使用食品添加剂 1.食品添加剂的分类：天然食品添加剂、人工合成食品添加剂。 2.食品添加剂的合理使用 ① 不应对人体产生任何健康危害。 ② 不应掩盖食品腐败变质。 ③ 不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷，或以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂。 ④ 不应降低食品本身的营养价值。 ⑤ 在达到预期效果的前提下尽可能降低食用量。 合理用药 3.常见的食品添加剂 种类 添加剂 功能 着色剂、 增味剂 常见的天然色素 红曲红、β胡萝卜素、姜黄、叶绿素铜钠盐、焦糖色等。 改善食 品感官 合成色素 苋菜红、柠檬黄、靛蓝等。 增味剂 味精（谷氨酸钠） 膨松剂 碳酸氢铵、碳酸氢钠 改变食品状态 凝固剂 氯化镁、硫酸钙、葡萄糖酸−δ−内酯等常用于豆腐制作过程中，起凝固作用。 防腐剂 苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、亚硝酸钠等。 防止食物腐败变质 抗氧化剂 如抗坏血酸(维生素C)常用于水果罐头的抗氧化剂。 营养强化剂 如食盐中添加碘酸钾；奶粉中添加的维生素、碳酸钙、硫酸锌、硫酸亚铁等。 提高食品营养 环境保护与绿色化学 03 环境污染 1.工业三废：废气、废水和废渣。 2.大气污染 （1）主要来源：化石燃料的燃烧；工业生产过程中产生的废气及其携带的颗粒物。 （2）二次污染：酸雨、雾霾、光化学烟雾等。 3.水污染 （1）污水主要成分：重金属盐、酸、碱等无机化合物，耗氧物质、石油和难溶降解的有机物以及洗涤剂等。 （2）处理方法：物理法、化学法、生物法。 4.工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的。 绿色化学 1.绿色化学：又称环境友好化学，其核心思想就是改变“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.绿色化学的内容： 3.开发和利用自然资源：必须遵循减量化、再利用和再循环的原则，践行绿色发展理念，保护生态环境。 常见的环境问题和主要危害 环境问题 主要污染物 主要危害 温室效应 CO2 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小 酸雨 SO2、NOx 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等 臭氧层破坏 氟氯代烷、 NO 到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害 光化学烟雾 碳氢化合物、NO 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡 白色污染 废弃塑料制品 ①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产②混入生活垃圾中难处理、难回收③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡 赤潮和水华 废水中含N、P等营养物质 使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变成绿色，浑浊，水质恶化 污水处理的方法 加入硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝等混凝剂，可使污水中的细小悬浮物等聚集成较大的颗粒，然后经沉淀、过滤除去。对其他溶解在水中的污染物，则要根据其化学性质采用中和法、氧化还原法和沉淀法等进行处理。 原子利用率与计算 1.原子利用率： 化学反应就是原子重新组合的过程。因此，按照绿色化学的思想，最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。 2.化学反应的原子经济好坏用原子利用率来衡量： 易混易错点清零 04 易混易错点清零 1.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系 （1）金属活泼性 活动性顺序   单质还原性（原子失电子能力） 强→弱 阳离子氧化性（离子得电子能力） 弱→强 （2）规律总结 易混易错点清零 2.海水提溴的流程 （1）步骤及原理： ① 氧化：Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 ② 吹出：向含有Br2的水溶液中通入空气和水蒸气，将Br2吹出 ③ 吸收：吹出的Br2通入盛有SO2、H2O的吸收塔内，以达到富集的目的； ④ 蒸馏：向吸收塔反应后的溶液中通入适量的Cl2，将HBr氧化生成Br2，Cl2 + 2HBr = 2HCl + Br2。再利用水蒸气在蒸馏塔中蒸馏分离出溴蒸气。 易混易错点清零 3.化学“三馏”的比较 名称 装置图 定义 适用范围 变化类型 蒸馏   把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作 被蒸馏混合物中至少有一种组分为液体，各组分沸点差别越大，挥发出的物质（馏分）越纯 物理变化 分馏   对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏 多组分沸点不同的混合物在一个完整操作中分离出多种馏分 物理变化 干馏   把固态混合物（如煤、木材）隔绝空气加强热使其分解的过程 ————————————— 化学变化 易混易错点清零 4.化学中“两裂”的比较 名称 定义 目的 裂化 在一定条件下,把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量,特别是提高汽油的产量 裂解 在高温下,使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃 易混易错点清零 5.“六气” 气体名称 主要成分 主要来源 用途 液化石油气 C3H8、C4H10 石油分馏 作燃料、化工原料、石油化工原料 焦炉气 H2、CH4、C2H4、CO 煤干馏 裂解气 C2H4、C3H6、C4H8、CH4 石油裂解 高炉煤气 CO、CO2 炼铁废气 水煤气 H2、CO 水蒸气和碳的高温反应 天然气 CH4 天然气井 THE END 谢谢 $