第一單元 化學(xué)是認(rèn)識和創(chuàng)造物質(zhì)的科學(xué)

第一單元化學(xué)是認(rèn)識和創(chuàng)造物質(zhì)的科學(xué)

第一單元課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案探究整合應(yīng)用課前自主學(xué)案自主學(xué)習(xí)一、化學(xué)是打開物質(zhì)世界的鑰匙1．人類對金屬使用的發(fā)展過程(1)金屬使用的發(fā)展歷程金屬銅約在6000年前已大規(guī)模利用，鐵約在2500年前，而鋁的使用僅有200年左右，這與金屬的活動性及人類冶煉金屬的技術(shù)有關(guān)。(2)金屬的活動性與金屬冶煉的關(guān)系②冶煉依據(jù)：金屬的__________不同，冶煉方法不同；③冶煉方法：_________、____________、__________及__________?；顒有噪娊夥徇€原法熱分解法富集法思考感悟1．在金屬中，鋁元素在地殼中的含量居第一位，為什么鋁的發(fā)現(xiàn)和使用比銅和鐵要晚得多？【提示】金屬的發(fā)現(xiàn)和使用與金屬的活潑性密切相關(guān)，金屬越活潑，其相應(yīng)的金屬陽離子得電子的能力越弱，冶煉難度越大。鋁是一種非?；顫姷慕饘?，用一般的還原劑很難將其還原，工業(yè)上采用最強(qiáng)有力的氧化還原手段——電解法進(jìn)行冶煉，而銅和鐵用一般的還原劑就可以達(dá)到目的，所以鋁的發(fā)現(xiàn)和使用比銅和鐵要晚得多。2．化學(xué)科學(xué)理論的建立與發(fā)展(1)19世紀(jì)①以道爾頓原子論、分子結(jié)構(gòu)論和__________________為中心內(nèi)容的經(jīng)典原子分子論的建立。②1869年門捷列夫發(fā)現(xiàn)了_______________。③質(zhì)量作用定律的提出奠定了化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)基礎(chǔ)。④_____的人工合成，徹底動搖了“生命力論”。原子價鍵理論元素周期律尿素(2)20世紀(jì)①化學(xué)家鮑林提出了氫鍵理論和__________分子的螺旋結(jié)構(gòu)模型，為DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出奠定了基礎(chǔ)。②掃描隧道顯微鏡的發(fā)展，實現(xiàn)了對_____________的操縱。蛋白質(zhì)原子或分子3．人類對酸堿認(rèn)識的發(fā)展(1)阿倫尼烏斯電離學(xué)說①酸：電解質(zhì)電離產(chǎn)生的陽離子全部是________的化合物，如HCl、H2SO4等。②堿：電解質(zhì)電離產(chǎn)生的陰離子全部是______________的化合物，如NaOH等。(2)酸堿質(zhì)子理論①酸：能給出質(zhì)子的物質(zhì)，如HNO3、CH3COOH等。②堿：能接受質(zhì)子的物質(zhì)，如OH－、CH3COO－等。氫離子氫氧根離子由此可知HCO－3屬于_______________。酸堿兩性物質(zhì)思考感悟2．根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，酸堿呈并列關(guān)系還是交叉關(guān)系？【提示】酸堿呈交叉關(guān)系，如圖二、化學(xué)是人類創(chuàng)造新物質(zhì)的工具通過化學(xué)合成技術(shù)合成或分離出的物質(zhì)滿足了人類的需要，是化學(xué)對人類文明的重大貢獻(xiàn)之一。1．惰性電極電解熔融NaCl與電解NaCl水溶液的比較電解熔融NaCl電解NaCl水溶液存在離子Na＋、Cl－Na＋、Cl－、OH－、H＋電解熔融NaCl電解NaCl水溶液電極反應(yīng)式陽極：____________________陰極________________陽極：________________陰極：_________________電解熔融NaCl電解NaCl水溶液電解產(chǎn)物Na、Cl2H2、Cl2、NaOH電解方程式_______________________________________________________2．合成氨(1)反應(yīng)原理：__________________________。(2)合成氨技術(shù)對人類的貢獻(xiàn)：哈伯等人于20世紀(jì)初發(fā)明的合成氨技術(shù)，使世界糧食產(chǎn)量增長近一倍。3．合成農(nóng)藥(1)DDT：殘留毒性，對環(huán)境危害大。(2)發(fā)展方向：研制高效、低殘毒、能夠被生物降解的新型農(nóng)藥。4．合成醫(yī)藥抗生素和新藥物的合成，提高了人類控制和治療疾病的能力。1．下列廣告用語在科學(xué)上沒有錯誤的是(

)A．這種飲料中不含任何化學(xué)物質(zhì)B．這種蒸餾水絕對純凈，其中不含任何離子C．這種口服液含豐富的氮、磷等微量元素D．沒有水就沒有生命答案：D自主體驗2．諾貝爾獎曾授予科恩(美)和波普爾(英)，以表彰他們在理論化學(xué)領(lǐng)域作出的重大貢獻(xiàn)。他們的工作使實驗和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質(zhì)，使整個化學(xué)領(lǐng)域經(jīng)歷了一場革命性的變化。下列說法正確的是(

)A．化學(xué)不再是純實驗科學(xué)B．化學(xué)不再需要實驗C．化學(xué)不做實驗，就什么都不知道D．未來化學(xué)的方向還是經(jīng)驗化答案：A3．關(guān)于實驗室電解飽和食鹽水的下列說法中正確的是(

)A．可以用Fe作陽極B．陽極產(chǎn)生Cl2C．陽極發(fā)生還原反應(yīng)D．酚酞試液在陽極區(qū)顯紅色答案：B課堂互動講練對金屬的認(rèn)識和冶煉1．不同的金屬元素，將其由化合態(tài)還原為游離態(tài)的難易程度是不相同的，有的還差別很大。金屬元素的原子失去電子越容易，該金屬元素的陽離子(或正價態(tài)原子)得電子就越難；相反，金屬元素的原子失去電子越難，該金屬元素的陽離子(或正價態(tài)原子)得電子就越容易。2．金屬冶煉的方法與金屬的活動性有關(guān)，很不活潑的金屬用熱分解法，因為其陽離子的氧化性比較強(qiáng)；活潑金屬的還原性比較強(qiáng)，很難找到還原劑，通常用電解法；其他金屬常用熱還原法。參照下表：金屬的活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬原子失電子能力強(qiáng)→弱金屬離子得電子能力弱→強(qiáng)主要冶煉方法電解法熱還原法熱分解法例1

冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣(或H2、CO)法；③活潑金屬置換法；④電解法。這四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有：(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅?，F(xiàn)代有：(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。對它們的冶煉方法的分析中不正確的是(

)A．(Ⅰ)，①

B．(Ⅱ)，②C．(Ⅲ)，③

D．(Ⅳ)，④【解析】掌握各種冶煉金屬方法的原理是解答本題的關(guān)鍵。由于金屬的化學(xué)活動性不同，金屬離子得到電子還原成金屬原子的能力也就不同，因此必須采用不同的冶煉方法。(1)熱分解法：適用于冶煉金屬活動性較差的金屬，如汞、銀；(2)熱還原法：用還原劑(C、CO、H2、Al)還原金屬氧化物，適合于金屬活動性介于Zn～Cu之間的大多數(shù)金屬的冶煉；【答案】

B【規(guī)律方法】選擇金屬的冶煉方法與金屬在自然界中存在的狀態(tài)、金屬活動性有關(guān)，需要在理解的基礎(chǔ)上加以記憶，掌握各種活動性不同的金屬的冶煉方法。變式訓(xùn)練1我國古代煉丹著作《黃白第十六》是世界上最古老的冶金化學(xué)著作。這部著作有如下幾條記載：(1)曾青涂鐵，鐵赤如銅。(2)鉛性白也，而赤之以為丹，丹性赤也，而白之以為鉛。(3)丹砂燒之成水銀，積變又成丹砂。用化學(xué)方程式表示上述變化過程。這些最古老的記載說明了中國古代對世界人類進(jìn)步起了什么重要的作用？解析：曾青，古代泛指可溶性銅鹽溶液，例如，硫酸銅溶液、氯化銅溶液等。丹砂又名朱砂，紅色天然礦HgS，因產(chǎn)自湖南辰溪故又名辰砂。HgS有兩種晶型：一種為紅色，一種為黑色，兩者在一定條件下可以發(fā)生轉(zhuǎn)化。酸堿質(zhì)子理論根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，凡是能給出質(zhì)子(H＋)的物質(zhì)是酸，能接受質(zhì)子的物質(zhì)是堿，能給出多個質(zhì)子的物質(zhì)是多元酸，能接受多個質(zhì)子的物質(zhì)是多元堿。酸(HA)給出質(zhì)子后變成它對應(yīng)的共軛堿(A－)，堿(A－)接受質(zhì)子后便變成它對應(yīng)的共軛酸。HA和A－相互依存，稱之為共軛酸堿對，共軛酸堿對間通過質(zhì)子轉(zhuǎn)移而相互轉(zhuǎn)化。酸和堿可以是中性分子，也可以是陽離子或陰離子。例2

根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，下列說法不正確的是(

)A．所有的弱酸根都是堿B．酸式弱酸根既是酸又是堿C．不可能一種物質(zhì)既是酸又是堿D．氫氧根是堿【解析】弱酸根和酸式弱酸根都是弱酸部分電離的產(chǎn)物，弱酸的電離是可逆的，其逆反應(yīng)就是弱酸根或酸式弱酸根與氫離子結(jié)合生成弱酸的反應(yīng)，因能結(jié)合氫離子，所以它們都是堿，A正確。而酸式弱酸根還能電離出氫離子，所以它又是酸，可見B對C錯?！敬鸢浮?/p>

C【規(guī)律方法】根據(jù)不同的酸堿定義，每種物質(zhì)的酸堿性可能不一樣，主要是因為化學(xué)知識在不斷地發(fā)展，人類對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化的認(rèn)識逐步深入。變式訓(xùn)練2依據(jù)酸堿質(zhì)子理論，下列物質(zhì)屬于堿的是(

)A．硝酸鉀 B．小蘇打C．食鹽 D．苛性鈉解析：選D。酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為凡能給出質(zhì)子(H＋)的物質(zhì)是酸；凡能接受質(zhì)子(H＋)的物質(zhì)是堿。若某物質(zhì)既能給出質(zhì)子又能接受質(zhì)子，稱之為酸堿兩性物質(zhì)。所以小蘇打是酸堿兩性物質(zhì)，苛性鈉是堿。硝酸鉀和食鹽既不是酸也不是堿。詳見課前自主學(xué)案。電解熔融NaCl和食鹽水比較

如圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖，下列說法不正確的是(

)例3【答案】

D變式訓(xùn)練3工業(yè)上常用電解熔融氯化鈉的方法制取金屬鈉和氯氣，試回答下列問題：(1)金屬鈉在________極上產(chǎn)生。(2)寫出產(chǎn)生Cl2的電極反應(yīng)方程式：______________________________________。(3)該反應(yīng)________(填“是”或“不是”)離子反應(yīng)。解析：熔化狀態(tài)的氯化鈉中只存在Na＋、Cl－，通電時Cl－、Na＋分別在陽極、陰極上生成Cl2、Na。答案：(1)陰(2)2Cl－－2e－===Cl2↑

(3)是探究整合應(yīng)用創(chuàng)造新物質(zhì)在化學(xué)科學(xué)的發(fā)展過程中，人們已經(jīng)能夠設(shè)計并創(chuàng)造出符合某種需要、具有特定性質(zhì)的新物質(zhì)。

在一定條件下，科學(xué)家利用從煙道氣中分離出CO2與太陽能電池電解水產(chǎn)生的H2合成甲醇，其過程如下圖所示，試回答下列問題：例(1)該合成路線對于環(huán)境保護(hù)的價值在于____________________。(2)已知1molCO2(g)和3molH2(g)完全反應(yīng)生成CH3OH(l)和H2O(l)，放出熱量為131.9kJ，寫出工業(yè)上以CO2、H2合成CH3OH的熱化學(xué)方程式：____________________________________。(3)科學(xué)家發(fā)明了一種基于上圖所示原理的廉價光電化學(xué)電池裝置，寫出光照時半導(dǎo)體電極表面發(fā)生的電極反應(yīng)式：_______________________________________。(4)目前應(yīng)用最多的半導(dǎo)體材料是Si，甚至有人提出硅是“21世紀(jì)的能源”，硅可作為新能源的原因可能的是______(填編號)。a．硅燃燒產(chǎn)物對環(huán)境危害小，而且易處理b．硅可以通過化學(xué)方法“再生”c．硅具有較強(qiáng)的親氧性，燃燒放出的熱量多d．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，便于安全運(yùn)輸、貯存【解析】

(1)合成路線是將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇，可減少CO2的排放。(3)圖中表示利用光能將水電解生成氫氣和氧氣，即由光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝