化学与STS_化学与sts

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知识点：化学与生活

概述

所属知识点：

[化学与STS]

包含次级知识点：

葡萄糖、淀粉、油脂、蛋白质、维生素、食盐、食品添加剂与保健食品、水在人体中的作用、安全使用食品添加剂、正确使用药物、材料的分类、居室装修材料

知识点总结

1．糖类是由C、H、O三中元素组成的一类有机化合物，因组成大多符合通式Cn(H2O)m，所以糖类也叫做碳水化合物。葡萄糖（C6H12O6）是最重要最简单的单糖，和果糖互为同分异构体。糖尿病患者的尿糖检验可以使用特制的尿糖试纸进行自我检测，检测出尿液中葡萄糖的含量。麦芽糖（C12H22O11）和蔗糖是两种典型的二糖，互为同分异构体，可以水解成单糖。淀粉(C6H10O5)n是一种重要的多糖，广泛存在于大米、小麦、马铃薯中。淀粉在体内最重可逐步水解为葡萄糖。纤维素也是一种多糖，在浓硫酸催化下，可最终水解为葡萄糖，纤维素虽然不能被人体直接吸收，但它能有助于食物的消化和废物排泄。所以每天应保证摄入一定的蔬菜和粗粮。淀粉和纤维素不是同分异构体。

2．油脂的主要成分是高级脂肪酸与甘油形成的酯，叫做甘油三酯。由饱和的软脂酸或硬脂酸生成的甘油酯熔点较高，在室温下呈固态。如一些动物油（羊油和牛油）。而由不饱和的油酸生成的甘油酯熔点较低，在室温下呈液态，如一些植物油。一般来说，植物油和海洋鱼类脂肪中必须脂肪酸含量高，所以建议人们多食用植物油。植物油脂中，一般都含有油酸，由于油酸有双键，空气中久置后由于氧化而变质的现象称为酸败。油脂在碱性环境下的水解，生成高级脂肪酸钠盐和甘油，高级脂肪酸的钠盐用于制造肥皂，所以也称该反应为皂化反应。

3．蛋白质是生命的基础，肌肉、血清、毛发、蚕丝、酶等都是由不同的蛋白质组成的。蛋白质在酶或酸碱的作用下最终水解产物是氨基酸。蛋白质在水中溶解性不同，有些能溶于水，如鸡蛋白；有些难溶于水，如丝、毛等。蛋白质的典型反应有盐析、变性、颜色反应。其中利用盐析可以分离提纯蛋白质。将变性的性质应用到实际生活中，比如用福尔马林制作生物标本、医院用高温、紫外线进行手术器具的消毒、农业上用硫酸铜生石灰制成波尔多液来防止病虫害、误服重金属离子可以立即喝大量的豆浆等等。蛋白质遇酒精会变性，医疗中用75%的乙醇溶液进行消毒。

4．维生素是参与生物生长发育和新陈代谢所必须的一类小分子有机物。人体对维生素需求量虽然极小，但这微量的物质却对人体生长健康至关重要。维生素按溶解性分可分为水溶性维生素和脂溶性维生素。维C是一种典型的水溶性维生素，广泛存在于新鲜水果和蔬菜中，对人体有着重要的作用，如抗氧化、促进伤口愈合、帮助无机盐和氨基酸的吸收等。维C是一种较强的还原剂，水溶液中或受热时易被氧化，所以生吃新鲜蔬菜比熟吃时维生素C的损失小。人体内的生命元素可分为常量元素和微量元素。碘是人体必须的微量元素之一，有“智力元素”之称，在人体内主要集中在甲状腺。食盐中加入碘酸钾可以起到补充碘元素的作用，我国以前在食盐中加入碘化钾，但碘化钾中的碘易被氧化成碘单质而挥发。检验食盐中存在碘的最简单方法是加入淀粉、碘化钾和稀硫酸。

5．食物的酸碱性与化学上溶液的酸碱性是不同的概念，它是指食物的成酸性和成碱性。一般来说，富含蛋白质的食物多属于酸性食品。蔬菜水果等多属于碱性食品。人体内有多个重要的酸碱平衡体系，为了保证维持正常的体液血液的pH，选择合适的酸碱食品也是必须的。食品添加剂一般分为四类：着色剂（如胡萝卜素、胭脂红、苋菜红等色素）、调味剂（如味精、食盐、醋等）、防腐剂（如苯甲酸钠、硝酸盐、亚硝酸盐等）、营养强化剂（如食盐加碘、酱油加铁等）。为了防止食物受潮，一般可在食品中加入一小包生石灰。为了防止食品被氧化，可在食品中加入一些抗氧化剂。还原铁粉既可以吸收水，又可以吸收氧气，常用于食品保鲜。

6．阿司匹林是常见的治感冒药。化学名称是乙酰水杨酸。青霉素是重要的抗生素，即消炎药。过敏反应是使用青霉素的主要不良反应，所以使用前一定要进行皮试。抗酸药是一类治疗胃疼的药物，能中和胃酸，常见的又碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝和氢氧化镁。用于消化道检查的钡餐是药用硫酸钡，因为它不溶于水、不溶于酸和脂类，所以不会被胃肠道黏膜吸收，也不会被胃酸所反应。因此对人基本无毒性。钡餐造影即消化道钡剂造影，是指用硫酸钡作为造影剂，在X线照射下显示消化道有无病变的一种检查方法。

7．材料的分类：按照材料的组成分为金属材料、非金属材料。金属材料可以分为：黑色金属和有色金属，黑色金属：铁及铁基合金；黑色金属以外的所有金属称为有色金属。非金属材料：无机非金属材料和有机高分子材料。

8．居室装修材料：随着科技的进步，人们环保意识的增强以及监管力度的加大，绿色环保型装修材料会越来越多。为确保健康，一定不要购买劣质材料进行装修。装修好的房子最好请环保部门进行室内空气质量检测，并通风换气一定时间以后再居住。

常见考法

人体六大营养素与常用药物、材料的选择激昂时本部分知识在高考中的着落点，题目多以选择、填空的形式出现，题目难度为易，学习时掌握上述知识就可以解决。

误区提醒

1、水也是人体必需的营养素。

2、药品利用的两面性。

3、材料使用环保材料更有利于人体健康。

知识点：化学与资源的开发利用

概述

所属知识点：

[化学与STS]

包含次级知识点：

石油的组成、煤的组成和综合利用、天然气的组成、冶炼金属的方法、海洋水资源的开发利用、垃圾的处理方法、废弃塑料的处理、金属废弃物的回收利用、硫酸工业的反应原理、合成氨工业的反应原理、工业制备纯碱的两种方法的原理

知识点总结

1、煤、石油、天然气的组成和综合利用：煤、石油和天然气是三大化石燃料，均为不可再生的资源。沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧(没有氧气)条件下发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷，可以燃烧。沼气是可再生资源。

煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物。石油是由烷烃、环烷烃、芳香烃等多种物质组成的复杂混合物。天然气的化学组成主要是烃类气体，以甲烷为主(按体积分数约占80%-90%)。天然气是高效的清洁燃料，也是重要的化工原料。现阶段人类已经进入到多能源结构时期，除了三大化石燃料外，可再生能源和清洁能源将成为新能源的主力军。太阳能、氢能、核能、生物能、地热能、潮汐等、风能等都将是这个能源家族的重要组成部分。这些新型能源中，除了氢能、核能之外，大多数能源其本质都是由于太阳能而引发的。

乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源，乙醇可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。

2、冶炼金属的方法：根据金属的活泼性可以分为三种方法。

(1)热分解法：适用于不活泼金属 Ag----Au，如2Ag2O=4Ag + O2↑

(2)还原法：适用于较活泼的金属 Zn----Cu，如Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2 常用的还原剂：C、CO、H2 和活泼金属如铝等。

(3)电解法：适用于活泼的金属 K-----Al，如2Al2O3 = 4Al + 3O2↑

3、海洋水资源的开发利用：海水是一个巨大的化学资源库，综合利用海水资源有着非常广阔的前景。海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。海水中有着80多种元素，总储量很大。从海水中制盐具有悠久的历史，制得的盐除了使用外，还用作工业生产，如制烧碱、金属钠、以及氯气、盐酸、漂白粉等化工产品。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展。海水中提取的溴占世界溴年产量的三分之一左右。其中一种工艺是在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气置换溴离子，继而通入空气和水蒸气，将溴蒸气吹如吸收塔，让溴与吸收剂二氧化硫反应转化成氢溴酸达到富集的目的，然后，再用氯气将其氧化得到产品溴。

4、垃圾的处理方法有填埋法、焚烧法、堆肥法。填埋是大量消纳城市生活垃圾的有效方法，也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法，目前，我国普遍采用直接填埋法。

5、废弃塑料的处理：废弃塑料是白色污染的主要来源，对于塑料制品一定要回收利用，做成别的用具或工艺品，减轻对环境的污染。

6、金属废弃物的回收利用可以减轻对环境的压力。一是可以减少对自然资源的开发利用;二是可以节约能源，给力社会可持续发展。

7、氯碱工业：离子交换膜电解槽主要由阳极(用金属钛网制成，涂有钛、钌等氧化物涂氯碱工业——电解饱和食盐水制取氯气和烧碱。

饱和食盐水的精制：电解前应除去食盐溶液中的Ca2+、Mg2+、SO42―等杂质离子，加入试剂依次为NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸(或将BaCl2溶液和NaOH溶液的顺序互换)。离子交换膜法的特性：只允许阳离子通过，而阻止阴极离子和气体通过。

8、硫酸工业的反应原理：充分接触原理、热交换原理、逆流吸收原理。

9、合成氨工业的反应原理：工业生产中既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间的产率。以上两点是选择反应条件的出发点，当二者发生矛盾时，要结合具体情况辩证分析，找出最佳的反应条件。

10、工业制备纯碱的两种方法的原理：侯氏联合制碱法保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到 96 %;NH4Cl 可做氮肥;可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2，革除了CaCO3 制CO2 这一工序。

常见考法

本部分之知识与化学反应速率知识相联系，考查对于化工生产条件的选择，其中涉及很多的有关速率与平衡的问题，这些将是高考中的重点内容。

误区提醒

1、化石能源使用的利与弊；

2、金属冶炼方法的选择；

3、氯碱工业的反应掌握。【典型例题】

例.工业上从海水中提取单质溴，其中有一种工艺采用如下方法：

(1)向海水中通入氯气将海水中的溴化物氧化，其离子方程式为：

(2)向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出，用纯碱溶液吸收，这时，溴就转化成溴离子和溴酸根离子，其化学方程式为：。

(3)将（2）所得溶液用H2SO4酸化，又可得到单质溴，再用有机溶液萃取溴后，还可以得到副产品Na2SO4。这一过程可用化学方程式表示为：。(4)这样得到的溴中还混有少量 Cl2，这样除去Cl2 ？写出反应的离子方程式：。

解析：Cl2能将Br2从海水中置换出来，由于有：Br2+H2O=HBr+HBrO,大家往往会推测出Br2与纯碱反应生成的盐是NaBr和NaBrO。这样推测是没有注意审题，题中说Br2“转化成溴离子和溴酸根离子”，所以生成的盐是NaBr和NaBrO3。NaBr和NaBrO3的混合溶液用硫酸酸化，又可得到单质溴，显然是发生了价态归中的氧化还原反应。

答案：（1）Cl2+2Br―=Br2+2Cl―

(2)3Na2CO3+3Br2=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑(3)5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Br2+3Na2SO4+3H2O(4)Cl2+2Br―=Br2+2Cl―

知识点：化学与工农业生产

概述

所属知识点：

[化学与STS]

包含次级知识点：

常见化肥的种类、生产原理、特点和用途、农药的认识、混凝法处理污水、中和法处理污水、氧化还原法处理污水、电解法冶炼金属处理污水、吸附（包括离子交换）法处理污水、精细化工产品及常用消毒剂

知识点总结

1、常见化肥：酸性的化学肥料不能和碱性肥料混用，如硝酸铵和草木灰(主要有效成分为K2CO3)不能混合施用，因NH4NO3水解是酸性，K2CO3水解是碱性，混合促进水解，降低肥效。

2、农药的认识：农药的利用为农业的发展作出了巨大贡献的同时给人类的生活造成影响。主要农药的残留危害人体的健康。在农业生产中要合理地使用农药。

3、混凝法处理污水主要利用离子间的沉淀反应、胶体的凝聚的性质来处理污水。

4、中和法处理污水是运用酸碱中和理论处理污水。

5、氧化还原法处理污水是根据污水含有物质的氧化性、还原性而加入相应的物质与之反应，从而达到处理的目的。

6、电解法冶炼金属处理污水：主要是为了除去污水中含有的重金属离子，采用电解的办法除去了污水中的重金属离子，得到重金属，变废为宝。

7、吸附（包括离子交换）法处理污水是运用具有特殊性能的树脂吸附污水中的某些离子。

8、精细化工产品及常用消毒剂：生活中的很多物质都与化学知识有关，比如洗发剂、肥皂、洗洁精、84消毒液等都是与生活紧密相连的物质。

常见考法

这些知识在高考中的考查的难度很低，主要是些识记性的知识，主要是以选择题的形式考查。特别要注意的是污水处理方法与化学理论相结合。

误区提醒

1、化肥的混合使用要注意不能反应；

2、污水的处理方法要熟悉，运用化学原理分析。【典型例题】

例析：某工厂用氨氧化法可制得质量分数为50%的硝酸，脱水后可进一步得到90%的硝酸，若以17t液氨为原料生产硝酸（假设反应及脱水过程中各反应物及生成物均无损耗）。试填写下列空白。

（1）若该厂只生产50%的硝酸，计算得到的理论上需水的质量为 t。（2）若该工厂只生产90%的硝酸，计算理论上需水质量 t。（3）若该厂同时生产50%和90%两种硝酸，它们的质量比为 x=m1/m2(m1、m2分别表示50%，90%硝酸的质量)①写出理论所需水量y与质量比x的函数关系式y=。②当进出水量平衡时x=，此时，两种产品的总质量为。解答：

知识点：化学与环境保护

概述

所属知识点：

[化学与STS]

包含次级知识点：

环境污染的含义、环境监测、环境污染的分类、大气污染及其防治、水污染及其防治、土壤污染及其防治、绿色化学生活的含义、绿色化学的基本原则、绿色化学的体现

知识点总结

环境污染包含大气污染、水体污染、固体废弃物三个方面。

1、水污染及治理

水是一切细胞和生命组织的重要成分，是构成自然界一切生命的重要物质基础。由于人类大规模的生产活动，在使用水的同时，也往往使某些有害物质进人水体，引起天然水体发生物理和化学上的变化，造成水污染。水污染按污染物质的类型可分为：病原体污染、需氧物质污染、植物营养物质污染、石油污染、热污染、有毒化学物质污染、无机物污染、放射性污染。在水污染防治技术上，我国科技工作者通过不懈的努力，取得了一定的成果。历时五年的“甲基汞污

染综合防治与对策研究”，取得可喜成果;“长江中下游浅水湖生态渔业研究”通过专家鉴定;无磷洗衣粉的研制生产等，为水资源保护与可持续利用作出了积极的贡献。

2、大气污染及治理

排放到大气中的主要污染物有二氧化硫、飘尘、氮氧化物、碳氢化物、一氧化碳、二氧化碳等。大气污染来源主要有三个方面：一是生活污染源，包括饮食或取暖时燃料向大气排放有害气体和烟雾;二是工业污染源，包括火力发电、钢铁和有色金属冶炼，各种化学工业给大气造成的污染;三是交通污染源，包括汽车、飞机、火车、船舶等交通工具的煤烟、尾气排放。人类活动导致全球大气层的主要变化及环境问题可以归结为三方面：一是大气中温室气体增加导致气候变化;二是大气臭氧层破坏;三是酸雨和污染物的越界输送。为了保护全球大气环境，改善本国的环境质量，一些国家在治理大气污染方面制定了新的计划。比如，英国政府宣布实施为期l0年的“全国空气质量战略”计划，以使英国的空气变得清新;我国已加人联合国《气候变化框架公约》和修正后的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，颁布了《中华人民共和国大气污染防治法》，从调整能源政策人手，改善能源生产结构，增大一次能源中水电、核电及太阳能比例。

3、环境污染的预防

虽然当今的化学污染防治已取得了巨大的成绩，发展了新的灵敏分析监测手段，测定环境中的污染物;从化学品中鉴定出有毒化合物的类型;发明了化学方法处理废弃物;减少了废弃物的排放等等，并对一些全球性的化学污染，如原油泄漏，燃煤烟尘，酸雨，汽车尾气，温室效应，有机氯农药，环境致癌物等的研究、控制、治理，已取得了肯定的进展。然而多年来解决化工生产过程中产生的废弃物，有毒有害物质的大量排放问题，基本上是以治理为主，这些办法的效果是有限的，所需费用昂贵且日益增长。因此，我们需要大力研究与开发绿色化学，这样可以减少末端治理，从根本上解决环境污染问题。

4、绿色化学的定义及重要性

“绿色化学”是在20世纪90年代提出的，“绿色化学”又称为无害化学、环境友好化学和清洁化学。绿色化学是指以绿色意识为指导，研究和设计环境负作用没有或尽可能小的，并在技术上，经济上可行的化学品与化学过程。其核心是利用化学知识和技术预防污染，从源头消除污染，避免或减少废物的产生。绿色化学的目标是研究与寻找能充分利用的无毒无害原材料，最大限度地节约能源，在各环节都实现净化和无污染的反应途径的工艺。绿色化学的最大特点，在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。由于它在通过化学转化获取新物质的过程中就已充分利用了每个原料的原子，具有“原子经济性”，因此它既充分利用了资源，又实现了防止污染。传统化学虽然具有不可替代的作用，但在许多场合却不能有效地利用资源，又大量排放废物造成严重污染。以1993年为例，美国仅按365种有害物质排放估算，化学工业的排放量为136万吨，1992年美国化学工业用于环境的费用为l150亿美元，清理已污染地区花费7000亿美元，所以从环保、经济和社会的要求来看，化学工业已不能再使用和产生有毒、有害物质了，需大力研究与开发从源头上减少和消除污染的绿色技术.而不仅是对废水、废气、废渣等局部性终端治理技术的开发。绿色化学包括节约材料和能源，淘汰有毒原材料;在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性;对产品而言，绿色化学旨在减少从原材料的提炼到产品的最终处置全过程的不利影响。绿色化学不仅对传统的化学工业带来革命性的变化，而且还将推进绿色能源工业、绿色农业的建立和发展。

常见考法

高考中关于环境的考查也是以基础的选择题为主，题目的切入点可能复杂些，但是知识的难度不大。也会出现绿色化学为背景的新的问题，一定要加以注意。

误区提醒

1、绿色化学旨在减少从原材料的提炼到产品的最终处置全过程的不利影响。

2、环境污染的治理方法的选择。