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第1講 STSE與傳統文化的化學價值(課件 講義)(共66張PPT)

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  1. 二一教育資源

第1講 STSE與傳統文化的化學價值(課件 講義)(共66張PPT)

資源簡介

(共66張PPT)
2025新高考化學二輪重點專題
第1講-牢記使命:
STSE 與傳統文化的化學價值
contents
目錄
01
考向分析
01
02
03
知識重構
重溫經典
04
模型建構
考向分析
PART 01
01
物質組成
考點分布
物質結構
物質成分
變化原理
物質性質
物質用途
物質分類
材料性能
能源特點
環境保護
能量轉化
考點統計
試題情境 卷別 考點分布
物質組成 物質結構 物質成分 變化原理 物質性質 物質用途 物質分類 材料性能 能源特點 能量轉化 環境保護
STSE 浙江1月 √ √ √
安徽卷
√ √
吉林卷
√ √ √
全國甲卷
√ √ √
河北卷 √ √ √

山東卷
浙江6月 √ √ √
湖南卷
√ √ √
甘肅卷 √ √
海南卷 √
廣東卷 √ √ √ √ √
貴州卷 √
重慶卷 √
福建卷 √ √ √
湖北卷 √
考點統計
試題情境 卷別 考點分布
物質組成 物質結構 物質成分 變化原理 物質性質 物質用途 物質分類 材料性能 能源特點 能量轉化 環境保護
傳統文化 吉林卷 √ √
湖北卷

課標卷

河北卷

山東卷 √
√ √
甘肅卷
江西卷 √
廣東卷
√ √ √
貴州卷 √ √
天津卷 √
考向分布
衛生
飲食
STSE情境:
能源
環保
材料
傳統文化情境:
材料的成分、類別、制作工藝
知識重構
PART 02
02
飲食
知識重構,梳理脈絡
知識重構,梳理脈絡
1. 食品烹飪過程
變化原理
烹煮食物的后期加入食鹽
將白糖熬制成焦糖汁
制作面點時加入食用純堿
燉魚時加點醋能去除魚腥味
燉排骨湯時加點醋味道更鮮美
食鹽中含有碘酸鉀,碘酸鉀受熱不穩定易分解,烹煮食物時后期加入食鹽,與NaCl無關
焦糖的主要成分仍是糖類,同時還含有一些醛類、酮類等物質,蔗糖在高溫下并未炭化
食用純堿主要成分為Na2CO3,制作面點時加入食用純堿,利用了Na2CO3中和發酵過程產生的酸
魚腥味的主要成分時三甲胺,加酸能中和三甲胺
能使骨頭中的鈣、磷、鐵等礦物質溶解出來,提高營養價值,也能去腥味
變化原理
炒菜時不宜將油加熱至冒煙
久煮的雞蛋蛋黃表面常呈灰綠色
長期暴露在空氣中的食鹽變成了糊狀
切開的茄子放置后切面變色
煎雞蛋
釀米酒晾涼米飯后加酒曲
茄子中含有酚類物質,切開后與空氣接觸后會發生氧化反應,導致茄子變色
蛋白中硫元素與蛋黃中鐵元素生成的FeS和蛋黃混合呈灰綠色
油脂在高溫下容易生成對身體有害的稠環化合物
知識重構,梳理脈絡
食鹽中常含有容易潮解的MgCl2
加熱使蛋白質變性
酒曲中含有多種微生物和酶,它們可以將淀粉先轉變成糖再轉化為乙醇。米飯過熱會使微生物失活
2. 食品添加劑
知識重構,梳理脈絡
名稱 作用 常用物質代表物
食品脫色劑
膨松劑
防腐劑
抗氧化劑
營養強化劑
食品添加劑雖然有一定毒性,但在規定范圍內使用對于改善食品品質、延長食品保存期、增加食品營養成分具有重要作用,合理使用添加劑是必要的,不能全面禁止。
活性炭、二氧化硫、焦亞硫酸鉀、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉
NaHCO3、NH4HCO3
苯甲酸、苯甲酸鈉、亞硝酸鈉、山梨酸、山梨酸鉀、SO2、焦亞硫酸鈉
抗壞血酸(VC)
維生素、碳酸鈣、硫酸亞鐵、硫酸鋅、碘酸鉀
去除食品中的色素或使食品免于褐變
使面團疏松、 多孔
防止食品腐敗變質
防止食品被氧化變質
補充必要的營養成分
活性炭具有多種重要作用:
1.空氣凈化
活性炭的多孔結構提供了巨大的表面積,能有效吸附空氣中的污染物,如甲醛、苯等揮發性有機物,以及異味分子,從而顯著改善空氣質量
2.水質凈化
活性炭通過物理吸附和化學吸附作用,能夠去除水中的有機物、重金屬離子、余氯、農藥殘留和異味等,廣泛應用于飲用水處理、工業廢水處理和地下水修復等領域
3.醫學用途
用于急救和治療,能夠吸附胃腸道毒素,減少毒物的吸收
4.其他應用
食品加工、酒類凈化、制糖、油脂提純等工業過程中,通過吸附雜質提升純度
脫氧保鮮劑-----
脫氧保鮮劑是由納米硅基氧化物、活性鐵粉、十水碳酸鈉、活性炭和食鹽混合而成。
其具有吸附氧氣能力強,吸附氧氣徹底的特點,除氧效果快速、高效。有效防止各種油炸食品、富酯食品的油脂酸敗。有效防止茶葉、紅棗、藥材、糧食等的陳化、蟲蛀、霉變等。
食品干燥劑-----
生石灰干燥劑、硅膠干燥劑、蒙脫石干燥劑、氯化鈣干燥劑、纖維干燥劑
五氧化二磷因其具有強烈的腐蝕性和毒性,不能用作食品干燥劑。
知識重構,梳理脈絡
物質 主要成分 常考點
雞蛋、牛奶、魚、肉 蛋白質
米飯、饅頭 淀粉
花生油、動物油 油脂
白糖、冰糖、紅糖 蔗糖
醬油 氨基酸、食鹽等
醋 醋酸
味精 谷氨酸鈉
鹽 氯化鈉
3. 食品及調味品
是否水解、是否為高分子、用途等
成分
衛生
知識重構,梳理脈絡
知識重構,梳理脈絡
1. 日常清潔
變化原理
鐵鍋清洗后及時擦干
堿液清洗廚房油污
用檸檬酸、醋酸等去除水垢
洗潔精去油污
油脂堿性條件下水解
檸檬酸、醋酸的酸性強于碳酸,可以和碳酸鈣反應
通過乳化作用使小油滴分散在水中
減緩鐵鍋因發生吸氧腐蝕而生銹
知識重構,梳理脈絡
變化原理
爆炸鹽(過氧碳酸鈉)
84消毒液(次氯酸鈉)
潔廁靈(鹽酸)
管道疏通劑
其水溶液呈堿性,可分解為碳酸鈉和過氧化氫,具有強氧化性,有漂白的作用。可用于衣物的清潔、殺菌消毒等。
具有強氧化性,可水解生成次氯酸,用于殺菌、環境消毒或漂白衣物等。
利用其強酸性,去除污垢
通過強堿性物質氫氧化鈉使油脂、毛發等物質發生水解反應,表面活性劑能降低油污與管道內壁的摩擦力,鋁粉與堿反應產生氣體,增加管道壓力,沖擊堵塞物,次氯酸鹽用于提高油脂類和細菌的溶解效果
1. 日常清潔
2. 消毒劑、凈水劑
知識重構,梳理脈絡
類別 常用物質 變化原理
醫用消毒劑 75%的酒精
0.5~1%的碘伏
雙氧水
生活用水 消毒劑 氯氣、臭氧、次氯酸鈉、ClO2
凈水劑 聚合氯化鋁、聚合氯化鐵
消毒原理不是利用氧化還原反應,而是破壞蛋白質結構使蛋白質變性
碘伏是單質碘與聚乙烯吡咯烷酮的不定型結合物。消毒原理與其氧化性有關
消毒的原理主要是依靠其強氧化性來殺死病原微生物
消毒原理都是利用其強氧化性
金屬陽離子水解形成氫氧化鐵膠體、氫氧化鋁膠體吸附污水中細小懸浮物聚集成大顆粒并一起沉降下來
材料
知識重構,梳理脈絡
1. 分類
金屬材料 金屬、合金
無機非金屬材料 傳統無機非金屬材料
新型無機非金屬材料
有機高分子材料 天然有機高分子材料
合成有機高分子材料
知識重構,梳理脈絡
2. 金屬材料
類別 名稱 組成或結構與性能
金屬材料 生鐵
不銹鋼
鋁合金
銅合金
知識重構,梳理脈絡
生鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金,鐵中含碳量越高,硬度越大,脆性越大,減少含碳量會增強延展性
鉻(Cr)鎳(Ni)為關鍵元素,鉻的含量至少為10.5%,能夠在鋼表面形成一層保護性的自修復氧化膜,防止腐蝕。鎳的加入可以改善不銹鋼在某些酸性環境下的抗腐蝕能力
密度小、強度高、塑性好可制作門窗框架,汽車發動機零部件、車身框架,飛機機身、機翼,手機電腦外殼等
黃銅是以鋅為主要合金元素,具有良好的機械性能和耐磨性,常用于制造閥門、水管等;青銅則以錫為主要合金元素,具有良好的耐腐蝕性和鑄造性,常用于制造軸承、齒輪等;白銅以鎳為主要合金元素,具有良好的導電性和抗腐蝕性,常用于制造電線和飾品
3. 無機非金屬材料
類別 名稱 組成、結構、性能、用途
硅材料 晶體硅
碳化硅
二氧化硅
玻璃
水泥
陶瓷
知識重構,梳理脈絡
與金剛石結構相似,是重要的半導體材料,可用于制作太陽能光伏電池板、集成電路、探測器、傳感器、芯片等。
用碳原子取代部分硅原子得到的碳化硅晶體與金剛石、晶體硅結構相似,導電性不會增強,也是一種半導體材料。
以硅氧四面體為基本結構的立體網狀結構,是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光導纖維、光學儀器、電子工業的重要部件的原料
普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英,其成分為Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等熔化在一起得到的物質,是混合物
硅酸鹽水泥原料為石灰石和黏土,成分為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣
陶瓷材料是人類應用最早的硅酸鹽材料,制備原料為黏土
類別 代表物 結構與性能 用途
塑料 聚乙烯
酚醛 樹脂
知識重構,梳理脈絡
4. 有機高分子材料
高密度聚乙烯(HDPE):由乙烯在較低壓力、溫度和催化劑條件下加聚得到,線型結構,支鏈較少,鏈之間易于接近,相互作用力較大,熔點密度較高,較硬
低密度聚乙烯(LDPE):由乙烯在較高壓力、溫度下加聚得到,支鏈型結構,支鏈較多,且長短不一,鏈之間不易于接近,相互作用力較小,熔點密度較低,較柔軟
由酚類與醛類物質在酸或堿的催化下縮聚而成的高分子。酸性條件下得到的酚醛樹脂為線型結構,堿性條件下得到的為網狀結構。
制造塑料瓶、管道和包裝材料
制造薄膜(PE)、袋子和絕緣材料
線型結構的酚醛樹脂可用于生產膠粘劑和涂料。網狀結構酚醛樹脂可用于生產烹飪器具的手柄,電器、汽車的零部件、火箭發動機、返回式衛星、宇宙飛船外殼的燒蝕材料
線型結構高分子-----
網狀結構高分子-----
知識重構,梳理脈絡
受熱不能軟化或熔融,也不溶于任何溶劑
加熱可熔融,也可溶于某些溶劑中
類別 代表物 結構與性能 用途
塑料 聚四氟乙烯
聚甲基丙烯酸甲酯
知識重構,梳理脈絡
4. 有機高分子材料
是一種以四氟乙烯為單體通過加聚反應制得的高分子聚合物。氟原子緊密地排列在碳碳主鏈的周圍,形成一種高度對稱的結構,這種結構使聚四氟乙烯具有非常高的化學穩定性,有“塑料王”的美稱
常用于制作各種耐腐蝕的管道、不粘鍋涂層、電線、電纜的絕緣層等
俗稱有機玻璃,是由甲基丙烯酸甲酯加聚而成的高分子化合物,是一種開發較早的重要熱塑性塑料。有機玻璃具有較好的透明性、化學穩定性,有機玻璃又叫明膠玻璃、亞克力
常用于車的風擋和車窗、大型建筑的天窗、望遠鏡和照相機上的光學鏡片、人工角膜等
可降解塑料-----聚乳酸
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可吸收性,可以用于手術縫合線、骨科固定材料、藥物緩釋材料等,手術后不用拆線或取出固定材料,減輕了患者與醫生的負擔。
聚乳酸與淀粉等混合制成的生物降解塑料,可用于一次性餐具、食品和藥品包裝。為消除“白色污染”和減輕“溫室效應”做出了貢獻。
知識重構,梳理脈絡
類別 分類 來源 代表物
纖維 天然纖維
化學纖維 再生纖維
合成纖維
知識重構,梳理脈絡
4. 有機高分子材料
動、植物中提取
以木材、秸稈等含有纖維素的農副產品為原料,經加工處理得到
以石油、天然氣、煤、農副產品為原料,將其轉化為單體,再經過聚合反應得到
棉花、羊毛、蠶絲、麻
粘膠纖維、醋酸纖維、銅氨纖維、莫代爾、萊賽爾、坦塞爾
六大綸:滌綸、錦綸、腈綸、氯綸、維倫、氨綸
分類 性能
優點 缺點
天然纖維
化學纖維 再生纖維
合成纖維
知識重構,梳理脈絡
4. 有機高分子材料
吸濕透氣、親膚舒適
與天然纖維相近,透氣、環保
強度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水
不耐磨不耐洗、容易褶皺和縮水
不耐磨不耐洗、容易磨損
容易產生靜電,除維倫吸濕性較好,有“人造棉花”的美稱外,吸濕性和透氣性明顯不及天然纖維
尼龍-----也稱聚酰胺或錦綸,是一種重要的合成纖維,也是世界上第一種合成纖維。
尼龍材料具有極高的耐磨性和機械強度,重量輕、易染色且吸濕能力好。在工業領域,主要用于繩索、漁網、輪胎的簾線、降落傘和工程塑料;在服裝領域,主要用于絲襪、泳裝、登山衣等。
尼龍66由己二酸和己二胺縮聚而成,性能優異。常用于制造機械附件如齒輪、潤滑軸承,可以代替有色金屬材料制作機器外殼、汽車發動機葉片等。之后又合成了耐酸堿、耐高溫、高強度的芳綸纖維,可以制成防彈裝甲、消防服、防切割耐熱手套等。
知識重構,梳理脈絡
滌綸-----也稱聚酯纖維,是合成纖維中產量最大的,由對苯二甲酸和乙二醇縮聚而成。
聚酯纖維由許多優點。首先,它具有出色的抗皺性和保形性。其次,它具有很高的強度和彈性恢復能力,使得織成的織物堅固耐用,同時迅速恢復原狀。此外,還具有抗磨損、不粘毛等特點,讓織物看起來更加整潔。但它透氣性和吸濕性差,可以與天然纖維混紡獲得改進。它廣泛應用于紡織品和服裝制造等領域,以及航天服、降落傘、過濾材料、絕緣材料、輪胎簾子線、傳送帶等。
知識重構,梳理脈絡
類別 分類 組成或結構與性能
橡膠 天然橡膠 是異戊二烯的聚合物,具有順式結構,為線型高分子,具有良好的彈性、耐磨性、耐老化性、耐水性等特點。
我國特產杜仲膠是反式聚異戊二烯,彈性差,絕緣性好。
合成橡膠 順丁橡膠是以1,3-丁二烯為原料,在催化劑作用下發生加聚反應得到順式結構為主的聚合物。該聚合物呈線型結構,分子鏈較柔軟,性能較差。將其與硫磺等硫化劑混合后加熱,碳碳雙鍵打開,以二硫鍵-S-S-將線性結構連接成網狀結構,使橡膠分子間的相互作用增強,導致橡膠的強度和韌性顯著提高,但硫化交聯的程度不宜過大,否則會使橡膠失去彈性。
知識重構,梳理脈絡
4. 有機高分子材料
類別 名稱 組成或結構與性能
功能高分子材料 高吸水性樹脂
高分子分離膜
知識重構,梳理脈絡
4. 有機高分子材料
設計思路1:改造纖維素或淀粉分子,接入強親水基團的支鏈,提高它們的吸水能力。在交聯劑作用下生成的網狀結構的淀粉-聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂,具有強大的吸水、保水能力,同時還是可生物降解的綠色材料。用于農業、林業的抗旱、保水及嬰幼兒紙尿褲
設計思路2:用帶有強親水基團的烯類單體進行聚合。在丙烯酸鈉中加入少量交聯劑,再在一定條件下聚合,可得具有網狀結構的高吸水性樹脂。其中加入交聯劑的目的是防止聚合物溶于水
主要材料:醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等,廣泛用于海水淡化、飲用水的制取、果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等領域
名稱 成分
青銅器 銅、錫合金
陶器、瓷器、玉、翡翠 硅酸鹽
黑火藥 S、KNO3、C
漢白玉、大理石、珍珠 CaCO3
鉆石、墨 C
石英、沙子、瑪瑙、水晶 SiO2
紙、棉、麻 纖維素
絹、羊毛 蛋白質
知識重構,梳理脈絡
5. 傳統文化中的材料
能源
知識重構,梳理脈絡
開發利用方法 產品及變化類型
石油 石油分餾 得到石油氣、汽油(直餾汽油)、煤油、柴油、重油等。物理變化
石油裂化 獲得更多的輕質油,特別是汽油(裂化汽油)。化學變化
石油裂解 主要獲得乙烯等化工原料,如乙烯、丙烯、甲烷等。化學變化
催化重整 主要得到苯及其同系物。化學變化
煤 煤的干餾 隔絕空氣加強熱,得焦爐氣、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭等。化學變化
煤的氣化 將煤轉化為可燃性氣體,C(s)+H2O(g) ==CO(g)+H2(g)。化學變化
煤的液化 把煤轉化為液體燃料,如乙醇等的過程。化學變化。
知識重構,梳理脈絡
1. 開發利用的方法及變化原理
類別 分類 典型例子
類別一 常規能源 煤、石油、天然氣
新型能源 核聚變能、風能、太陽能、海洋能
類別二 可再生能源 水能、風能、太陽能
不可再生能源 煤、石油、天然氣
類別三 一級能源 天然氣、煤、石油、水能、太陽能、風能
二級能源 電能、一氧化碳
知識重構,梳理脈絡
2. 能源的分類
環保
知識重構,梳理脈絡
污染類型 主要污染物及成因
霧霾與PM2.5 硫的氧化物和氮的氧化物以及可吸入固體顆粒物(如PM2.5)與霧氣結合的混合物
PM2.5指的是顆粒粒徑不大于2.5 μm的可入肺顆粒物。
酸雨 界定 pH<5.6的降水
成因 硫的氧化物和氮的氧化物
原理 硫酸型酸雨的形成:SO2+H2O H2SO3,2H2SO3+O2═══2H2SO4
硝酸型酸雨的形成:2NO+O2═══2NO2,3NO2+H2O═══2HNO3+NO
防治 石灰石脫硫:2CaCO3+O2+2SO2═══2CaSO4+2CO2
知識重構,梳理脈絡
污染類型 主要污染物及成因
溫室效應 溫室氣體主要有CO2、CH4等;化石燃料大量使用使大氣中CO2大量增加導致地表溫度升高
厄爾尼諾 指由于全球溫室效應逐漸增強,海洋溫度不斷上升,使得冰川、冰山融化,海平面上升,從而形成強烈的熱帶風暴以及引起大陸氣候變化無常的現象。
白色污染 各種廢棄塑料制品對環境所造成的污染,很難降解,會破壞土壤結構
水體污染 重金屬污染 Hg、Cd、Pb、Cr等,其中水俁病是由Hg污染引起的,
痛痛病是由Cd污染引起的
植物營養素污染 水中N、P等營養元素含量過多引起的污染叫水體富營養化,可能引起“水華”或“赤潮”。含磷洗衣粉的使用和農業化肥的過量使用是造成水體富營養化的主要原因之一。
知識重構,梳理脈絡
污染類型 主要污染物及成因
光化學煙霧 形成 汽車、工廠等污染源排入大氣的碳氫化合物(CxHy)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在太陽光作用下發生光化學反應產生的二次污染
危害 人受到的主要傷害為:刺激眼睛、粘膜及呼吸系統等
防治 控制汽車尾氣排放、開發新能源
臭氧層空洞 氟氯代烴、NOx等,導致臭氧層被破壞
土壤污染 干電池、鉛酸蓄電池隨意丟棄會造成嚴重的土壤污染
知識重構,梳理脈絡
重溫經典
PART 03
03
【例1】(2024·安徽卷)青少年幫廚既可培養勞動習慣,也能將化學知識應用于實踐。下列有關解釋合理的是
A.清洗鐵鍋后及時擦干,能減緩鐵鍋因發生吸氧腐蝕而生銹
B.烹煮食物的后期加入食鹽,能避免NaCl長時間受熱而分解
C.將白糖熬制成焦糖汁,利用蔗糖高溫下充分炭化為食物增色
D.制作面點時加入食用純堿,利用NaHCO3中和發酵過程產生的酸
重溫經典,感悟高考
【試題立意】本題以貼近日常生活的情境為素材,考查學生從化學視角解釋生活中的常見現象的意識與能力, 體現了化學與生活的密切聯系,充分發揮了高考的教學引導作用,使中學化學教學同實際生活緊密結合起來。
【例1】(2024·安徽卷)青少年幫廚既可培養勞動習慣,也能將化學知識應用于實踐。下列有關解釋合理的是
A.清洗鐵鍋后及時擦干,能減緩鐵鍋因發生吸氧腐蝕而生銹
B.烹煮食物的后期加入食鹽,能避免NaCl長時間受熱而分解
C.將白糖熬制成焦糖汁,利用蔗糖高溫下充分炭化為食物增色
D.制作面點時加入食用純堿,利用NaHCO3中和發酵過程產生的酸
重溫經典,感悟高考
A
A.鐵發生吸氧腐蝕時,正極上O2得電子結合水生成氫氧根離子,清洗鐵鍋后及時擦干,除去了鐵鍋表面的水分,沒有了電解質溶液,能減緩鐵鍋因發生吸氧腐蝕而生銹,A正確;
B.食鹽中含有碘酸鉀,碘酸鉀不穩定受熱易分解,因此烹煮食物時后期加入食鹽,與NaCl無關,B錯誤;
C.焦糖的主要成分仍是糖類,同時還含有一些醛類、酮類等物質,蔗糖在高溫下并未炭化,C錯誤;
D.食用純堿主要成分為Na2CO3,制作面點時加入食用純堿,利用了Na2CO3中和發酵過程產生的酸,D錯誤;
重溫經典,感悟高考
【例2】(2024·吉林卷)家務勞動中蘊含著豐富的化學知識。下列相關解釋錯誤的是
A.用過氧碳酸鈉漂白衣物:Na2CO4具有較強氧化性
B.釀米酒需晾涼米飯后加酒曲:乙醇受熱易揮發
C.用檸檬酸去除水垢:檸檬酸酸性強于碳酸
D.用堿液清洗廚房油污:油脂可堿性水解
【試題立意】本題以家務勞動中清潔和制作過程為素材,考查學生對物質性質及變化原理掌握情況。主要考查學生信息的獲取與加工能力及依據組成、性質、用途的邏輯推理與論證能力。
重溫經典,感悟高考
【例2】(2024·吉林卷)家務勞動中蘊含著豐富的化學知識。下列相關解釋錯誤的是
A.用過氧碳酸鈉漂白衣物:Na2CO4具有較強氧化性
B.釀米酒需晾涼米飯后加酒曲:乙醇受熱易揮發
C.用檸檬酸去除水垢:檸檬酸酸性強于碳酸
D.用堿液清洗廚房油污:油脂可堿性水解
A.過碳酸鈉中過碳酸根中有兩個O原子為-1價,易得到電子變成-2價O,因此過碳酸鈉具有強氧化性,可以漂白衣物,A正確;
B.酒曲上大量微生物,微生物可以分泌多種酶將谷物中的淀粉、蛋白質等轉變成糖、氨基酸。糖分在酵母菌酶的作用下,分解成乙醇,因此,米飯需晾涼再加酒曲,過熱會使微生物失活,B錯誤;
C.檸檬酸的酸性強于碳酸,可以與水垢中的碳酸鈣反應生成可溶性的鈣離子,除去水垢,C正確;
D.油脂可以在堿性條件下水解成可用于水的甘油和脂肪酸鹽,用于清洗油污,D正確;
B
【例3】(2022·海南卷)化學與日常生活息息相關。下列說法錯誤的是
A.使用含氟牙膏能預防齲齒 B.小蘇打的主要成分是Na2CO3
C.可用食醋除去水垢中的碳酸鈣 D.使用食品添加劑不應降低食品本身營養價值
重溫經典,感悟高考
【試題立意】健康、清潔的生活離不開化學。本題以四種不同的生活情境為載體,考查學生對物質成分、性質、用途及原理的掌握情況。主要考查學生信息的獲取與加工能力及依據性質、用途的邏輯推理與論證能力。
【例3】(2022·海南卷)化學與日常生活息息相關。下列說法錯誤的是
A.使用含氟牙膏能預防齲齒 B.小蘇打的主要成分是Na2CO3
C.可用食醋除去水垢中的碳酸鈣 D.使用食品添加劑不應降低食品本身營養價值
重溫經典,感悟高考
B.小蘇打的主要成分是NaHCO3,蘇打的成分是Na2CO3,B錯誤;
C.食醋的主要成分為CH3COOH,酸性強于碳酸,可與碳酸鈣反應生成可溶的醋酸鈣,因此食醋可除去水垢中的碳酸鈣,C正確;
D.食品添加劑加入到食品中的目的是為改善食品品質和色、香、味以及為防腐、保鮮和加工工藝的需要,所以合理使用有助于改善食品品質、豐富食品營養成分,不應降低食品本身營養價值,D正確;
B
A.含氟牙膏中的F-可與牙齒中的礦物質羥基磷灰石發生沉淀的轉化:Ca5(PO4)3OH + F-Ca5(PO4)3F + OH-,生成的氟磷灰石比羥基磷灰石更能抵抗酸的侵蝕,A正確;
【例4】(2024·全國甲卷)人類對能源的利用經歷了柴薪、煤炭和石油時期,現正向新能源方向高質量發展。下列有關能源的敘述錯誤的是
A.木材與煤均含有碳元素 B.石油裂化可生產汽油
C.燃料電池將熱能轉化為電能 D.太陽能光解水可制氫
重溫經典,感悟高考
【試題立意】人類的一切活動都離不開能源,隨著人類社會的發展,主要能源的形式也在發生著不斷的變化。本題以能源為素材,從人類發展的不同時代選取不同的能源,考查學生對基礎知識的掌握情況。
【例4】(2024·全國甲卷)人類對能源的利用經歷了柴薪、煤炭和石油時期,現正向新能源方向高質量發展。下列有關能源的敘述錯誤的是
A.木材與煤均含有碳元素 B.石油裂化可生產汽油
C.燃料電池將熱能轉化為電能 D.太陽能光解水可制氫
重溫經典,感悟高考
A.木材的主要成分為纖維素,纖維素中含碳、氫、氧三種元素,煤是古代植物埋藏在地下經歷了復雜的變化逐漸形成的固體,是有機物和無機物組成的復雜混合物,主要含碳元素,A正確;
B.石油裂化是將相對分子質量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質量較小、沸點較低的烴的過程,汽油的相對分子質量較小,可以通過石油裂化的方式得到,B正確;
C.燃料電池是將燃料的化學能變成電能的裝置,電池中燃料并沒有燃燒,不是將熱能轉化為電能,C錯誤;
D.在光催化劑作用下,光能被吸收,使水分解為氫氣和氧氣,D正確;
C
【例5】(2024·海南卷)化學為實現社會可持續發展貢獻巨大。下列說法錯誤的是
A.以竹代塑,可減少白色污染
B.使用人工合成殺蟲劑,對環境無影響
C.無紙化辦公,可減少人工合成油墨的使用
D.使用無磷洗滌劑,可減少水體污染
重溫經典,感悟高考
【試題立意】人類可以使用的資源是有限的,要實現可持續性發展,需要人類從各個方面做出努力,比如從能源方面,減少對化石能源的依賴,工業生產中減少污染物的排放、農業領域合理使用農藥和化肥,發展生態農業,減少對土壤和水體的污染,日常生活中倡導綠色出行、加強資源的回收和再利用等。本題以環境保護為素材,主要考查學生的環保意識及對環保方法的理解程度。
【例5】(2024·海南卷)化學為實現社會可持續發展貢獻巨大。下列說法錯誤的是
A.以竹代塑,可減少白色污染
B.使用人工合成殺蟲劑,對環境無影響
C.無紙化辦公,可減少人工合成油墨的使用
D.使用無磷洗滌劑,可減少水體污染
重溫經典,感悟高考
A.普通塑料難以降解,大量使用會引起白色污染,而竹子是一種可降解的材料,以竹代塑可以減少塑料的使用,從而可以減少白色污染,A正確;
B.人工合成殺蟲劑具有一定毒性,進入環境后可能會污染水源、土壤,對生物的多樣性產生負面影響,會對環境造成一定影響,B錯誤;
C.無紙化辦公,減少紙張的使用,減少了打印機中人工合成的油墨使用,C正確;
D.含磷洗滌劑會導致水的富營養化,從而導致赤潮、水華等污染,使用無磷洗滌劑,可減少水體污染,D正確;
B
【例6】(2024·河北卷)高分子材料在生產、生活中得到廣泛應用。下列說法錯誤的是
A.線型聚乙烯塑料為長鏈高分子,受熱易軟化
B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,受熱易分解
C.尼龍66由己二酸和己二胺縮聚合成,強度高、韌性好
D.聚甲基丙烯酸酯(有機玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成,透明度高
重溫經典,感悟高考
【試題立意】新材料的發明與應用在提高人類的生活質量、推動工業的發展、促進科技創新、有助于減少環境污染和資源消耗、促進經濟增長等方面具有重要的意義。本題以高分子材料為素材,主要考查學生對生活中常見高分子材料的名稱、結構及性能的掌握程度及依據性能、用途進行邏輯推理與論證的能力。
【例6】(2024·河北卷)高分子材料在生產、生活中得到廣泛應用。下列說法錯誤的是
A.線型聚乙烯塑料為長鏈高分子,受熱易軟化
B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,受熱易分解
C.尼龍66由己二酸和己二胺縮聚合成,強度高、韌性好
D.聚甲基丙烯酸酯(有機玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成,透明度高
重溫經典,感悟高考
A.線型聚乙烯塑料為長鏈狀結構,分子間作用力較小,具有熱塑性,受熱易軟化,A正確;
B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,被稱為“塑料王”,穩定性高、耐腐蝕,可用作不粘鍋的涂層,B錯誤;
C.尼龍66是由己二酸和己二胺縮聚合成,強度高、韌性好,常用于制造機械附件如齒輪、潤滑軸承,可以代替有色金屬材料制作機器外殼、汽車發動機葉片等,C正確;
D.聚甲基丙烯酸酯由甲基丙烯酸酯加聚合成,又名有機玻璃,說明其透明度高,D正確;
B
重溫經典,感悟高考
【例7】(2024·1浙江卷)根據材料的組成和結構變化可推測其性能變化,下列推測不合理的是
材料 組成和結構變化 性能變化
A 生鐵 減少含碳量 延展性增強
B 晶體硅 用碳原子取代部分硅原子 導電性增強
C 纖維素 接入帶有強親水基團的支鏈 吸水能力提高
D 順丁橡膠 硫化使其結構由線型轉變為網狀 強度提高
【試題立意】從組成和結構變化推測性能,主要考查學生對于物質結構和性質關系的理解與運用能力。主要包括對不同組成元素、含量、化學鍵類型、晶體結構、分子空間構型等結構特點的認識及它們如何影響物質的物理性質、化學性質、導電能力、延展性等性能的分析推理能力。
重溫經典,感悟高考
【例7】(2024·1浙江卷)根據材料的組成和結構變化可推測其性能變化,下列推測不合理的是
材料 組成和結構變化 性能變化
A 生鐵 減少含碳量 延展性增強
B 晶體硅 用碳原子取代部分硅原子 導電性增強
C 纖維素 接入帶有強親水基團的支鏈 吸水能力提高
D 順丁橡膠 硫化使其結構由線型轉變為網狀 強度提高
A.較低的碳含量賦予材料更好的延展性和可塑性,A正確;
B.晶體硅和金剛石均為共價晶體,硅為半導體材料,金剛石態的碳不具有導電性,故用碳原子取代部分硅原子導電能力會下降,B錯誤;
C.淀粉、纖維素的主鏈上再接上帶有強親水基團的支鏈(如丙烯酸鈉),在交聯劑作用下形成網狀結構可以提高吸水能力,C正確;
D.在橡膠中加入硫化劑使線型大分子轉變為三維網狀結構,網狀結構相對線性結構具有更大的強度,D正確;
B
重溫經典,感悟高考
【例8】(2024·湖北卷)2024年5月8日,我國第三艘航空母艦福建艦順利完成首次海試。艦體表面需要采取有效的防銹措施,下列防銹措施中不形成表面鈍化膜的是
A.發藍處理 B.陽極氧化 C.表面滲鍍 D.噴涂油漆
A.發藍處理技術通常用于鋼鐵等黑色金屬,通過在空氣中加熱或直接浸泡于濃氧化性溶液中來實現,可在金屬表面形成一層極薄的氧化膜,這層氧化膜能有效防銹,A不符合題意;
B.陽極氧化是將待保護的金屬與電源正極連接,在金屬表面形成一層氧化膜的過程,B不符合題意;
C.表面滲鍍是在高溫下將氣態、固態或熔化狀態的欲滲鍍的物質(金屬或非金屬元素)通過擴散作用從金屬的表面滲入內部以形成表層合金鍍層的一種表面處理的方法,在這個過程中,金屬表面會形成鈍化膜,C不符合題意;
D.噴涂油漆是將油漆涂在待保護的金屬表面并沒有在表面形成鈍化膜,D符合題意;
D
【試題立意】本題以科技發展為情境,體現了化學在科技發展中的重要貢獻。主要考查學生對化學工藝原理的了解程度及邏輯推理能力。
【例9】(2024·全國新課標卷)文房四寶是中華傳統文化的瑰寶。下列有關敘述錯誤的是
A.羊毛可用于制毛筆,主要成分為蛋白質
B.松木可用于制墨,墨的主要成分是單質碳
C.竹子可用于造紙,紙的主要成分是纖維素
D.大理石可用于制硯臺,主要成分為硅酸鹽
重溫經典,感悟高考
【試題立意】在中國傳統文化的繼承與發揚歷程中,文房四寶發揮著重要作用,是人類文明得以傳播的重要載體。本題以文房四寶為素材,考查學生對筆、墨、紙、硯中有關化學成分的辨析能力及對物質用途的了解程度。讓學生在感受化學學科對人類生活產生重要影響的同時,認識中華優秀傳統文化對人類發展和社會進步作出的巨大貢獻。
【例9】(2024·全國新課標卷)文房四寶是中華傳統文化的瑰寶。下列有關敘述錯誤的是
A.羊毛可用于制毛筆,主要成分為蛋白質
B.松木可用于制墨,墨的主要成分是單質碳
C.竹子可用于造紙,紙的主要成分是纖維素
D.大理石可用于制硯臺,主要成分為硅酸鹽
重溫經典,感悟高考
A.動物的毛、皮、角主要成分都是蛋白質,毛筆有多種,有羊毫、狼毫、紫豪等,A正確;
B.墨的主要成分是炭黑,炭黑是碳元素的一種單質,碳的單質在常溫下化學性質很穩定,不易與其他物質發生化學反應,故用墨汁書寫的字畫歷經千年仍不褪色,松木不完全燃燒產生的煙塵可制墨,B正確;
C.竹子的主要成分是纖維素,用其造的紙的主要成分也是纖維素,C正確;
D.大理石主要成分為碳酸鈣,不是硅酸鹽,質地堅硬,細膩度適中,研磨墨塊時不易磨損,研磨出的墨汁顆粒細膩,書寫流暢,所以大理石可用于制硯臺,D錯誤;
D
【例10】(2024·河北卷)燕趙大地歷史悠久,文化燦爛。對下列河北博物院館藏文物的說法錯誤的是
重溫經典,感悟高考
A.青銅鋪首主要成分是銅錫合金
B.透雕白玉璧主要成分是硅酸鹽
C.石質浮雕主要成分是碳酸鈣
D.青花釉里紅瓷蓋罐主要成分是硫酸鈣
【試題立意】本題以館藏文物素材,考查學生對物質成分的掌握情況。主要考查學生信息的獲取與加工能力。
【例10】(2024·河北卷)燕趙大地歷史悠久,文化燦爛。對下列河北博物院館藏文物的說法錯誤的是
重溫經典,感悟高考
A.青銅鋪首主要成分是銅錫合金
B.透雕白玉璧主要成分是硅酸鹽
C.石質浮雕主要成分是碳酸鈣
D.青花釉里紅瓷蓋罐主要成分是硫酸鈣
D
A.青銅鋪首是青銅器,青銅的主要成分是銅錫合金,A正確;
B.透雕白玉璧是玉石,玉石的主要成分是硅酸鹽,B正確;
C.石質浮雕是漢白玉,漢白玉的主要成分是碳酸鈣,C正確;
D.青花釉里紅瓷蓋罐是陶瓷,陶瓷的主要成分是硅酸鹽,D錯誤;
重溫經典,感悟高考
【例11】(2024·湖北卷)勞動人民的發明創造是中華優秀傳統文化的組成部分。下列化學原理描述錯誤的是
發明 關鍵操作 化學原理
A 制墨 松木在窯內燜燒 發生不完全燃燒
B 陶瓷 黏土高溫燒結 形成新的化學鍵
C 造紙 草木灰水浸泡樹皮 促進纖維素溶解
D 火藥 硫黃、硝石和木炭混合,點燃 發生氧化還原反應
【試題立意】本題以中華優秀傳統文化素材,考查學生對物質制作工藝的關鍵操作的了解程度及基于組成、結構、性質、用途的邏輯推理與論證能力。
重溫經典,感悟高考
【例11】(2024·湖北卷)勞動人民的發明創造是中華優秀傳統文化的組成部分。下列化學原理描述錯誤的是
發明 關鍵操作 化學原理
A 制墨 松木在窯內燜燒 發生不完全燃燒
B 陶瓷 黏土高溫燒結 形成新的化學鍵
C 造紙 草木灰水浸泡樹皮 促進纖維素溶解
D 火藥 硫黃、硝石和木炭混合,點燃 發生氧化還原反應
A.墨的主要成分是碳單質,松木在窯中不完全燃燒會生成黑色的碳單質,可以用來制造墨塊,A正確;
B.黏土在高溫中燒結,會發生一系列的化學反應,此過程有新化學鍵的形成,B正確;
C.草木灰主要成分為碳酸鉀,水溶液顯堿性,紙張的主要成分是纖維素,纖維素不能溶解在草木灰水中,浸泡的主要目的是用于分離樹皮中的果膠、木質素等雜質,提高紙張的質量,C錯誤;
D.中國古代黑火藥是有硫磺、硝石、木炭混合而成的,在點燃時發生劇烈的氧化還原反應,產生大量氣體并放出大量的熱,反應方程式為S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑,D正確;
C
模型建構
PART 04
04
這類題目一般有兩種類型,一種為有主題型,一種為無主題型。有主題型可以從題干中找出研究方向,無主題型需要從選項中找出研究方向。
明確研究方向
方法模型
思維模型
找出研究對象
關聯相關知識
邏輯推理論證
這類題目一般有兩種類型,一種為有主題型,一種為無主題型。有主題型可以從題干中找出研究方向,無主題型需要從選項中找出研究方向。
模型建構
主要包括靜態的物質和動態的變化。
主要涉及物質的組成與分類、物質的結構與性質、物質的結構、性質與用途之間的關系等。
用記憶的相關知識解決不了的問題,我們可以依據結構、類別、性質、應用的統一性和互判性進行邏輯推理與論證。
化學與STSE一般選擇最新科技成果,與社會生活聯系密切的材料(藥物、食品、新型材料等)以及傳統文化作為載體,問題設計依據課標,知識源于教材又高于教材,最終用化學知識解決問題。
備考建議
1.備考時我們要全面關注化學與生活、化學與健康、化學與環境、化學與科技、化學與材料等不同方面的考向。重點關注化學材料成分及類別的判斷;化學知識在生活、生產等領域的應用,如生活常識中的化學原理、新材料的結構與性能、食品安全與健康等;古代化學成就中化學知識的應用,如生產工藝的關鍵步驟等。
2.本題由原來側重于物質的組成、類別、應用的考查向物質變化、能量變化方向轉化,體現了由靜態考查到動態考查的變化特征,也體現了本題型考查層次的提升,不再是簡單的科普知識,因此備考時要關注這種變化趨勢,積極應對。第1講 STSE 與傳統文化的化學價值
一、考向分析
1.生活生產情境
考點分布
卷別 物質組成 物質結構 物質成分 變化原理 物質性質 物質用途 物質分類 材料性能 能源特點 能量轉化 環境保護
浙江1月 √ √ √
安徽卷 √ √
吉林卷 √ √ √
全國甲卷 √ √ √
河北卷 √ √ √
山東卷 √
浙江6月 √ √ √
湖南卷 √ √ √
甘肅卷 √ √
海南卷 √
廣東卷 √ √ √ √ √
貴州卷 √
重慶卷 √
福建卷 √ √ √
湖北卷 √
2.傳統文化情境
考點分布
卷別 物質組成 物質結構 物質成分 變化原理 物質性質 物質用途 物質分類 材料性能 能源特點 能量轉化 環境保護
吉林卷 √ √
湖北卷 √
課標卷 √
河北卷 √
山東卷 √
甘肅卷 √ √
江西卷 √
廣東卷 √ √ √
貴州卷 √ √
天津卷 √
二、知識重構
(一)飲食
1. 食品烹飪過程
變化原理
烹煮食物的后期加入食鹽 食鹽中含有碘酸鉀,碘酸鉀受熱不穩定易分解,烹煮食物時后期加入食鹽,與NaCl無關
將白糖熬制成焦糖汁 焦糖的主要成分仍是糖類,同時還含有一些醛類、酮類等物質,蔗糖在高溫下并未炭化
制作面點時加入食用純堿 食用純堿主要成分為Na2CO3,制作面點時加入食用純堿,利用了Na2CO3中和發酵過程產生的酸
燉魚時加點醋能去除魚腥味 魚腥味的主要成分時三甲胺,加酸能中和三甲胺
燉排骨湯時加點醋味道更鮮美 能使骨頭中的鈣、磷、鐵等礦物質溶解出來,提高營養價值,也能去腥味
炒菜時不宜將油加熱至冒煙 油脂在高溫下容易生成對身體有害的稠環化合物
久煮的雞蛋蛋黃表面常呈灰綠色 蛋白中硫元素與蛋黃中鐵元素生成的FeS和蛋黃混合呈灰綠色
長期暴露在空氣中的食鹽變成了糊狀 食鹽中常含有容易潮解的MgCl2
切開的茄子放置后切面變色 茄子中含有酚類物質,切開后與空氣接觸后會發生氧化反應,導致茄子變色
煎雞蛋 加熱使蛋白質變性
釀米酒晾涼米飯后加酒曲 酒曲中含有多種微生物和酶,它們可以將淀粉轉先變成糖再轉化為乙醇。米飯過熱會使微生物失活
2. 食品添加劑
食品添加劑雖然有一定毒性,但在規定范圍內使用對于改善食品品質、延長食品保存期、增加食品營養成分具有重要作用,合理使用添加劑是必要的,不能全面禁止。
名稱 作用 常用物質代表物
食品脫色劑 去除食品中的色素或使食品免于褐變 活性炭、二氧化硫、焦亞硫酸鉀、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉
膨松劑 使面團疏松、 多孔 NaHCO3、NH4HCO3
防腐劑 防止食品腐敗變質 苯甲酸、苯甲酸鈉、亞硝酸鈉、山梨酸、山梨酸鉀、SO2、焦亞硫酸鈉
抗氧化劑 防止食品被氧化變質 抗壞血酸(VC)
營養強化劑 補充必要的營養成分 維生素、碳酸鈣、硫酸亞鐵、硫酸鋅、碘酸鉀
(1)活性炭具有多種重要作用:
①空氣凈化
活性炭的多孔結構提供了巨大的表面積,能有效吸附空氣中的污染物,如甲醛、苯等揮發性有機物,以及異味分子,從而顯著改善空氣質量
②水質凈化
活性炭通過物理吸附和化學吸附作用,能夠去除水中的有機物、重金屬離子、余氯、農藥殘留和異味等,廣泛應用于飲用水處理、工業廢水處理和地下室修復等領域
③醫學用途
用于急救和治療,能夠吸附胃腸道毒素,減少毒物的吸收
④其他應用
食品加工、酒類凈化、制糖、油脂提純等工業過程中,通過吸附雜質提升純度
(2)脫氧保鮮劑-----
脫氧保鮮劑是由納米硅基氧化物、活性鐵粉、十水碳酸鈉、活性炭和食鹽混合而成。
(3)食品干燥劑-----
生石灰干燥劑、硅膠干燥劑、蒙脫石干燥劑、氯化鈣干燥劑、纖維干燥劑
五氧化二磷因其具有強烈的腐蝕性和毒性,不能用作食品干燥劑。
3. 食品及調味品
主要成分 常考點
雞蛋、牛奶、魚、肉 蛋白質 是否水解、是否為高分子、用途
米飯、饅頭 淀粉
花生油、動物油 油脂
白糖、冰糖、紅糖 蔗糖
醬油 氨基酸、食鹽等 成分
醋 醋酸
味精 谷氨酸鈉
鹽 氯化鈉
(二)衛生
1. 日常清潔
變化原理
鐵鍋清洗后及時擦干 減緩鐵鍋因發生吸氧腐蝕而生銹
堿液清洗廚房油污 油脂堿性條件下水解
用檸檬酸、醋酸等去除水垢 檸檬酸、醋酸的酸性強于碳酸,可以和碳酸鈣反應
洗潔精去油污 通過乳化作用使小油滴分散在水中
爆炸鹽(過氧碳酸鈉) 其水溶液呈堿性,可分解為碳酸鈉和過氧化氫,具有強氧化性,有漂白的作用。可用于衣物的清潔、殺菌消毒等。
84消毒液(次氯酸鈉) 具有強氧化性,可水解生成次氯酸,用于殺菌、環境消毒或漂白衣物等。
潔廁靈(鹽酸) 利用其強酸性,去除污垢
管道疏通劑 通過強堿性物質氫氧化鈉使油脂、毛發等物質發生水解反應,表面活性劑能降低油污與管道內壁的摩擦力,鋁粉與堿反應產生氣體,增加管道壓力,沖擊堵塞物,次氯酸鹽用于提高油脂類和細菌的溶解效果
2.消毒劑、凈水劑
類別 常用物質 變化原理
醫用消毒劑 75%的酒精 消毒原理不是利用氧化還原反應,而是破壞蛋白質結構使蛋白質變性
0.5~1%的碘伏 碘伏是單質碘與聚乙烯吡咯烷酮的不定型結合物。消毒原理與其氧化性有關
雙氧水 消毒的原理主要是依靠其強氧化性來殺死病原微生物
生活用水 消毒劑 氯氣、臭氧、次氯酸鈉、ClO2 消毒原理都是利用其強氧化性
凈水劑 聚合氯化鋁、聚合氯化鐵 原理金屬陽離子水解形成氫氧化鐵膠體、氫氧化鋁膠體吸附污水中細小懸浮物聚集成大顆粒并一起沉降下來
(三)材料
1.分類
金屬材料 金屬、合金
無機非金屬材料 傳統無機非金屬材料
新型無機非金屬材料
有機高分子材料 天然有機高分子材料
合成有機高分子材料
2.金屬材料
名稱 組成或結構與性能
金屬材料 生鐵 生鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金,鐵中含碳量越高,硬度越大,脆性越大,減少含碳量會增強延展性
不銹鋼 鉻(Cr)鎳(Ni)為關鍵元素,鉻的含量至少為10.5%,能夠在鋼表面形成一層保護性的自修復氧化膜,防止腐蝕。鎳的加入可以改善不銹鋼在某些酸性環境下的抗腐蝕能力。
鋁合金 密度小、強度高、塑性好,可制作門窗框架,汽車發動機零部件、車身框架,飛機機身、機翼,手機電腦外殼等
銅合金 黃銅是以鋅為主要合金元素,具有良好的機械性能和耐磨性,常用于制造閥門、水管等;青銅則以錫為主要合金元素,具有良好的耐腐蝕性和鑄造性,常用于制造軸承、齒輪等;白銅以鎳為主要合金元素,具有良好的導電性和抗腐蝕性,常用于制造電線和飾品
3.無機非金屬材料
類別 名稱 組成、結構、性能、用途
硅材料 晶體硅 與金剛石結構相似,是重要的半導體材料,可用于制作太陽能光伏電池板、集成電路、探測器、傳感器等。
碳化硅 用碳原子取代部分硅原子得到的碳化硅晶體與金剛石、晶體硅結構相似,導電性不會增強,也是一種半導體材料。
二氧化硅 以硅氧四面體為基本結構的立體網狀結構,是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光導纖維、光學儀器、電子工業的重要部件的原料
玻璃 普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英,其成分為Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等熔化在一起得到的物質,是混合物。
水泥 硅酸鹽水泥原料為石灰石和黏土,成分為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣。
陶瓷 陶瓷材料是人類應用最早的硅酸鹽材料,制備原料為黏土。
4.有機高分子材料
類別 代表物 結構與性能 用途
塑料 聚乙烯 高密度聚乙烯(HDPE):由乙烯在較低壓力、溫度和催化劑條件下加聚得到,線型結構,支鏈較少,鏈之間易于接近,相互作用力較大,熔點密度較高,較硬。 制造塑料瓶、管道和包裝材料
低密度聚乙烯(LDPE):由乙烯在較高壓力、溫度下加聚得到,支鏈型結構,支鏈較多,且長短不一,鏈之間不易于接近,相互作用力較小,熔點密度較低,較柔軟。 制造薄膜(PE)、袋子和絕緣材料
酚醛 樹脂 是由酚類與醛類物質在酸或堿的催化下縮聚而成的高分子。酸性條件下得到的酚醛樹脂為線型結構,堿性條件下得到的為網狀結構。 線型結構的酚醛樹脂可用于生產膠粘劑和涂料。網狀結構酚醛樹脂可用于生產烹飪器具的手柄,電器、汽車的零部件、火箭發動機、返回式衛星、宇宙飛船外殼的燒蝕材料
聚四氟乙烯 是一種以四氟乙烯為單體通過加聚反應制得的高分子聚合物。氟原子緊密地排列在碳碳主鏈的周圍,形成一種高度對稱的結構,這種結構使聚四氟乙烯具有非常高的化學穩定性,有“塑料王”的美稱 常用于制作各種耐腐蝕的管道、不粘鍋涂層、電線、電纜的絕緣層等
聚甲基丙烯酸甲酯 俗稱有機玻璃,是由甲基丙烯酸甲酯加聚而成的高分子化合物,是一種開發較早的重要熱塑性塑料。有機玻璃具有較好的透明性、化學穩定性,有機玻璃又叫明膠玻璃、亞克力 常用于車的風擋和車窗、大型建筑的天窗、望遠鏡和照相機上的光學鏡片、人工角膜等
聚乳酸 由乳酸加聚得到,具有良好的生物相容性和生物可吸收性。 聚乳酸與淀粉等混合制成的生物降解塑料,可用于一次性餐具、食品和藥品包裝。為消除“白色污染”和減輕“溫室效應”做出了貢獻。 手術縫合線、骨科固定材料、藥物緩釋材料、生物降解塑料
分類 來源 代表物
纖維 天然纖維 動、植物中提取 棉花、羊毛、蠶絲、麻
化學纖維 再生纖維 以木材、秸稈等含有纖維素的農副產品為原料,經加工處理得到 粘膠纖維、醋酸纖維、銅氨纖維、莫代爾、萊賽爾、坦塞爾
合成纖維 以石油、天然氣、煤、農副產品為原料,將其轉化為單體,再經過聚合反應得到 六大綸:滌綸、錦綸、腈綸、氯綸、維倫、氨綸
分類 性能
優點 缺點
天然纖維 吸濕透氣、親膚舒適 不耐磨不耐洗、容易褶皺和縮水
化學纖維 再生纖維 與天然纖維相近,透氣、環保 不耐磨不耐洗、容易磨損
合成纖維 強度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水 容易產生靜電,除維倫吸濕性較好,有“人造棉花”的美稱外,吸濕性和透氣性明顯不及天然纖維
尼龍-----也稱聚酰胺或錦綸,是一種重要的合成纖維,也是世界上第一種合成纖維。尼龍材料具有極高的耐磨性和機械強度,重量輕、易染色且吸濕能力好。在工業領域,主要用于繩索、漁網、輪胎的簾線、降落傘和工程塑料;在服裝領域,主要用于絲襪、泳裝、登山衣等。
尼龍66由己二酸和己二胺縮聚而成,性能優異。常用于制造機械附件如齒輪、潤滑軸承,可以代替有色金屬材料制作機器外殼、汽車發動機葉片等。之后又合成了耐酸堿、耐高溫、高強度的芳綸纖維,可以制成防彈裝甲、消防服、防切割耐熱手套等。
滌綸-----也稱聚酯纖維,是合成纖維中產量最大的,由對苯二甲酸和乙二醇縮聚而成。
聚酯纖維由許多優點。首先,它具有出色的抗皺性和保形性。其次,它具有很高的強度和彈性恢復能力,使得織成的織物堅固耐用,同時迅速恢復原狀。此外,還具有抗磨損、不粘毛等特點,讓織物看起來更加整潔。但它透氣性和吸濕性差,可以與天然纖維混紡獲得改進。它廣泛應用于紡織品和服裝制造等領域,以及航天服、降落傘、過濾材料、絕緣材料、輪胎簾子線、傳送帶等。
分類 組成或結構與性能
橡膠 天然橡膠 是異戊二烯的聚合物,具有順式結構,為線型高分子,具有良好的彈性、耐磨性、耐老化性、耐水性等特點。 我國特產杜仲膠是反式聚異戊二烯,彈性差,絕緣性好。
合成橡膠 順丁橡膠是以1,3-丁二烯為原料,在催化劑作用下發生加聚反應得到順式結構為主的聚合物。該聚合物呈線型結構,分子鏈較柔軟,性能較差。將其與硫磺等硫化劑混合后加熱,碳碳雙鍵打開,以二硫鍵-S-S-將線性結構連接成網狀結構,使橡膠分子間的相互作用增強,導致橡膠的強度和韌性顯著提高,但硫化交聯的程度不宜過大,否則會使橡膠失去彈性。
名稱 組成或結構與性能
功能高分子材料 高吸水性樹脂 設計思路1:改造纖維素或淀粉分子,接入強親水基團的支鏈,提高它們的吸水能力。在交聯劑作用下生成的網狀結構的淀粉-聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂,具有強大的吸水、保水能力,同時還是可生物降解的綠色材料。 設計思路2:用帶有強親水基團的烯類單體進行聚合。在丙烯酸鈉中加入少量交聯劑,再在一定條件下聚合,可得具有網狀結構的高吸水性樹脂。 加入交聯劑的目的是防止聚合物溶于水
高分子分離膜 主要材料:醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等,廣泛用于海水淡化、飲用水的制取、果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等領域
5.傳統文化中的材料
名稱 成分
青銅器 銅、錫合金
陶器、瓷器、玉、翡翠 硅酸鹽
黑火藥 S、KNO3、C
漢白玉、大理石、珍珠 CaCO3
鉆石、墨 C
石英、沙子、瑪瑙、水晶 SiO2
紙、棉、麻 纖維素
絹、羊毛 蛋白質
(四)能源
1.開發利用的方法及變化原理
開發利用方法 產品及變化類型
石油 石油分餾 得到石油氣、汽油(直餾汽油)、煤油、柴油、重油等。物理變化
石油裂化 獲得更多的輕質油,特別是汽油(裂化汽油)。化學變化
石油裂解 主要獲得乙烯等化工原料,如乙烯、丙烯、甲烷等。化學變化
催化重整 主要得到苯及其同系物。化學變化
煤 煤的干餾 隔絕空氣加強熱,得焦爐氣、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭等。化學變化
煤的氣化 將煤轉化為可燃性氣體,C(s)+H2O(g) ==CO(g)+H2(g)。化學變化
煤的液化 把煤轉化為液體燃料,如乙醇等的過程。化學變化。
2.能源的分類
類別 分類 典型例子
類別一 常規能源 煤、石油、天然氣
新型能源 核聚變能、風能、太陽能、海洋能
類別二 可再生能源 水能、風能、太陽能
不可再生能源 煤、石油、天然氣
類別三 一級能源 天然氣、煤、石油、水能、太陽能、風能
二級能源 電能、一氧化碳
(五)環保
污染類型 主要污染物及成因
霧霾與PM2.5 硫的氧化物和氮的氧化物以及可吸入固體顆粒物(如PM2.5)與霧氣結合的混合物 PM2.5指的是顆粒粒徑不大于2.5 μm的可入肺顆粒物。
酸雨 界定 pH<5.6的降水
成因 硫的氧化物和氮的氧化物
原理 硫酸型酸雨的形成:SO2+H2O H2SO3,2H2SO3+O2═══2H2SO4 硝酸型酸雨的形成:2NO+O2═══2NO2,3NO2+H2O═══2HNO3+NO
防治 石灰石脫硫:2CaCO3+O2+2SO2═══2CaSO4+2CO2
溫室效應 溫室氣體主要有CO2、CH4等;化石燃料大量使用使大氣中CO2大量增加導致地表溫度升高
厄爾尼諾 指由于全球溫室效應逐漸增強,海洋溫度不斷上升,使得冰川、冰山融化,海平面上升,從而形成強烈的熱帶風暴以及引起大陸氣候變化無常的現象。
白色污染 各種廢棄塑料制品對環境所造成的污染,很難降解,會破壞土壤結構
水體污染 重金屬污染 Hg、Cd、Pb、Cr等,其中水俁病是由Hg污染引起的, 痛痛病是由Cd污染引起的
植物營養素污染 水中N、P等營養元素含量過多引起的污染叫水體富營養化,可能引起“水華”或“赤潮”。含磷洗衣粉的使用和農業化肥的過量使用是造成水體富營養化的主要原因之一。
光化學煙霧 形成 汽車、工廠等污染源排入大氣的碳氫化合物(CxHy)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在太陽光作用下發生光化學反應產生的二次污染
危害 人受到的主要傷害為:刺激眼睛、粘膜及呼吸系統等
防治 控制汽車尾氣排放、開發新能源
臭氧空洞 氟氯代烴、NOx等,導致臭氧層被破壞
土壤污染 干電池、鉛酸蓄電池隨意丟棄會造成嚴重的土壤污染
三、重溫經典
【例1】(2024·安徽卷)青少年幫廚既可培養勞動習慣,也能將化學知識應用于實踐。下列有關解釋合理的是
A.清洗鐵鍋后及時擦干,能減緩鐵鍋因發生吸氧腐蝕而生銹
B.烹煮食物的后期加入食鹽,能避免NaCl長時間受熱而分解
C.將白糖熬制成焦糖汁,利用蔗糖高溫下充分炭化為食物增色
D.制作面點時加入食用純堿,利用NaHCO3中和發酵過程產生的酸
【答案】A
【解析】A.鐵發生吸氧腐蝕時,正極上O2得電子結合水生成氫氧根離子,清洗鐵鍋后及時擦干,除去了鐵鍋表面的水分,沒有了電解質溶液,能減緩鐵鍋因發生吸氧腐蝕而生銹,A正確;
B.食鹽中含有碘酸鉀,碘酸鉀受熱不穩定易分解,因此烹煮食物時后期加入食鹽,與NaCl無關,B錯誤;
C.焦糖的主要成分仍是糖類,同時還含有一些醛類、酮類等物質,蔗糖在高溫下并未炭化,C錯誤;
D.食用純堿主要成分為Na2CO3,制作面點時加入食用純堿,利用了Na2CO3中和發酵過程產生的酸,D錯誤;
【例2】(2024·吉林卷)家務勞動中蘊含著豐富的化學知識。下列相關解釋錯誤的是
A.用過氧碳酸鈉漂白衣物:Na2CO4具有較強氧化性
B.釀米酒需晾涼米飯后加酒曲:乙醇受熱易揮發
C.用檸檬酸去除水垢:檸檬酸酸性強于碳酸
D.用堿液清洗廚房油污:油脂可堿性水解
【答案】B
【解析】A.過碳酸鈉中過碳酸根中有兩個O原子為-1價,易得到電子變成-2價O,因此過碳酸鈉具有強氧化性,可以漂白衣物,A正確;
B.酒曲上大量微生物,微生物可以分泌多種酶將化谷物中的淀粉、蛋白質等轉變成糖、氨基酸。糖分在酵母菌酶的作用下,分解成乙醇,因此,米飯需晾涼再加酒曲,過熱會使微生物失活,B錯誤;
C.檸檬酸的酸性強于碳酸,可以將水垢中的碳酸鈣分解為可溶性的鈣離子,用于除水垢,C正確;
D.油脂可以在堿性條件下水解成可用于水的甘油和脂肪酸鹽,用于清洗油污,D正確;
所以本題選B。
【例3】(2022·海南卷)化學與日常生活息息相關。下列說法錯誤的是
A.使用含氟牙膏能預防齲齒
B.小蘇打的主要成分是Na2CO3
C.可用食醋除去水垢中的碳酸鈣
D.使用食品添加劑不應降低食品本身營養價值
【答案】B
【解析】A.含氟牙膏中的F-可與牙齒中的礦物質羥基磷灰石發生沉淀的轉化:Ca5(PO4)3OH + F-Ca5(PO4)3F + OH-,生成的氟磷灰石比羥基磷灰石更能抵抗酸的侵蝕,A正確;
B.小蘇打的主要成分是NaHCO3,B錯誤;
C.食醋的主要成分為CH3COOH,可與碳酸鈣反應生成可溶的醋酸鈣、二氧化碳和水,因此食醋可除去水垢中的碳酸鈣,C正確;
D.食品添加劑加入到食品中的目的是為改善食品品質和色、香、味以及為防腐、保鮮和加工工藝的需要,所以合理使用有助于改善食品品質、豐富食品營養成分,不應降低食品本身營養價值,D正確;
【例4】(2024·全國甲卷)人類對能源的利用經歷了柴薪、煤炭和石油時期,現正向新能源方向高質量發展。下列有關能源的敘述錯誤的是
A.木材與煤均含有碳元素 B.石油裂化可生產汽油
C.燃料電池將熱能轉化為電能 D.太陽能光解水可制氫
【答案】C
【解析】A.木材的主要成分為纖維素,纖維素中含碳、氫、氧三種元素,煤是古代植物埋藏在地下經歷了復雜的變化逐漸形成的固體,是有機物和無機物組成的復雜混合物,主要含碳元素,A正確;
B.石油裂化是將相對分子質量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質量較小、沸點較低的烴的過程,汽油的相對分子質量較小,可以通過石油裂化的方式得到,B正確;
C.燃料電池是將燃料的化學能變成電能的裝置,電池中燃料并沒有燃燒,不是將熱能轉化為電能,C錯誤;
D.在光催化劑作用下,光能被吸收,使水分解為氫氣和氧氣,D正確;
【例5】(2024·海南卷)化學為實現社會可持續發展貢獻巨大。下列說法錯誤的是
A.以竹代塑,可減少白色污染
B.使用人工合成殺蟲劑,對環境無影響
C.無紙化辦公,可減少人工合成油墨的使用
D.使用無磷洗滌劑,可減少水體污染
【答案】B
【解析】A.普通塑料難以降解,大量使用會引起白色污染,而竹子是一種可降解的材料,以竹代塑可以減少塑料的使用,從而可以減少白色污染,A正確;
B.人工合成殺蟲劑具有一定毒性,進入環境后可能會污染水源、土壤,對生物的多樣性產生負面影響,會對環境造成一定影響,B錯誤;
C.無紙化辦公,減少紙張的使用,減少了打印機中人工合成的油墨使用,C正確;
D.含磷洗滌劑會導致水的富營養化,從而導致赤潮、水華等污染,使用無磷洗滌劑,可減少水體污染,D正確;
【例6】(2024·河北卷)高分子材料在生產、生活中得到廣泛應用。下列說法錯誤的是
A.線型聚乙烯塑料為長鏈高分子,受熱易軟化
B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,受熱易分解
C.尼龍66由己二酸和己二胺縮聚合成,強度高、韌性好
D.聚甲基丙烯酸酯(有機玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成,透明度高
【答案】B
【解析】A.線型聚乙烯塑料具有熱塑性,受熱易軟化,A正確;
B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,可用作不粘鍋的涂層,具有一定的熱穩定性,受熱不易分解,B錯誤;
C.尼龍66由己二酸和己二胺縮聚合成,有極高的耐磨性和機械強度,C正確;
D.聚甲基丙烯酸酯由甲基丙烯酸酯加聚合成,又名有機玻璃,說明其透明度高,D正確;
【例7】(2024·1浙江卷)根據材料的組成和結構變化可推測其性能變化,下列推測不合理的是
材料 組成和結構變化 性能變化
A 生鐵 減少含碳量 延展性增強
B 晶體硅 用碳原子取代部分硅原子 導電性增強
C 纖維素 接入帶有強親水基團的支鏈 吸水能力提高
D 順丁橡膠 硫化使其結構由線型轉變為網狀 強度提高
【答案】B
【解析】A.較低的碳含量賦予材料更好的延展性和可塑性,A正確;
B.晶體硅和金剛石均為共價晶體,硅為半導體材料,金剛石態的碳不具有導電性,故用碳原子取代部分硅原子導電能力會下降,B錯誤;
C.淀粉、纖維素的主鏈上再接上帶有強親水基團的支鏈(如丙烯酸鈉),在交聯劑作用下形成網狀結構可以提高吸水能力,C正確;
D.在橡膠中加入硫化劑使線型大分子轉變為三維網狀結構,網狀結構相對線性結構具有更大的強度,D正確;
【例8】(2024·湖北卷)2024年5月8日,我國第三艘航空母艦福建艦順利完成首次海試。艦體表面需要采取有效的防銹措施,下列防銹措施中不形成表面鈍化膜的是
A.發藍處理 B.陽極氧化 C.表面滲鍍 D.噴涂油漆
【答案】D
【解析】A.發藍處理技術通常用于鋼鐵等黑色金屬,通過在空氣中加熱或直接浸泡于濃氧化性溶液中來實現,可在金屬表面形成一層極薄的氧化膜,這層氧化膜能有效防銹,A不符合題意;
B.陽極氧化是將待保護的金屬與電源正極連接,在金屬表面形成一層氧化膜的過程,B不符合題意;
C.表面滲鍍是在高溫下將氣態、固態或熔化狀態的欲滲鍍的物質(金屬或非金屬元素)通過擴散作用從被滲鍍的金屬的表面滲入內部以形成表層合金鍍層的一種表面處理的方法,C不符合題意;
D.噴涂油漆是將油漆涂在待保護的金屬表面并沒有在表面形成鈍化膜,D符合題意;
【例9】(2024·全國新課標卷)文房四寶是中華傳統文化的瑰寶。下列有關敘述錯誤的是
A.羊毛可用于制毛筆,主要成分為蛋白質
B.松木可用于制墨,墨的主要成分是單質碳
C.竹子可用于造紙,紙的主要成分是纖維素
D.大理石可用于制硯臺,主要成分為硅酸鹽
【答案】D
【解析】A.動物的毛、皮、角主要成分都是蛋白質,毛筆有多種,有羊毫、狼毫、紫豪等,A正確;
B.墨的主要成分是炭黑,炭黑是碳元素的一種單質,碳的單質在常溫下化學性質很穩定,不易與其他物質發生化學反應,故用墨汁書寫的字畫歷經千年仍不褪色,松木不完全燃燒產生的煙塵可制墨,B正確;
C.竹子的主要成分是纖維素,用其造的紙的主要成分也是纖維素,C正確;
D.大理石主要成分為碳酸鈣,不是硅酸鹽,質地堅硬,細膩度適中,研磨墨塊時不易磨損,研磨出的墨汁顆粒細膩,書寫流暢,所以大理石可用于制硯臺,D錯誤;
【例10】(2024·河北卷)燕趙大地歷史悠久,文化燦爛。對下列河北博物院館藏文物的說法錯誤的是
A.青銅鋪首主要成分是銅錫合金
B.透雕白玉璧主要成分是硅酸鹽
C.石質浮雕主要成分是碳酸鈣
D.青花釉里紅瓷蓋罐主要成分是硫酸鈣
【答案】D
【解析】A.青銅鋪首是青銅器,青銅的主要成分是銅錫合金,A正確;
B.透雕白玉璧是玉石,玉石的主要成分是硅酸鹽,B正確;
C.石質浮雕是漢白玉,漢白玉的主要成分是碳酸鈣,C正確;
D.青花釉里紅瓷蓋罐是陶瓷,陶瓷的主要成分是硅酸鹽,D錯誤;
【例11】(2024·湖北卷)勞動人民的發明創造是中華優秀傳統文化的組成部分。下列化學原理描述錯誤的是
發明 關鍵操作 化學原理
A 制墨 松木在窯內燜燒 發生不完全燃燒
B 陶瓷 黏土高溫燒結 形成新的化學鍵
C 造紙 草木灰水浸泡樹皮 促進纖維素溶解
D 火藥 硫黃、硝石和木炭混合,點燃 發生氧化還原反應
【答案】C
【解析】A.墨的主要成分是碳單質,松木在窯中不完全燃燒會生成黑色的碳單質,可以用來制造墨塊,A正確;
B.黏土在高溫中燒結,會發生一系列的化學反應,此過程有新化學鍵的形成,B正確;
C.草木灰主要成分為碳酸鉀,水溶液顯堿性,紙張的主要成分是纖維素,纖維素不能溶解在草木灰水中,浸泡的主要目的是用于分離樹皮中的果膠、木質素等雜質,提高紙張的質量,C錯誤;
D.中國古代黑火藥是有硫磺、硝石、木炭混合而成的,在點燃時發生劇烈的氧化還原反應,產生大量氣體并放出大量的熱,反應方程式為S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑,D正確;
四、模型建構
思維模型 方法模型

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