資源簡介

核心小專題 　化學與STSE
考向分析
備考策略
　STSE試題具有高起點、低落點的題型特色,選材大多來自實際應用情境,內容涵蓋醫藥、材料、能源、生活與日用品、化工、環境與環保、現代科技等領域,但所考查知識均源于教材,充分體現化學學科的發展性和實踐性,注重化學與社會的可持續發展的認識
必備知識
一　化學與材料
材料類型 舉例 注釋
金屬材料 　鋁合金、不銹鋼、青銅、黃銅 　①鋁合金具有強度高、密度小、耐腐蝕等優點 　②保護金屬要使被保護的金屬作原電池的正極或電解池的陰極
傳統無機 非金屬材料 　水泥、玻璃、陶瓷 　生活中常見的無機非金屬材料多為硅酸鹽材料
新型無機 非金屬材料 　晶體硅、光導纖維、新型陶瓷、碳納米材料、分子篩 　新型陶瓷一般是用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硅化物等經特殊的先進工藝制成的具有某種優異性能的材料
有機高分子材料 天然材料 　棉花、羊毛、蠶絲、天然橡膠 　①再生纖維:黏膠纖維、大豆蛋白纖維等 　②乙烯、氯乙烯都含有碳碳雙鍵,能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色,但聚乙烯、聚氯乙烯都不能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色
合成材料 　塑料:聚乙烯、聚氯乙烯 　合成纖維:滌綸、錦綸、腈綸等
二　化學與環境
污染名稱 主要污染物及其成因
PM2.5 　大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也稱為細顆粒物
霧霾 　SO2、NOx和可吸入顆粒物與霧氣結合形成的混合物
酸雨 　pH<5.6,SO2、NOx是導致酸雨形成的主要原因
光化學 煙霧 　二氧化氮在日光照射下使氧氣經過復雜的反應生成臭氧,臭氧與空氣中的氮氧化物和一些碳氫化合物在紫外線的照射下發生作用后,產生有毒的煙霧
臭氧空洞 　NOx、氟氯代烷等與臭氧發生作用,導致臭氧層被損耗
水體污染 　化肥、農藥的過度使用,工業“三廢”和生活污水的隨意排放;水體富營養化可引起“水華”或“赤潮”
溫室效應 　化石燃料的大量使用導致大氣中CO2氣體大量增加,使地表溫度上升的 現象
白色污染 　各種塑料垃圾對環境所造成的污染,它們很難降解,會破壞土壤結構
三　化學與能源
分析
石油 分餾 　物理變化,得到石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等
裂化 　化學變化,獲得更多輕質油,特別是汽油
裂解 　化學變化,獲得短鏈氣態烴,如乙烯、丙烯、甲烷等
煤 干餾 　化學變化,隔絕空氣加強熱使煤分解,得到出爐煤氣、煤焦油、焦炭等
氣化 　化學變化,將煤轉化為可燃性氣體的過程,主要是C+H2O(g)CO+H2
液化 　化學變化,將煤轉化為液體燃料的過程
清潔能源 　天然氣、氫氣等在燃燒時不產生煙塵的能源
化石能源 　天然氣、石油和煤等不可再生能源
理想 新能源 　資源豐富、可以再生,對環境無污染,如太陽能、地熱能、海洋能、風能和氫能等
四　化學與健康
合理 用藥 　遵循安全、有效、經濟和適當的原則。 　非處方藥——“OTC”標識
安全 使用 食品 添加 劑 著色劑 　天然色素(紅曲紅等)和合成色素(檸檬黃等)
增味劑 　味精(主要成分為谷氨酸鈉)等
膨松劑 　碳酸氫銨、碳酸氫鈉等
凝固劑 　氯化鎂、硫酸鈣等
防腐劑 　亞硝酸鈉、苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽等
抗氧化劑 　抗壞血酸(即維生素C)等
營養 強化劑 　碘酸鉀、維生素、碳酸鈣、硫酸亞鐵、硫酸鋅等
考點過關
考向一　化學與材料
例1　[2024·浙江1月選考] 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
例2　[2024·河北卷] 高分子材料在生產、生活中得到了廣泛應用。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
考向二　化學與環境
例1　[2021·全國乙卷] 我國提出爭取在2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和,這對于改善環境、實現綠色發展至關重要。“碳中和”是指CO2的排放總量和減少總量相當。下列措施中能促進碳中和最直接有效的是 (　　)
A.將重質油裂解為輕質油作為燃料
B.大規模開采可燃冰作為新能源
C.通過清潔煤技術減少煤燃燒污染
D.研發催化劑將CO2還原為甲醇
例2　[2021·全國甲卷] 化學與人體健康及環境保護息息相關。下列敘述正確的是 (　　)
A.食品加工時不可添加任何防腐劑
B.掩埋廢舊電池不會造成環境污染
C.天然氣不完全燃燒會產生有毒氣體
D.使用含磷洗滌劑不會造成水體污染
考向三　化學與能源
例1　[2024·湖南卷] 近年來,我國新能源產業得到了蓬勃發展,下列說法錯誤的是 (　)
A.理想的新能源應具有資源豐富、可再生、對環境無污染等特點
B.氫氧燃料電池具有能量轉化率高、清潔等優點
C.鋰離子電池放電時鋰離子從負極脫嵌,充電時鋰離子從正極脫嵌
D.太陽能電池是一種將化學能轉化為電能的裝置
例2　[2023·湖北卷] 2023年5月10日,天舟六號貨運飛船成功發射,標志著我國航天事業進入到高質量發展新階段。下列不能作為火箭推進劑的是 (　)
A.液氮-液氫 B.液氧-液氫
C.液態NO2-肼 D.液氧-煤油
考向四　化學與健康
例1　[2024·山東卷] 化學品在食品工業中也有重要應用,下列說法錯誤的是 (　)
A.活性炭可用作食品脫色劑
B.鐵粉可用作食品脫氧劑
C.谷氨酸鈉可用作食品增味劑
D.五氧化二磷可用作食品干燥劑
例2　[2023·海南卷] 化學的迅速發展為滿足人民日益增長的美好生活需要做出突出貢獻。下列說法不合理的是 (　)
A.為增強藥效,多種處方藥可隨意疊加使用
B.現代化肥種類豐富,施用方法需依據對象營養狀況而定
C.規范使用防腐劑可以減緩食物變質速度,保持食品營養價值
D.在種植業中,植物浸取試劑類醫藥也應慎重選用
變式訓練
1.[2024·浙江金華十校模擬] 下列說法不正確的是 (　)
A.硬鋁的硬度比鋁大,是因為合金原子改變了鋁原子規則的層狀結構
B.Ti-Fe合金可作儲氫材料,常溫下吸、放氫的速率快
C.含增塑劑的聚氯乙烯薄膜因可塑性強,可用作生產食品包裝材料
D.“杯酚”可分離C60和C70,體現了超分子的“分子識別”特性
2.[2024·浙江麗水湖州衢州三地市質檢] 下列關于材料的說法不正確的是 (　)
A.在純金屬中加入其他元素形成合金,改變了金屬原子有規則的層狀排列,硬度
變大
B.石墨通過化學剝離法制得導電性、導熱性更好的石墨烯
C.在滌綸纖維中混紡天然纖維,可增強透氣性和吸濕性
D.順丁橡膠硫化程度越高,強度越大
3.[2024·浙江臺州質評] 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 鋼 　含Cr 18%、Ni 8% 　易于氧化,便于加工
B 玻璃 　加入鈷離子 　光學性能變化,玻璃呈現顏色
C 石墨烯 　碳環上接入羥基和羧基 　親水能力提高
D 新型黏 著材料 　覆蓋幾十萬條纖細納米級長纖維 　附著力增強
4.“綠水青山就是金山銀山”,旨在引導社會各界自覺踐行綠色生活,共建美麗中國。下列有關環境污染的說法正確的是 (　)
A.CO、SO2、NO、NO2都是對大氣產生污染的氣體,它們在空氣中都能穩定存在
B.燃煤時加入適量生石灰,可減少廢氣中SO2的量
C.大量燃燒化石燃料,排放的廢氣中含CO2、SO2,從而使雨水的pH=5.6,形成酸雨
D.光化學煙霧的形成主要與氮氧化物和SO2有關
5.[2024·廣東廣州天河區二模] 化學與人類生活、社會發展息息相關。下列敘述不正確的是 (　)
A.大力發展新能源汽車,可減少氮氧化物的排放
B.為防止月餅因氧化而變質,常在包裝袋中放入生石灰
C.汽車防凍液的主要成分是乙二醇,其熔點高的原因是易形成分子間氫鍵
D.用CO2人工合成淀粉,有利于減少農藥化肥使用并促進“碳中和”
6.煤、石油、天然氣在日常生活和國民經濟中占有極為重要的地位,下列說法正確的是 (　)
A.汽油是石油的分餾產品,乙烯是石油的裂化產品
B.由煤干餾所得的1 mol焦炭,與水蒸氣反應,可獲得合成氨所需的H2最多為2 mol
C.我國西氣東輸工程只是為了改善上海等地空氣質量
D.利用石油裂解產品丙烯合成高分子聚合物,其原子利用率為100%
7.全球氣候變暖給人類的生存和發展帶來了嚴峻挑戰。在此背景下,“新能源”“低碳”“節能減排”“吃干榨盡”等概念愈來愈受到人們的重視。下列有關說法不正確的是 (　)
A.太陽能、地熱能、生物質能和核聚變能均屬于“新能源”
B.“低碳”是指采用含碳量低的烴類作為燃料
C.如圖所示,甲烷經一氯甲烷生成低碳烯烴的途徑體現了“節能減排”的思想
D.讓煤變成合成氣,把煤“吃干榨盡”,實現了煤的清潔、高效利用
8.[2024·湖北武漢武昌區質檢] 生產精細化學品已經成為當代化學工業結構調整的重點之一。下列對應關系不正確的是 (　)
A.解熱鎮痛藥——阿司匹林
B.凝固劑——硫酸鈣
C.抗氧化劑——維生素C
D.營養強化劑——味精
9.科學、安全、有效和合理地使用化學品是每一位生產者和消費者的要求和責任。下列有關說法錯誤的是 (　)
A.非處方藥的包裝上標有“OTC”標識
B.長期服用阿司匹林將會產生副作用
C.制作豆腐時常用生石灰作為凝固劑
D.氯乙烷氣霧劑用于急性損傷的鎮痛
10.我國飲食注重營養均衡,講究“色香味形”。下列說法不正確的是 (　)
A.烹飪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色,蔗糖屬于二糖
B.新鮮榨得的花生油具有獨特油香,油脂屬于芳香烴
C.涼拌黃瓜加醋使其具有可口酸味,食醋中含有極性分子
D.端午時節用棕葉將糯米包裹成形,糯米中的淀粉可水解
答案與解析
考向一
例1　B　[解析] 較低的碳含量賦予材料更好的延展性和可塑性,A正確;碳的電負性大于硅,則用碳原子取代部分硅原子,晶體硅的導電能力會下降,B錯誤;淀粉、纖維素的主鏈上再接上帶有強親水基團的支鏈,在交聯劑作用下形成網狀結構可以提高吸水能力,C正確;在順丁橡膠中加入硫化劑,加熱條件下,碳碳雙鍵打開,以二硫鍵(—S—S—)等把線型大分子連接為網狀結構,網狀結構相對線型結構具有更大的強度,D正確。
例2　B　[解析] 線型聚乙烯塑料具有熱塑性,受熱易軟化,A正確;聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,具有一定的熱穩定性,受熱不易分解,B錯誤;尼龍66即聚己二酰己二胺,由己二酸和己二胺縮聚合成,強度高、韌性好,C正確;聚甲基丙烯酸酯由甲基丙烯酸酯加聚合成,又名有機玻璃,其透明度高,D正確。
考向二
例1　D　[解析] 本題考查化學與資源的利用。重質油裂解產生輕質油以及清潔煤技術只是能源優化,并不能減少CO2的排放,A、C項錯誤;可燃冰的主要成分是甲烷水合物,大規模開采可燃冰作為新能源,不能減少CO2的排放,B項錯誤;利用催化劑將CO2轉化為甲醇,可以促進碳中和,D項正確。
例2　C　[解析] 食品加工時,可適當添加食品添加劑,如防腐劑苯甲酸鈉,故A錯誤;廢舊電池中含有Hg2+、Cd2+等重金屬離子,會造成土壤污染、水體污染等,故B錯誤;天然氣主要成分為甲烷,不完全燃燒會產生一氧化碳等有毒氣體,故C正確;含磷洗滌劑的排放,使水中磷過多,造成水中藻類瘋長,消耗水中溶解的氧,水質變壞,故D錯誤。
考向三
例1　D　[解析] 理想的新能源應具有資源豐富、可再生、無污染等特點,故A正確;氫氧燃料電池利用原電池將化學能轉化為電能,對氫氣與氧氣反應釋放的能量進行利用,減小了直接燃燒的熱量散失,產物無污染,故具有能量轉化率高、清潔等優點,B正確;脫嵌是鋰從電極材料中出來的過程,放電時,負極材料產生鋰離子,Li-e-Li+,則鋰離子在負極脫嵌,充電時,陰極反應為Li++e-Li,鋰離子在陽極脫嵌,C正確;太陽能電池是一種將太陽能轉化為電能的裝置,D錯誤。
例2　A　[解析] 雖然氮氣在一定的條件下可以與氫氣反應,而且是放熱反應,但由于N≡N鍵能很大,該反應的速率很慢,氫氣不能在氮氣中燃燒,在短時間內不能產生大量的熱量和大量的氣體,因此,液氮-液氫不能作為火箭推進劑,A符合題意;氫氣可以在氧氣中燃燒,反應速率很快且放出大量的熱、生成大量氣體,因此,液氧-液氫能作為火箭推進劑,B不符合題意;肼和NO2在一定的條件下可以發生劇烈反應,該反應放出大量的熱,且生成大量氣體,因此,液態NO2-肼能作為火箭推進劑,C不符合題意;煤油可以在氧氣中燃燒,反應速率很快且放出大量的熱,生成大量氣體,因此,液氧-煤油能作為火箭推進劑,D不符合題意。
考向四
例1　D　[解析] 活性炭結構疏松多孔,具有吸附性,能夠吸附一些食品中的色素,故A正確;鐵粉具有還原性,能與O2反應,作食品脫氧劑,可延長食品的保質期,故B正確;谷氨酸鈉是味精的主要成分,能增加食物的鮮味,是一種常用的食品增味劑,故C正確;P2O5吸水后的產物有毒,不能用作食品干燥劑,故D錯誤。
例2　A　[解析] 若多種處方藥隨意疊加使用,相互間可能發生化學反應,需要按照醫囑和藥物說明進行使用,A錯誤;化肥的施用方法需依據對象營養狀況針對性地選擇不同的化肥,B正確;規范使用防腐劑可以減緩食物變質速度,保持食品營養價值,提高食品的口感,C正確;在種植業中,植物浸取試劑類醫藥也應慎重選用,D正確。
變式訓練
1.C　[解析] 硬鋁的硬度比鋁大,是因為合金原子改變了鋁原子規則的層狀結構,A正確;儲氫合金如Ti-Fe、La-Ni合金可作儲氫材料,常溫下吸、放氫的速率快,B正確;增塑劑小分子在室溫下會逐漸“逃逸”出來,使柔軟的塑料制品逐漸變硬,而有的增塑劑還具有一定的毒性,所以含增塑劑的聚氯乙烯薄膜不能用于食品包裝,C錯誤;“杯酚”可分離C60和C70,體現了超分子的“分子識別”特性,D正確。
2.B　[解析] 在純金屬中加入其他元素形成合金,改變了金屬原子有規則的層狀排列,硬度變大,A正確;石墨制備石墨烯的過程中只破壞了石墨中層與層之間的分子間作用力,故石墨通過物理剝離法制得石墨烯,B錯誤;滌綸纖維的透氣性和吸濕性差,天然纖維透氣性好,吸濕性好,在滌綸纖維中混紡天然纖維,可增強透氣性和吸濕性,C正確;順丁橡膠硫化程度越高,強度越大,D正確。
3.A　[解析] 鐵中加入鉻、鎳得到的鋼抗腐蝕性強,不易氧化,A錯誤;玻璃中加入鈷離子,改變玻璃的光學性能,使其呈現顏色,B正確;羥基、羧基均為親水基團,碳環上接入羥基和羧基使得其親水能力提高,C正確;納米級長纖維的表面積大,其附著力強,能制造新型黏著材料,D正確。
4.B　[解析] CO、SO2、NO、NO2都是對大氣產生污染的氣體,NO能與空氣中的O2反應而不能在空氣中穩定存在,A錯誤;燃煤時加入適量生石灰,發生反應:2CaO+2SO2+O22CaSO4,故可減少廢氣中SO2的量,B正確;大量燃燒化石燃料,排放的廢氣中含CO2、SO2,正常雨水由于溶有CO2,從而使雨水的pH=5.6,而溶有SO2的酸性降水稱之為酸雨,其pH<5.6,C錯誤;光化學煙霧的形成主要與氮氧化物和碳氫化合物有關,與SO2無關,D錯誤。
5.B　[解析] 大力發展新能源汽車,減少高溫條件下N2與O2的反應,可減少氮氧化物的排放,A正確;生石灰是干燥劑,能吸水,但是不能吸收氧氣,所以加入生石灰不能防止中秋月餅等富脂食品氧化變質,B錯誤;乙二醇含羥基,羥基能形成分子間氫鍵,使其熔點高,C正確;CO2人工合成淀粉,可以充分利用二氧化碳,有利于減少農藥化肥使用并促進“碳中和”,D正確。
6.D　[解析] 石油裂化的主要目的是提高輕質液體燃料的產量和質量,特別是汽油的產量和質量,乙烯是石油裂解的主要產品,故A錯誤;由方程式C+H2O(g)CO+H2、CO+H2O(g)CO2+H2可知,1 mol焦炭與水蒸氣反應,理論上最多可獲得2 mol H2,但反應是可逆反應,即可獲得的H2小于2 mol,故B錯誤;我國西氣東輸工程可大大緩解東部能源的短缺,目的不僅僅是改善上海等地空氣質量,故C錯誤;丙烯通過加聚反應合成聚丙烯等高分子化合物,加聚反應原子利用率為100%,故D正確。
7.B　[解析] A項,太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等都是新能源,正確;B項,“低碳”是指減少二氧化碳的排放量,錯誤;C項,從圖示分析,甲烷在催化劑條件下轉化為低碳烯烴,控制了二氧化碳的排放,體現了“節能減排”思想,正確;D項,讓煤變成合成氣,把煤“吃干榨盡”,實現了煤的清潔、高效利用,正確。
8.D　[解析] 阿司匹林是常用解熱鎮痛藥,A項正確;硫酸鈣是石膏的主要成分,可以作凝固劑,B項正確;維生素C屬于抗氧化劑,C項正確;味精是增味劑,D項錯誤。
9.C　[解析] 非處方藥的包裝上標有“OTC”標識,A正確;長期服用阿司匹林會導致胃痛、頭痛、眩暈、惡心等不適癥狀,B正確;制作豆腐時常用鹵水或石膏作凝固劑,生石灰具有腐蝕性,和水反應生成氫氧化鈣,不能作為制作豆腐的凝固劑,C錯誤;氯乙烷有冷凍麻醉作用,其氣霧劑可用于急性損傷的鎮痛,D正確。
10.B　[解析] 蔗糖屬于二糖,1 mol蔗糖水解可得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖,故A正確;油脂主要是高級脂肪酸和甘油形成的酯,不屬于芳香烴,故B錯誤;食醋中含有CH3COOH、H2O等多種物質,CH3COOH、H2O均為極性分子,故C正確;糯米中的淀粉可水解,淀粉水解的最終產物為葡萄糖,故D正確。

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