第一單元化學是認識和創造物質的科學

第一單元課堂互動講練知能優化訓練課前自主學案探究整合應用課前自主學案自主學習一、化學是打開物質世界的鑰匙1．人類對金屬使用的發展過程(1)金屬使用的發展歷程金屬銅約在6000年前已大規模利用，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有關。(2)金屬的活動性與金屬冶煉的關系②冶煉依據：金屬的__________不同，冶煉方法不同；③冶煉方法：_________、____________、__________及__________。活動性電解法熱還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，為什么鋁的發現和使用比銅和鐵要晚得多？【提示】金屬的發現和使用與金屬的活潑性密切相關，金屬越活潑，其相應的金屬陽離子得電子的能力越弱，冶煉難度越大。鋁是一種非常活潑的金屬，用一般的還原劑很難將其還原，工業上采用最強有力的氧化還原手段——電解法進行冶煉，而銅和鐵用一般的還原劑就可以達到目的，所以鋁的發現和使用比銅和鐵要晚得多。2．化學科學理論的建立與發展(1)19世紀①以道爾頓原子論、分子結構論和__________________為中心內容的經典原子分子論的建立。②1869年門捷列夫發現了_______________。③質量作用定律的提出奠定了化學反應的動力學基礎。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①化學家鮑林提出了氫鍵理論和__________分子的螺旋結構模型，為DNA分子雙螺旋結構模型的提出奠定了基礎。②掃描隧道顯微鏡的發展，實現了對_____________的操縱。蛋白質原子或分子3．人類對酸堿認識的發展(1)阿倫尼烏斯電離學說①酸：電解質電離產生的陽離子全部是________的化合物，如HCl、H2SO4等。②堿：電解質電離產生的陰離子全部是______________的化合物，如NaOH等。(2)酸堿質子理論①酸：能給出質子的物質，如HNO3、CH3COOH等。②堿：能接受質子的物質，如OH－、CH3COO－等。氫離子氫氧根離子由此可知HCO－3屬于_______________。酸堿兩性物質思考感悟2．根據酸堿質子理論，酸堿呈并列關系還是交叉關系？【提示】酸堿呈交叉關系，如圖二、化學是人類創造新物質的工具通過化學合成技術合成或分離出的物質滿足了人類的需要，是化學對人類文明的重大貢獻之一。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水溶液電極反應式陽極：____________________陰極________________陽極：________________陰極：_________________電解熔融NaCl電解NaCl水溶液電解產物Na、Cl2H2、Cl2、NaOH電解方程式_______________________________________________________2．合成氨(1)反應原理：__________________________。(2)合成氨技術對人類的貢獻：哈伯等人于20世紀初發明的合成氨技術，使世界糧食產量增長近一倍。3．合成農藥(1)DDT：殘留毒性，對環境危害大。(2)發展方向：研制高效、低殘毒、能夠被生物降解的新型農藥。4．合成醫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上沒有錯誤的是(

)A．這種飲料中不含任何化學物質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領域作出的重大貢獻。他們的工作使實驗和理論能夠共同協力探討分子體系的性質，使整個化學領域經歷了一場革命性的變化。下列說法正確的是(

)A．化學不再是純實驗科學B．化學不再需要實驗C．化學不做實驗，就什么都不知道D．未來化學的方向還是經驗化答案：A3．關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．陽極產生Cl2C．陽極發生還原反應D．酚酞試液在陽極區顯紅色答案：B課堂互動講練對金屬的認識和冶煉1．不同的金屬元素，將其由化合態還原為游離態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，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；活潑金屬的還原性比較強，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→弱金屬離子得電子能力弱→強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。這四種方法在工業上均有應用。古代有：(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅。現代有：(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鍵。由于金屬的化學活動性不同，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之間的大多數金屬的冶煉；【答案】

B【規律方法】選擇金屬的冶煉方法與金屬在自然界中存在的狀態、金屬活動性有關，需要在理解的基礎上加以記憶，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生轉化。酸堿質子理論根據酸堿質子理論，凡是能給出質子(H＋)的物質是酸，能接受質子的物質是堿，能給出多個質子的物質是多元酸，能接受多個質子的物質是多元堿。酸(HA)給出質子后變成它對應的共軛堿(A－)，堿(A－)接受質子后便變成它對應的共軛酸。HA和A－相互依存，稱之為共軛酸堿對，共軛酸堿對間通過質子轉移而相互轉化。酸和堿可以是中性分子，也可以是陽離子或陰離子。例2

根據酸堿質子理論，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物，弱酸的電離是可逆的，其逆反應就是弱酸根或酸式弱酸根與氫離子結合生成弱酸的反應，因能結合氫離子，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。【答案】

C【規律方法】根據不同的酸堿定義，每種物質的酸堿性可能不一樣，主要是因為化學知識在不斷地發展，人類對物質的結構、性質和變化的認識逐步深入。變式訓練2依據酸堿質子理論，下列物質屬于堿的是(

)A．硝酸鉀 B．小蘇打C．食鹽 D．苛性鈉解析：選D。酸堿質子理論認為凡能給出質子(H＋)的物質是酸；凡能接受質子(H＋)的物質是堿。若某物質既能給出質子又能接受質子，稱之為酸堿兩性物質。所以小蘇打是酸堿兩性物質，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變式訓練3工業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________極上產生。(2)寫出產生Cl2的電極反應方程式：______________________________________。(3)該反應________(填“是”或“不是”)離子反應。解析：熔化狀態的氯化鈉中只存在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)是探究整合應用創造新物質在化學科學的發展過程中，人們已經能夠設計并創造出符合某種需要、具有特定性質的新物質。

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

(1)合成路線是將CO2轉化為甲醇，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，即由光能轉化為化學能的裝