高考化学化学与生活

2024-07-03

高考化学化学与生活(共6篇)

篇1:高考化学化学与生活

1化学与生活★★★☆1.(四川)下列物质中,属于“城市空气质量日报”报道的污染物是

A.N2

B.SO2

C.CO2

D.酶催化反应具有高效、专

一、条件温和等特点,化学模拟生物酶对绿色化学、环境保护

D.CO 及节能减排具有重要意义

2.(四川)下列家庭验中不涉及化学变化的是 A.用熟苹果催熟青香蕉B...

.用少量食醋除去水壶中的水垢

C.用糯米、酒曲和水制甜酒酿D.用鸡蛋壳膜和蒸馏水除去淀粉胶体中的食盐

3.(四川)下列“化学与生活”的说法不正确A.硫酸钡可用于钡餐透视B.盐卤可用于制豆腐...的是

C.明矾可用于水的消毒、杀菌D.醋可用于除去暖水瓶中的水垢

4.(四川)开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是

A.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 B.C60属于原子晶体,用于制造纳米材料 C.纤维素乙酸酯属于天然高分子材料 D.单晶硅常用于制造光导纤维

5.(四川)节能减排对发展经济、保护环境有重要意义。下列措施不能减少二氧化碳排放的是

A.利用太阳能制氢B.关停小火电企业 C.举行“地球一小时”熄灯活动D.推广使用煤液化技术

6.(2011江苏高考)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关,下列措施有利于节能减排、保护环境的是:①加快化石燃料的开采与使用;②研发易降

解的生物农药;③应用高效洁净的能源转换技术;④田间焚烧秸秆;⑤推广使用节能环保材料。

A.①③⑤B.②③⑤C.①②④D.②④⑤

7.(2011浙江高考)下列说法不正确的是

A.化学反应有新物质生成,并遵循质量守恒定律和能量守恒定律

B.原子吸收光谱仪可用于测定物质中的金属元素,红外光谱仪可用于测定化合物的官能团

C.分子间作用力比化学键弱得多,但它对物质熔点、沸点有较大影响,而对溶解度无影响

Bdcad bcada abc☆表示难度 ★表示出现频率 1

8.(2011福建高考)下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是

A.CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体

B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一 C.节能减排符合低碳经济的要求

D.合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺

9.(2011山东高考)化学与生产、生活密切相关。下列叙述正确的是

A.煤的干馏和石油的分馏均属化学变化

B.BaSO4在医学上用作钡餐,Ba2+对人体无毒

C.14C可用于文物年代的鉴定,14C与12C互为同素异形体 D.葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应现象,不属于胶体

10.(2011天津高考)化学在人类生活中扮演着重要角色,以下应用正确的是

A.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果释放的乙烯,可到达水果保鲜的目的 B.为改善食物的色、香、味并防止变质,可在其中加入大量食品添加剂 C.使用无磷洗衣粉,可彻底解决水体富营养化问题 D.天然药物无任何毒副作用,可长期服用

11.(2011重庆高考)“化学,让生活更美好”,下列叙述不能直接体现这一主旨的是

A.风力发电,让能源更清洁B.合成光纤,让通讯更快捷 C.合成药物,让人类更健康D.环保涂料,让环境更宜居

12.(2011上海高考)下列离子在稳定人体血液的pH中起作用的是

A. Na+B. HCO3-C. Fe2+D. Cl-

13.(2011上海高考)从光合作用的反应原理6CO2+ 6H2OC6H12O6+ 6O2

可知碳是农作物生长的必需元素之一。关于用二氧化碳生产肥料的评价正确的是

A.缓解地球温室效应,抑制农作物营养平衡 B.加剧地球温室效应,促进农作物营养平衡 C.缓解地球温室效应,促进农作物营养平衡 D.加剧地球温室效应,抑制农作物营养平衡

篇2:高考化学化学与生活

金点子:

本专题的试题包括:新型电池,溶液中离子的放电顺序,电解后溶液pH的求算,原电池、电解池、电镀池的比较分析等。在解题时,所涉及到的方法有正逆判析、电荷守恒、电子守恒等。其主体内容如下:

1.原电池、电解池、电镀池的比较

2.用惰性电极对电解质溶液进行电解时的各种变化情况比较

注:电解CuCl2

溶液,从理论上讲,其浓度减小,水解产生的c(H+)减小,pH增大。但实际上,阳极产生的Cl2不可能全部析出,而有一部分溶于阳极区溶液中,且与H2O反应生成HCl

和HClO,故

pH减小。

经典题:

例题1

:(1993年上海高考题)

:有a、b、c、d

四种金属。将a与b用导线连接起来,浸入电解质溶液中,b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度盐酸中,d

比a反应剧烈。将铜浸入b的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里,有金属c析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是

()

A.a

c

d

b

B.d

a

b

c

C.d

b

a

c

D.b

a

d

c

方法:金属越活泼,越易失电子,通常情况下腐蚀也越快。当两种金属相连浸入电解质溶液后,根据得失优先法,对金属活动性与腐蚀快慢可互换判析。

捷径:根据得失优先法:活泼金属作负极,被腐蚀,所以a、b中活泼性a

b

;a、d与等浓度盐酸反应d

比a

激烈,即

d

a

;Cu与b

盐溶液不反应,而能与c盐溶液反应置换出c,说明活泼性

b

c,以此得答案为B。

总结:金属越活泼,越易失电子,其腐蚀也越快。部分考生由于未及考虑金属活动性与失电子能力及腐蚀快慢的关系,而误选C。

例题2

:(1991年全国高考题)

:用两支惰性电极插入500mL

AgNO3溶液中,通电电解,当电解液的pH值从6.0变为3.0时(设阴极没有H2放出,且电解液体积不变),电极上应析出银的质量是

()

A.27mg

B.54mg

C.108mg

D.216mg

方法:无论是原电池,还是电解池,在放电过程中,正负极和阴阳极转移电子的物质的量均相等。此题可根据电子转移守恒求解。

捷径:题中pH=

6可理解成由于Ag+的水解而使溶液显弱酸性,当pH变为3

时,n(H+)=

1×10-3

mol·L-1×0.5

L=

5×10-4

mol,根据有1mol

电子转移可产生1mol

H+

或1mol

Ag

知,n(Ag)=

n(H+)=5×10-4

mol,m(Ag)=5×10-4

mol

×108g·mol-1=5.4×10-2g=54mg,以此得答案B。

总结:电子守恒是解答出此题的关键。部分考生由于对该题中pH=6

及H+

浓度的变化与转移电子和析出Ag的关系不理解,而出现解题错误。此类试题也可扩展至多种溶液的混合物进行电解(注意混合时各物质间的反应)的情况,也可扩展至原电池与电解池共存及电解池的串联问题。请记住:电子守恒。

例题3

:(1998年全国高考)下列关于铜电极的叙述正确的是

()

A.铜锌原电池中铜是正极

B.用电解法精炼粗铜时铜作阳极

C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极

D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极

方法:结合电极反应进行判断。

捷径:铜锌原电池中,由于铜的金属活动性比锌弱,所以锌作负极,铜作正极。在精炼铜时,粗铜作阳极,镀件作阴极,CuSO4溶液作电解液,电解稀H2SO4时,惰性电极作阳极(铂电极或石墨电极),铜可以作阴极。以此得答案为AC。

总结:在原电池中,活泼金属作负极,不活泼金属作正极。在电解池中,金属作阳极(Pt、Au除外)金属失电子。金属作阴极,金属不会失电子。

例题4

:(1996年全国高考)实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:

今若制得Cl20.050

mol,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是

()

A.0.025mol

B.0.050mol

C.0.10mol

D.0.20mol

方法:根据转移电子守恒求解。

捷径:铅蓄电池中总的反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,有2个电子发生转移,即若产生2mol电子,必然消耗2

mol

H2SO4。电解食盐水中,总反应式为:2NaCl+

电解

2H2O

==

2NaOH+H2↑+Cl2↑,当有1

mol

Cl2生成时,有2

mol电子发生转移。上述反应可用关系式2H2SO4→2mol电子→1

mol

Cl2,所以要制取0.05

mol

Cl2就消耗0.10

mol

H2SO4。选C。

总结:如果套用电解AgNO3溶液时产生1

mol

H+就通过1

mol

电子的公式解本题时就会发生错误,原因是应用公式的范围不对。题中是在原电池中,而公式适用于电解。

例题5

:(1994年全国高考)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:

在此电池放电时,负极上发生反应的物质是()

A.Ag

B.Zn(OH)2

C.Ag2O

D.Zn

方法:从得失电子分析。

捷径:从得失电子的情况判断,失去电子的物质为负极,其化合价在反应中会升高。所以由上式可知在负极上发生反应的物质是Zn

。故选D。

总结:解答该题,首先必须看清反应式中充电与放电的方向,然后才能分析。部分考生常因没有注意充电和放电的方向,而出现误选A现象。

本题为新情境试题,解答此类试题要善于理解题示的信息,并将此信息和已学的知识以及要解决的问题联系起来,进行分析和判断。依据原电池工作原理,在负极上发生氧化反应,负极材料一般是较为活泼的金属,在电极反应中失去电子,被氧化。

例题6

:(1993年全国高考)下图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是

()

方法:采用淘汰法解题。

捷径:a极板质量增加,说明X为负极,排除C。且该电解质溶液中含有不活泼金属离子,又排除B。b极有无色无臭气体放出,溶液中无Cl—,排除D。以此得答案为A。

总结:这是一个综合性很强的电化学问题。首先从电解产物或现象或电极反应式判断电源的正负极(或极板的阴阳极),然后再确定极板的材料是惰性电极还是金属材料。最后确定电解质溶液的溶质成分。若需计算,应放在题目的最后。这是一般的解题程序。

例题7

:(2000年苏、浙、吉高考理科综合)

:熔融盐燃烧电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:

阳极反应式:2CO+2CO32-→4CO2+4e-

阴极反应式:,总电池反应式:。

方法:电极放电情况决定于电极材料、电解质溶液及电子流向。确定电极反应时可将题中材料进行拆分,根据放电规律以获得电极反应式与总反应式。

捷径:根据课本中“牺牲阳极的阴极保护法”知,阳极也即负极,阴极也即正极。将原电池中材料进行拆分,负极(阳极)为CO燃气和CO32-,正极(阴极)为空气中的O2和CO2,故正极(阴极)反应式为O2+2CO2+4e-

= 2CO32-,合并正、负极电极反应式得总电池反应式为:2CO+O2 = 2CO2。

总结:该题出错主要原因有:阴阳极与正负极的联系未掌握、正负极材料未拆分清、熔融碳酸盐的作用未理解。以此造成不能正确书写出反应式。

例题8

:(1998年上海高考)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:

粗盐

H2O

NaOH

Na2CO3

Cl2

H2

脱盐

10%NaOH、16%NaCl溶液

电解

化盐

精制

沉渣

NaCl晶体

50%NaOH溶液

依据上图,完成下列填空:

(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为

。与电源负极相连的电极附近,溶液pH

(选填:不变、升高或下降)

(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为。

(3)如果粗盐中SO42—含量较高,必须添加钡试剂除去SO42—,该钡试剂可以是

(选填a,b。c多选扣分)

a.Ba(OH)2

b.Ba(NO3)2

c.BaCl2

(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42—,加入试剂的合理顺序为

(选填a,b,c多选扣分)

a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂

b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3

c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3

(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过、冷却、(填写操作名称)除去NaCl。

(6)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2与NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,相应的化学方程式为。

方法:理清图示过程,再根据要求逐一分析。

捷径:(1)电解食盐水,与电源正极相连的电极发生的反应是2Cl——2e—

=

Cl2↑,与电源负极相连的电极上发生的反应是2H++2e

=

H2↑,消耗H+,即产生OH—,所以溶液的pH升高。

(2)除去Ca2+:Ca2++CO32—=CaCO3↓,除去Mg2+:Mg2++2OH—=Mg(OH)2↓。由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3,所以Mg2+与OH—,与CO32—混合时,总是生成Mg(OH)2沉淀。

(3)除去SO42—应选择Ba2+,如果加入Ba(NO3)2溶液中会引进杂质NO3—,而加入Ba(OH)2,BaCl2就不会增加新的杂质。

(4)除杂质时加入Ba2+和OH—无先后之分,但Na2CO3一定在BaCl2之后加入,因为CO32—还要除去多余的Ba2+,过滤沉淀后即认为NaCl被提纯。

(5)脱盐工序实际上是分离NaOH和NaCl,由于NaCl溶解度小,因而NaCl首先析出,其操作过程是蒸发(减少溶剂便于溶液浓缩)、冷却、结晶,经过滤得NaCl晶体。

(6)如无隔膜会发生:Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O,因电解食盐水反应式为

电解

电解

2NaCl+2H2O==2NaOH+H2+Cl2,两反应式相加得NaCl+H2O

==

NaClO+H2↑。

以此得该题的答案为:(1)2Cl——2e—=

Cl2

↑升高(2)Ca2++CO32—=CaCO3↓,Mg2++2OH—=

Mg(OH)2↓

(3)a

c

(4)b

c

(5)蒸发

过滤

(6)NaCl+H2O

电解

电解

===NaClO+H2↑或2NaCl+2H2O

====

H2↑+2NaOH

Cl2+2NaOH

=

NaCl+NaClO+H2O。

总结:该题为一学科内的综合题,解答时,要求考生从多方考虑题设要求。

金钥匙:

例题1

:常见锌锰干电池在放电时的总反应可表示为:Zn(s)+2MnO2(s)+2NH4+

=

Zn2++Mn2O3(s)+2NH3+2H2O,该电池放电时,正极区发生反应的物质是

()

A.Zn

B.只有MnO2

C.MnO2和NH4+

D.Zn2+和NH3

方法:根据题示放电反应分析。

捷径:根据题中总反应可知,必有NH4+参与电极反应,其正确的电极反应式为2MnO2+2e-+2NH4+

=

Mn2O3+H2O+2NH3,以此得正确答案为C。

总结:该题部分考生易错选B。其出错的原因是认为原电池放电时,正极区某物质得电子,被还原,根据反应方程式可知,只有MnO2得电子,故正极区反应的物质只有MnO2

。其错解的原因乃是未能正确分析电极反应,以偏概全所致。严密的分析是正确求解的前提,有些考生在解题中常常会因过程思维不严、逻辑推理不当、循环论证、忽视特例、以偏概全等而导致错误,此点必须引起重视。

例题2

:在常温下,用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液,下列说法中不正确的是()

A.溶液的pH不变

B.溶液中Na2CO3的物质的量不变

C.Na2CO3溶液的浓度不变

D.Na2CO3的水解程度不变

方法:在用惰性电极电解Na2CO3时,相当于电解水。但由于Na2CO3溶液为饱和溶液,故电解过程中溶液的浓度不变。以此可通过水量改变分析获解。

捷径:由于温度保持不变,电解Na2CO3饱和溶液时,其浓度也不变,故溶液的pH不变,Na2CO3的水解程度不变。由于有H2和O2析出,造成溶液中水量减少,因此将有Na2CO3·10H2O析出,故溶液中Na2CO3的物质的量减少,B选项错误。

总结:“饱和”二字是该题的有效信息,部分学生由于未能理清溶液为饱和溶液,而将其误认为不饱和,结果错误推出随着电解的进行溶液浓度不断增大的结论。对电解过程中溶液浓度的分析,必须分清原溶液是饱和还是不饱和,以及电解后溶液浓度的变化。

例题3

:从H+、Cu2+、Na+、SO、Cl-

5种离子中两两恰当地组成电解质,按下列要求进行电解:

(1)以碳棒为电极,电解过程中电解质质量减少,水量不变,则采用的电解质是______。

(2)以碳棒为电极,电解过程中电解质质量不变,水量减少,则采用的电解质是_____。

(3)以碳棒为阳极,铁棒为阴极,电解过程中电解质和水量都减少,则电解质是____。

方法:本题要求将5种离子分成阴阳离子二类,阳离子为H+、Cu2+、Na+,其放电顺序为Cu2+>H+,水溶液中Na+在电极上不能得电子;阴离子为SO、Cl-、OH-,其放电顺序为Cl->OH-,水溶液中SO在电极上不能失电子。再根据要求确定电解质。

捷径:(1)以碳棒为电极,电解过程中电解质质量减少,水量不变,则阳离子只能为H+、Cu2+,阴离子只能为Cl-,其电解质是HCl、CuCl2。

(2)以碳棒为电极,电解过程中电解质质量不变,水量减少,则相当于电解水,要求阳离子除H+外,不能在电极上放电,阴离子除OH-

外,不能在电极上放电,以此其电解质是Na2SO4、H2SO4。

(3)以碳棒为阳极,铁棒为阴极,两电极均不参于电极反应,电解过程中要求电解质和水量都减少,则电解质是CuSO4、NaCl。

总结:部分学生由于未能理清放电顺序而出错。在确定放电情况时,既要考虑电极材料,又要考虑溶液中离子得失电子的能力,而当溶液相互混合时,还要考虑离子间的反应问题。

例题4

:将K2MnO4

溶液酸化时,可制得KMnO4

:3MnO42-

+

4H+

=

2MnO4-

+

MnO2

+

2H2O,但最高产率只有66.7%,所以制取KMnO4常用电解法,即以铁、石墨作电极电解K2MnO4溶液,则下列有关叙述正确的是

()

A.铁作阳极,电极反应为:Fe

2e-=

Fe2+

B.铁作阳极,电极反应为:2H+

+

2e-

=

H2

C.石墨作阳极,电极反应为:MnO42-

e-

=

MnO4-

D.石墨作阴极,电极反应为:4OH-

4e-=

O2↑

+

2H2O

方法:解答本题时要从目的出发,即抓住制取KMnO4这一终结点。以此分析电极材料及电极反应时,不能仅从课本中常见电池理解,还要结合生产实际去分析。

捷径:要从K2MnO4制得KMnO4,阳极必须发生MnO42-

e-

=

MnO4-,其材料只能为惰性电极,A、B错,C正确。再分析D选项,阴极应为得电子的还原反应,故亦错误。故正确答案为C。

总结:由于MnO42-

为含氧酸根离子,不少学生未能抓住电解目的,认为MnO42-

不可能在电极上放电,又未能正确理解阴阳极上的得失电子问题而错选D。“具体情况具体分析”是马克思主义活的灵魂,在解题时,既要理清、联系课本上的基础知识,又要依据题目要求去求解,唯有学活用活课本知识,方能有所长进。如将电解池的阴阳极隔开与混合,则电解结果也有很大的不同。

例题5

:某工厂用离子交换膜电解槽电解饱和食盐水以制得H2和Cl2,并以获得的气体来生产盐酸。生产盐酸时,将电解后所得Cl2和H2按体积比为1︰1.15的比例送入合成炉燃烧器中燃烧。从合成炉上部出来的气体(400

℃)经空气冷却至130

℃左右,再经石墨冷却器冷却至20~30

℃,进入第一干燥塔,用90%左右的硫酸喷淋干燥,出来的气体进入第二干燥塔,用98%的浓硫酸干燥脱水,最后进入降膜式吸收塔用稀酸吸收,生成浓度为35%的盐酸从底部流出,冷却后入成品贮槽,未被吸收的气体再用水吸收,变成稀酸后进入降膜式吸收塔用以吸收HCl气体。

(1)粗盐中混有Ca2+、Mg2+、SO42-、泥砂等杂质,请你设计一个最合理的除杂质实验方案,并写明简要的操作步骤和有关的离子方程式。

(2)进入合成炉内的Cl2与H2的体积比为何要1︰1.15?能否使Cl2过量?

(3)如果该厂每台电解槽每天耗食盐1770kg(NaCl含量95%),按以上操作,在有20%损耗时,可生产多少吨35%的盐酸?

方法:杂质的去除要考虑两点,一是所加试剂均过量,二是不能引入新的杂质。生产中的过量问题,要从具体物质出发,考虑工业产品尽可能纯净。计算时应注意杂质、损耗、过量等问题。

捷径:(1)方案:①加过量BaCl2溶液

②加过量NaOH溶液

③加过量Na2CO3溶液

④过滤

⑤加盐酸调至中性。

(2)Cl2与H2完全反应时的体积比为1:1。H2过量是为了使Cl2能充分反应。

如果Cl2过量。则Cl2有剩余,因其溶解度较大,将会使生产出的盐酸中含有游离的Cl2。

(3)根据电解反应

2NaCl+

2H2O

Cl2↑

+

H2↑

+

2NaOH,n(Cl2)

=

n(H2)

=

n(NaCl)

=

=

1.15×104mol。即分别有1.15×104molCl2

及H2生成。因Cl2与H2按1︰1.15体积比混合,故参加反应的Cl2为1.00×104mol,不计损耗可得HCl为2.00×104

mol

×36.5

g

/

mol

=

7.30×105

g,换算成35%的盐酸为

7.30×105

g÷35%

=

2.09×106

g

=

2.09

t。

总结:除杂质时,部分学生由于未考虑所加试剂的过量问题而将Na2CO3溶液放在BaCl2溶液之前而出错。计算时未能注意单位而出错。课本中知识、原理与工业生产过程有机的串联,是考查考生的综合能力,应用能力和知识迁移能力的重要题型,解题时既要服从课本,又要考虑工业生产的实际情况,特别是过量问题。

0

A

例题6

关于“电解氯化铜溶液时的pH变化”问题,化学界有以下两种不同的观点:观点一:“理论派”认为电解氯化铜溶液后溶液的pH升高。观点二:“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定,证明电解氯化铜溶液时pH值的变化如右图曲线关系。

请回答下列问题:

①电解前氯化铜溶液的pH值处于A点位置的原因是:

(用离子方程式说明)。

②“理论派”所持观点的理论依据是:。

③“实验派”的实验结论是,他们所述“精确实验”是通过

确定的。

④你持何种观点?你所持观点的理由是(从化学原理加以简述)。

方法:本题要从电解过程中的实际情况加以分析,即阳极产生的Cl2不能全部析出,而有部分溶于阳极区的溶液中,以此造成溶液的pH下降。

捷径:分析①中电解前氯化铜溶液的pH值处于A点位置的原因是CuCl2水解之故;②中“理论派”所持观点的是从电解过程中物质的变化进行的分析,依据是随着电解的进行,CuCl2溶液的浓度下降,造成Cu2+水解产生的H+浓度下降。③中实验派的实验结论可从图示找得答案。④回答本人所持观点,应从尊重实验事实方面进行回答。以此可得解题结果:①Cu2+

+

2H2O

Cu(OH)2

+

2H+,②由于CuCl2溶液中存在上述平衡,在电解时,Cu2+得电子被还原,致使水解平衡向逆方向移动,造成c(H+)下降,pH升高。③pH降低,测得溶液的pH。④

同意“实验派”的观点,由于2Cl——2e—=

Cl2,Cl2

+

H2O

HCl

+

HClO,生成HCl、HClO,从而造成pH下降。

总结:此题对考生来说,有一定的难度,部分考生未能紧紧依靠实验事实去分析,而仅仅从理论上去解释,结果造成错误。当理论与实验相矛盾时,应尊重实验事实,从实验的实际情况出发,在考虑多方影响因素的情况下进行整体分析。切不可一意孤行,抓住理论不放。

例题7

:铬是一种用途广泛的化工原料,但六价铬具有强烈的致癌作用,且又是一种严重的污染物。工业上为了处理含Cr2O72-

酸性工业废水,按下面的方法处理:往工业废水中加入适量NaCl,以铁为电极进行电解,经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,工业废水中铬的含量已低于排放标准。试回答:

(1)加入适量NaCl是为了;

(2)电极反应式:阳极,阴极;

(3)由Cr2O72-

变Cr3+的离子方程式为;

(4)工业废水由酸性变碱性原因是;

(5)能否改用石墨电极?原因是什么?

方法:从题设目的〔Cr2O72-→Cr(OH)3〕出发,根据电解原理中阴阳极的放电顺序,再从放电后产生的离子间的氧化还原反应去分析而获得答案。

捷径:根据题意,废水的处理是使Cr2O72-变成Cr(OH)3。因此阳极上的铁失去电子变成Fe2+,再被Cr2O72-氧化成Fe3+,Cr2O72-本身被还原成Cr3+,NaCl不参与电极反应,故(1)中加入适量NaCl是为了增加废水的导电性。(2)中电极反应式,阳极为

Fe-2e-

=

Fe2+,阴极为

2H++2e-

=

H2↑。(3)中的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+

=

2Cr3+

+6Fe3+

+7H2O。(4)由于H+不断放电而消耗及Cr2O72-

与Fe2+

反应时消耗H+,造成c(H+)降低,破坏了水的电离平衡,结果造成溶液中c(OH-)

>C(H+)。(5)不能改用石墨电极,因用石墨作电极,阳极产生Cl2,得不到Fe2+,结果因缺少还原剂,不能使Cr2O72-

转化成Cr3+,产生Cr(OH)3

而除去。

总结:部分学生未能分析实验目的,而仅依据电解过程,造成错答、错析较多。电解在工业生产中的应用较多,电解饱和食盐水、废水的处理、高锰酸钾的生产等均用到电解。在此类试题面前,既要掌握电解原理,又要辨明生产目的。

聚宝盆:

1.判断两种金属单质活动性的强弱可以从多角度比较,归纳起来主要有①根据元素周期表中的位置,②根据金属活动性顺序表,③置换反应,④相同条件下金属失去电子的能力,⑤相同条件下金属阳离子得电子的能力,⑥原电池正、负极中的金属电极等。判断金属腐蚀的快慢程度一般由快到慢的顺序为:电解池中的阳极

原电池中的负极

无保护措施的金属

原电池中的正极

电解池中的阴极。

2.新型原电池及电解池中反应原理及电极反应式的书写是高考化学的热点题型。此类试题的解题思路一般为:从电解产物或现象或电极反应式判断电源的正负极(或极板的阴阳极)→确定极板材料是惰性材料还是某种金属材料→拆分参与电极反应的所有材料以确定反应物与生成物→书写电极反应与总反应式→确定电解质溶液中溶质的变化。若需计算,可采用电子守恒法。

3.离子的放电顺序的比较

阳极(失电子):金属(Pa、Au除外)>

S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子>F-。

阴极(得电子):Ag+>Hg2+>Cu2+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

当H+与Pb2+、Fe2+、Zn2+浓度相同时,得电子能力H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+。

注意:(1)由于失电子能力OH->含氧酸根离子>F-,所以含氧酸根离子及F-不会在水溶液中失去电子,而是OH-离子失电子产生O2。

(2)由于得电子能力H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+,所以Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+等活泼金属阳离子不会在水溶液中得电子,而是H+得电子产生H2。

(3)除Pa、Au等不活泼金属外,金属作阳极,均为金属失去电子。

4.电解后电解质溶液的恢复

要使电解后溶液恢复到原状况,只需将阴阳两极析出的物质相互反应后加入即可。

如用惰性电极电解CuCl2溶液,阳极析出Cl2,阴极析出Cu,电解后加入CuCl2即可。

如用惰性电极电解CuSO4溶液,阳极析出O2,阴极析出Cu,电解后加入CuO即可。

如用惰性电极电解NaCl溶液,阳极析出Cl2,阴极析出H2,电解后加入HCl即可。

如用惰性电极电解NaCO3溶液,阳极析出O2,阴极析出H2,电解后加入H2O即可。

5.电解反应类型剖析

以惰性电极电解酸、碱、盐的水溶液,根据离子的放电顺序可以总结出如下规律:

(1)水不参加反应,相当于溶质分解,如无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐。

电解HCl溶液:2HCl

H2↑+

Cl2↑

电解CuCl2溶液:CuCl2

Cu

+

Cl2↑

(2)只有水参加的反应,相当于电解水,如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。

阳极:4OH--4e-=

O2↑+2H2O,阴极:4H

+

+4e-=

2H2↑。

总反应:2

H2O

2H2↑+

O2↑

(3)水和溶质均参加反应,如活泼金属的无氧酸盐和不活泼金属的含氧酸盐。

电解NaCl溶液:2NaCl

+2H2O

H2↑+

Cl2↑+2NaOH

电解CuSO4溶液:2CuSO4

+

2H2O

2Cu

+

O2↑+2H2SO4

电解AgNO3溶液:4AgNO3

+

2H2O

4Ag

+

O2↑+4HNO3

6.串联电路放电情况

在串联电路中,各电极(正负极或阴阳极)的得失电子数均相等。有关此类试题的计算,可通过得失电子守恒予以获解。

热身赛:

1.蓄电池在放电时起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。下式是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应:

Fe

+

NiO2

+

2H2O

Fe(OH)2

+

Ni(OH)2。

下列有关对爱迪生蓄电池的推断错误的是

()

A.放电时,Fe是负极,NiO2是正极

B.充电时阴极上的电极反应式为:Fe(OH)2+2e

=

Fe

+

2OH

C.放电时电解质溶液中的阴离子是向正极方向移动

D.蓄电池的电极必须浸入碱性电解质溶液中

2.用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重a

g时,在阳极上同时产生b

L氧气(标准状况),从而可知M的原子量为

()

A.       B.

C.

D.

3.甲、乙两个电解池均以铂为电极,且互相串联,甲池盛有AgNO3溶液,乙池中盛有一定量的某盐溶液,通电一段时间后,测得甲池电极质量增加2.16g,乙池电极上析出0.24g金属,则乙池中的溶质可能是

()

A.CuSO4

B.MgSO4

C.Al(NO3)3

D.Na2SO4

4.将K2MnO4

溶液酸化时,可制得KMnO4

:3MnO42-

+

4H+

=

2MnO4-

+

MnO2

+

2H2O,但最高产率只有66.7%,所以制取KMnO4常用电解法,即以铁、石墨作电极电解K2MnO4溶液,则下列有关叙述正确的是

()

A.铁作阳极,电极反应为:Fe

2e-=

Fe2+

B.铁作阳极,电极反应为:2H+

+

2e-

=

H2↑

C.石墨作阳极,电极反应为:MnO42-

e

-=

MnO4-

D.石墨作阴极,电极反应为:4OH-

4e-

=

O2

↑+

2H2O

5.右图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物,其中粗框表示初始反应物(反应时加入的水或生成的水,以及生成沉淀时的其它产物均已略去)。

填写下列空白:

(1)物质B是,F是,J是。

(2)反应①的离子方程式为:,I加入D生成J的化学方程式为。

(3)说明H加入D生成J的原因:。

6.由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用右图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。

①a电极材料为,其电极反应式为。

②电解液d可以是,则白色沉淀在电极上生成;也可以是,则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

A.纯水

B.NaCl溶液

C.NaOH溶液

D.CuCl2

③液体c为苯,其作用是,在加入苯之前,对d溶液进行加热处理的目的是。

④为了在短时间内看到白色沉淀,可以采取的措施是。

A.改用稀硫酸做电解液

B.适当增大电源电压

C.适当缩小两电极间距离

D.适当降低电解液温度

⑤若d改为Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为。

7.银器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成硫化银,有人设计用原电池原理加以除去,其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色会褪去而银不会损失。试回答:在此原电池反应中,正极发生的反应为

;负极发生的反应为

;反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体,则原电池总反应方程式为。

8.在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量的问题。解决方法致意是把这些陶土和水一起搅拌,使微粒直径在10—9m~10—7m之间,然后插入两根电极,接通直流电源,这时阳极聚集,阴极聚集,理由是。

9.为了测定某白铁皮中含锌的百分率,进行如下实验,取一小块白铁皮试样ag,置于烧杯中,加入过量的稀盐酸,用表面皿盖好,可以见到开始时产生气泡的速度很快,以后逐渐变慢,待试样全部溶解后,向烧杯中加入过量NaOH溶液,充分搅拌后过滤,将所得沉淀在空气中加强热至质量不变,称得残留固体bg,试回答:

(1)镀锌的目的是。

(2)气泡产生的速度先快后慢的原因是。

(3)加入过量NaOH溶液的作用是,涉及反应的离子方程式及化学方程式是。

(4)最后残留的固体是,反应的化学方程式是。

(5)白铁皮含锌的质量分数是。

10.在20℃时将12.1g

M(NO3)x·3H2O晶体溶于44.3g

水中,或在相同温度下将4.7g

M(NO3)x无水盐溶于23.5g水中,均可制得该盐的饱和溶液。上述两部分溶液混合,再加水稀释为0.1mol/L,用惰性电极进行电解,当电极上通过0.15mol电子时,溶液中的Mx+离子恰好全部成单质析出(设无氢气生成)。试计算:

(1)20℃时M(NO3)x的溶解度。

(2)M(NO3)x·3H2O的摩尔质量及x值。

(3)M的相对原子质量。

大检阅:

1.C

2.C

3.A

4.C

5.(1)Cl2、Fe、Fe(OH)3

(2)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O

FeCl3+3NaClO+3H2O===Fe(OH)3↓+3HClO+3NaCl

(3)NaClO为强氧化剂,且呈碱性

6.①Fe;

Fe

—2e

=

Fe2+

②C;

B

③隔绝空气防止Fe(OH)2被氧化;排尽溶液中的氧气,防止生成的Fe(OH)2在溶液中氧化

④B、C

⑤白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色

7.Ag2S+2e—

=

2Ag+S2—;Al—3e—

=

Al3+;

3Ag2S+2Al+6H2O

=

6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑

8.带负电荷的胶体微粒陶土;带正电荷的氧化铁胶体微粒;带相反电荷的胶体微粒通电时产生电泳现象,分别向两极移动,从而达到除杂目的9.(1)保护内部的铁,增强铁的抗腐蚀力

(2)由于形成无数锌铁微电池发生电化腐蚀,白铁皮跟盐酸的反应开始很剧烈,放H2速度很快,随反应进行,溶液中c(H+)减小,且当锌先完全溶解后,微电池不复存在,反应速率明显减弱

(3)使溶液中Zn2+转化为ZnO22—,Fe2+ 转化为Fe(OH)3;Zn2++2OH—=Zn(OH)2↓,Zn(OH)2+2OH—=ZnO22—+2H2O,Fe2++2OH—=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

(4)残留的固体为Fe2O3,反应为2Fe(OH)3

Fe2O3+3H2O

(5)设ag白铁皮含铁xg,锌(a—x)g,则

2Fe

Fe2O3

112

160

x

b

x

=

7b/10(g)

故Zn%

=(a—0.7b)/

a

×100%

=(100a—70b)/

a

%

10.(1)S=4.7/23.5×100=20(g)

(2)设M(NO3)x

·3H2O的摩尔质量是a

g/mol,解得a=242

(g/mol)

M(NO3)x的摩尔质量=242-3×18=188(g/mol)

电解前溶液中含Mx+为

又因电解时电子转移0.15

mol,x=2

篇3:高考化学绘图类型与启示

画图能测试对化学知识和理论的理解程度、空间想象力和动手能力.《考试大纲》“实验能力”中要求“能绘制和识别简单的实验仪器装置图, 能对实验数据进行初步分析或处理, 并得出合理结论…… ”, 新教材多处对画图能力提出要求.人教版高一《化学》新教材第162页学生实验中要求“画出实验室制氧气的装置图”, 在第160页复习题中要求补充检验二氧化硫实验装置图;人教版新教材高三《化学》在增加的“化学实验方案的设计”中要求“根据实验特点, 设计实验装置, 画出装置图”, 画图成为化学命题热点!

一、2005年~2008年高考化学画图类型概览 (见表1)

从表1知高考绘图试题考查特点为: (1) 高考绘图由单科学化学卷走向理科综合卷; (2) 绘制图像 (象) 主要分3类:第一类是实验仪器、装置图, 实验装置图有补充残缺图形、实验室制取某气体完整装置图等;第二类是坐标图象.坐标图主要有化学平衡、化学反应速率图象、化学反应图象等;第三类是元素周期表.元素周期表主要关注“三线”:对角线、边界线和分界线.从近几年高考绘图题看, 所绘制图像 (象) 均源于教材, 即理在教材内, 在教材基础上发展、创新, 命题视野在扩大, 如绘制能量图象等.

二、2008年高考绘图题诠释

1.绘制实验装置图

绘图技巧 绘实验装置图分三步: (1) 理解实验原理.根据实验目的和要求, 确定实验原理, 制气装置分3类:制氧气类、氢气类、氯气类;根据题目限制仪器、气体性质确定净化、干燥、收集和尾气处理方法;对于一种物质由多种方法制取, 可以根据题目限制选择操作简单、产品纯净的方法制取. (2) 选择仪器和试剂.根据实验原理, 确定选哪些仪器, 哪些试剂.同条件下, 仪器越简单越好, 试剂越常见越好, 液体干燥剂比固体干燥剂好; (3) 绘图.先确定仪器排序顺序, 后考虑导管接口连接方式.实验综合装置一般顺序:气体发生装置→气体净化装置→干燥装置→主反应装置→产品收集装置→尾气处理装置.洗气瓶、干燥瓶等装置, 应长导管进气、短导管出气;排水法集气:短导管进气, 长导管出水;对于极易溶于液体的尾气, 要考虑防倒吸装置, 采取哪一种防倒吸装置, 应根据题目对仪器限制, 若没有限制, 选哪一种防倒吸装置都满足题意.值得注意的是, 用量筒量排出水的体积时, 导管应插入量筒中下部, 因为读数前要调平液面.

例1 (2008年高考天津理综卷—28—Ⅰ) 化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中.请从图1中挑选所需仪器, 在方框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装置简图, 并在图中标明所用试剂. (仪器可重复使用, 固定装置不必画出)

(方框图略)

解析: 本题考查制备气体实验设计.浓硫酸和浓盐酸反应制取HCl气体, 不需要加热, 即:液+液气, 可采用分液漏斗和圆底烧瓶组成发生装置;干燥HCl可以用装有浓硫酸的洗瓶, 收集HCl用向上排空气法, 由于HCl气体极易溶于水, 故在水面用倒扣的漏斗来吸收尾气.

答案: (如图2所示) .

诠释:本题亮点有: (1) 以实验室制取少量氯化氢为信息考查实验室制取氯气原理迁移, 在迁移中创新, 考虑尾气防倒吸, 发生装置不加热;干燥装置和收集装置完全同氯气. (2) 画图.《考试大纲》和课程标准中明确要求“会绘制简单实验仪器和装置”.

预测:2009年高考命题可能要求绘制下列装置: (1) 实验室制取氢气、氧气、乙炔等装置图或简易装置图; (2) 补充下列实验残图:如浓硫酸与炭反应实验、硝酸与铜反应实验、实验室制取乙烯并验证其产物实验图.

2.化学反应能量图

绘图技巧 绘能量图象分三步: (1) 确定反应热是正值还是负值.ΔH=反应物总能量 (E) -产物总能量 (E) , 若ΔH>0, 则反应物总能量 (E) >产物总能量 (E) ;若ΔH<0, 则反应物总能量 (E) <产物总能量 (E) . (2) 建立坐标图:纵坐标为能量 (E) 、横坐标表示反应进程 (或反应过程) . (3) 绘图.先确定反应物、产物能量位置, 后连线, 最后标出ΔH.如果绘制影响化学反应速率因素图象, 考虑影响因素对反应能量如何改变.如催化剂只改变反应路径, 不影响反应物和产物的种类、物质的量等.

例2 (2008年广东化学卷—24) 科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法.曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下, N2在催化剂 (掺有少量Fe2O3的TiO2) 表面与水发生反应, 生成的主要产物为NH3.进一步研究NH3生成量与温度的关系, 部分实验数据见表2 (光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3 h) .

相应的热化学方程式如下:

N2 (g) +3H2O (l) =2NH3 (g) +3/2O2 (g)

ΔH=+765.2kJ·mol-1

回答下列问题:

(1) 请在答题卡的坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图, 并进行必要标注.

(2) 与目前广泛使用的工业合成氨方法相比, 该方法中固氮反应速率慢.请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:__.

(3) 工业合成氨的反应为

N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g)

设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60 mol N2 (g) 和1.60 mol H2 (g) , 反应在一定条件下达到平衡时, NH3的物质的量分数 (NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比) 为4/7.计算:

①该条件下N2的平衡转化率;

②该条件下反应

2NH3 (g) N2 (g) +3H2 (g)

的平衡常数[K=c (N2) c (H2) 3/c (NH3) 2].

解析:本题考查有关化学平衡原理在工业生产中应用, 涉及化学计算等.

(1) 画图要点:催化剂可降低反应的活化能, 但对反应前后能量变化并不产生任何影响;该反应为吸热反应, 所以反应物的总能量要低于生成物的总能量.

(2) 该反应正反应是吸热反应, 升高温度, 使化学平衡向正反应方向移动, 从而增大NH3生成量, 升高温度也能提高反应速率;增大反应物N2浓度, 加快反应速率, 并使化学平衡向右移动;不断移出生成物脱离反应体系, 使平衡向右移动, 增大NH3生成量.

(3) 由三行式法计算可知, 起始时, c (N2) =0.3 mol/L.平衡时, c (N2) =0.1 mol/L; c (H2) =0.2 mol/L; c (NH3) =0.4 mol/L.

①所以N2的平衡转化率= (0.3-0.1) ÷0.3×100%=66.7%.

②反应

2NH3 (g) =N2 (g) +3H2 (g) 的平衡常数K=c (N2) ×c (H2) 3/ c (NH3) 2=0.005

答案: (1) 如图3所示.

(2) 升高温度, 增大反应物N2的浓度, 不断移出生成物脱离反应体系.

(3) ①该条件下N2的平衡转化率为66.7%

②该条件下反应

2NH3 (g) =N2 (g) +3H2 (g) 的平衡常数为0.005.

诠释:催化剂是中学化学重要概念, 催化剂只改变化学反应路途, 不改变始终态物质的总能量, 即不改变化学反应热.画图是本题亮点, 深刻考查学生对催化剂概念的理解.画催化剂对化学反应影响的图象分三步:第一步, 建立坐标系.纵坐标表示物质能量, 横坐标表示反应进程.第二步, 确定反应物、产物总能量相对大小, 然后, 在坐标系上选定曲线的起点和终点位置;第三步, 画线.有催化剂, 越过的能垒较低;无催化剂需要越过的能垒较高.能垒 (活化能) 高低直接决定活化分子数目多少, 影响化学反应速率大小.催化剂只能改变达到平衡的时间, 不能使平衡移动, 因为平衡移动会使反应热 (ΔH) 变化.

预测:2009年高考可能要求根据化学平衡、热化学方程式等信息绘制能量与反应进程图象;化学反应中产物与反应物量之间关系图象等.

3.化学反应速率图象

绘图技巧 绘制化学反应速率和化学平衡图象分4步: (1) 联系化学反应速率和化学平衡原理, 确定有关数据、量的变化关系, 即反应速率快慢, 达到平衡时某物质的浓度大小等; (2) 建立坐标系.一般纵坐标表示某物质浓度、物质的量、转化率等, 横坐标表示时间、温度、压强等, 也可能同一图象包括温度、压强对化学反应平衡、化学反应速率的影响等; (3) 分析题目要求绘制几条曲线, 一条曲线表示一个变化因子或一个实验结论; (4) 绘图.根据上述分析, 绘制图象.注意图中点 (起点、拐点、终点、原点) , 线 (曲线、平台) 表示含义与原理相符.

例3 (2008年广东化学卷—20) 某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法, 研究影响反应速率的因素.所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1, 大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格, 实验温度为298 K、308 K, 每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石 (忽略杂质, 以碳酸钙计算) 用量为10.00 g.

(1) 请完成以下实验设计表 (见表3) , 并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:

(2) 实验①中CO2质量随时间变化的关系如图4所示:

依据反应的化学方程式

1/2CaCO3+HNO3=1/2Ca (NO3) 2+1/2CO2↑+1/2H2O

计算实验①在70~90 s范围内HNO3的平均反应速率 (忽略溶液体积变化, 写出计算过程) .

(3) 请在答题卡的框图中, 画出实验②、③和④中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图.

答案: (1) 见表4.

(2) υ (HNO3) =Δc (HNO3) /t=1/110 mol/ (L·s)

(3) 如图5所示.

解析:本题以探究影响固体与液体反应速率的因素为信息考查实验设计方案能力、作图能力. (1) 研究碳酸钙与硝酸反应速率的影响因素:一要明确试剂已限定, 二要明确影响化学反应速率的因素有:硝酸浓度、碳酸钙与硝酸接触面 (粗颗粒状、细颗粒状) 及温度.三要明确只改变一种影响因子, 其他影响因子必须相同.以实验①为参照, 设计其他实验方案.

(2) 70 s 至90 s, CO2生成的质量为:

m (CO2) =0.95 g-0.85 g=0.1 g

根据CaCO3+2HNO3=Ca (NO3) 2+CO2↑+H2O, 可知消耗HNO3的物质的量为:

n (HNO3) =0.1 mol/22=1/220 mol

溶液体积为25 mL=0.025L, 所以HNO3减少的浓度为

Δc (HNO3) =2/11 mol/L

反应的时间 t=90 s-70 s=20 s

所以HNO3在70~90 s 范围内的平均反应速率为

υ (HNO3) =Δc (HNO3) /t

=1/110 mol/ (L·s)

(3) 因为实验①HNO3与大理石恰好完全反应;实验②中, HNO3不足量, 纵坐标对应的每一个值均为原来的1/2;实验③④的图象类似, 恰好完全反应, 但反应条件改变, 升高温度与大理石细颗粒增大表面积可加快反应速率.所以图象曲线斜率变大, 平衡位置纵坐标与实验①相同.作图时, 注意斜率和平台位置.斜率大小由反应速率决定, 而平台位置由产生二氧化碳的量决定.试剂用量、试剂浓度题目已限制.

诠释:本题源于教材实验原理, 其亮点有: (1) 设计实验方案 (选择试剂、探究实验目的) , 引导学生思考做实验目的是什么, 点击中学实验教学“弱区”; (2) 画图反应速率图象.改变常规思维, 根据图象分析原理, 本题要求根据原理画图象, 这是中学教学难点.

篇4:高考化学化学与生活

关键词:化学;思维;原理

中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)19-008-01

一、《化学反应原理》高考中涉及的主要内容及考点预

1、化学反应与能量主要考察热化学方程式及盖斯定律的灵活应用,也可能涉及到图像和活化能,并与生产实际和新型能源相联系。

2、化学反应速率和化学平衡是高考必考内容,也是重点和难点,一般会涉及到图像。考察知识包括速率、化学平衡状态的判断、平衡的移动、化学平衡常数。其中:

(1)绝热情况的分析判断很有可能是考点之一。会涉及绝热情况下反应进行的程度,要考虑放热反应和吸热反应过程中容器温度变化对反应进行程度的影响:对两边气体计量数相等的反应,物质的量虽然不发生变化,但由于温度变化导致压强改变对应产生的影响;温度改变对平衡常数的影响。

(2)对勒夏特列原理的深层次理解也要重视。要明白原理说的是平衡移动方向对外界条件的改变只能减弱而不能从根本上消除。例如升高温度平衡向吸热反应方向移动,但平衡后体系温度会升高;增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,平衡后体系压强会增大,对应的各物质浓度会增大,尤其是对有色物质参与的反应无论平衡向哪个方向移动颜色都会加深。总之,外界条件的改变不可能发生逆转。

(3)与盖斯定律联系起来考察时两个方程式若想加,则总方程式K值为两个方程式K值之积;若两个方程式相减,则总方程式K值为两个方程式K值之商。

(4)催化剂对化学反应的影响也可能做为考点,也可能会对催化剂的用量对化学反应的影响做分析判断。

3、对原电池原理的考察,可能偏向于新型电池。类型可能有:新型燃料电池,尤其是熔融盐燃料电池是重点。其中,含碳燃料电池用碳酸盐,含氮燃料电池用硝酸盐,含硫燃料电池用硫酸盐。对应的酸根离子起调节溶液电荷的作用。另外,新型锂离子电池也是考察重点。以判断电子离子移动方向、电极方程式的书写、电量的计算为形式。

4、对离子平衡、PH值、离子浓度大小、盐的水解、溶度积考察可能与化学工艺流程结合起来,以图示形式出现。涉及内容有离子浓度大小比较、计算、离子方程式的书写、平衡移动的判断、电荷守恒、物料守恒、质子守恒的判断与计算。溶度积的比较计算、还可能涉及氧化还原反应的判断。

二、题型预测

化学反应速率与化学平衡既可能单独成一个大题,也可能与化学反应与能量、原电池原理搭配成题。若单独成题则可能难度较大,且考察比较全面,涉及到化学反应速率和化学平衡及平衡常数。若搭配成题,难度可能降低,考察不可能太全面。

电解质溶液的考察很可能与化工生产实际相结合单独成题,若是这样,同样考察比较全面。涉及内容有化学反应,电离平衡、盐的水解离子浓度大小判断及计算、沉淀溶解平衡的建立与移动,物质的分离操作,还可能涉及到氧化还原反应的判断与方程式的书写。

三、题型举例

例题1:(模块单独成题型) Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器.该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4—SOCl2.电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2 ===4LiCl +S +SO2.请回答下列问题:

(1)电池的负极材料为__________,发生的电极反应为__________________;

(2)电池正极发生的电极反应为_____________________________________;

(3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成.如果把少量水滴到SOCl2 中,反应的化学方程式为______________________________。

(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是_________________________。

(5)用此蓄电池电解含有0. 1 mol CuSO4和0. 1 mol NaCl的混合溶液100 mL,假如电路中转移了0.02 mol e-,且电解池的电极均为惰性电极,阳极产生的气体在标准状况下的体积是________L,将电解后的溶液加水稀释至1 L,此时溶液的pH=____________。

例题2:(模块搭配成题型)氢气和氨气都属于无碳清洁能源。(1)镍氢碱性充电电池被誉为“绿色化学电源”,充电、放电时的反应为: 放电时,正极的电极反应式为:_________________________ , 充电时,该电极应与电源的 (填“正”或“负”)极相连。

(2)氨在空气中燃烧,生成水和氮气。已知:

则氨在空气中燃烧生成液态水和氮气时的热化学方程式为:

(3)研究表明工业上合成氨反应( )在25℃、400℃的平衡常数分别为5×105和200,

①合成氨是 反应(填“放热”或“吸热”)。

②合成氨选择400~500℃原因是:。

③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,下表中为各物质在不同时刻的浓度。

0—5 min,H2的平均反应速率 = 。反应在5分钟时,条件发生了改变,改变的条件可能是 (填序号)。a.使用催化剂 b.降低温度 c.增加氢气的浓度 d.分离出NH3

(4)在- 50℃时,液氨中存在电离平衡 ,离子积常数K=c(NH+4)·c(NH—2)。若一定条件下,平衡时c(NH—2)=1×10-15 mol·L-1,下列说法正确的是_________(填序号)

a.在液氨中加入NaNH2,液氨的离子积常数增大

b.此温度下液氨的离子积常数为1×10-30

篇5:化学与生活-日常生活中的化学

——日常生活中的化学

学院:经济管理 级别:2010级 本(专):本科 姓名: 学号:

专业:人力资源管理

化学与生活

———学化学,让生活更充实

关键词:合金 萘 酚酞 碳酸钙(镁)

当今社会发展日新月异,化学事业的发展也在蒸蒸日上,众所周知科学是柄双刃剑,同样化学也是如此,化学事业的发展给我们生活带来极大的进步同时也造成了一些令人发指的事,趋利避害,发扬化学事业,尽力避免向不好方向发展也是我们当代大学生应尽的一点义务职责,现在让我们看看化学在我们生活中的应用吧.日常生活中的常用品: 1漂亮的”金粉”

我们经常会看到在塑料日记本、活页夹等用品上烫有金字或金色的图案花纹。这金字或金色的图案是用金粉烫上去的。这黄金色的金粉难道是用黄金磨成的粉吗?当然不是。金太昂贵了,人们绝不会拿它来磨粉用来装饰一般的用品,那么,金粉到底是用什么做成的呢?

原来,金粉是用铜和锌的合金——寅铜傲成的。它的颜色与黄金一模一样,在我国汉朝时人民就会制造黄铜了,这就是后人称的“伪黄金”,当时的法律就明文禁止使用。我们知道铜是紫红色的,锌是银白色的,它俩的合金——黄铜,与金子一样黄澄澄、亮闪闪的。人们将黄铜的薄片和少量润滑剂经过捣碎和抛光制成的金粉。金粉广泛用于油漆与油墨中。

也不是银子做的。银粉是使用价格便宜而且还和银一样有银白色光泽的铝制成的。铝粉质量轻,在空气中很稳定,对光线的遮断力大,反射光的能力强„„这一系列的优点,使铝粉夺得了“银粉”的桂冠。制铝粉有两种方法。一种方法是将纯铝薄片同少量润滑剂混和后用机械捣碎。另一种方法是将纯铝热熔融成液体(铝的 熔点较低,只有660℃),然后喷雾成微细的铝粉。

2名不符实的“樟脑丸”

衣服与书放在橱里,过一段时间,打开橱门一看,啊,好好的衣服与书本上面竟有一个个小洞洞!这是谁捣的鬼?

这是专靠吃衣服与书本为主的蠹鱼干的,所以人们又常叫这种蛀虫为“衣鱼”。为了赶走这些坏家伙,人们总在橱或箱里放进一些“樟脑丸”。樟脑很容易挥发,有股浓烈的气味,蠹鱼闻得了只得退避三舍,逃之夭夭。

但樟脑价格较贵,并且在医药上(用以配强心药)、化学工业上(制赛璐珞塑料)有着更为重要的用途。所以日常买来的“樟脑丸”并不是用樟脑作的,而是用萘制的。

萘的分子组成是C10H8,纯萘是无色片状结晶,与樟脑一样,可直接蒸发成气体——升华。萘的气味同样能使蠹鱼受到刺激,因此是一种良好驱虫防蛀剂。

萘是从煤焦油中提炼出来的,价格比樟脑便宜。不过使用要注意,乎时买来的卫生球不很纯。里面还含有一些煤焦油,会让衣服上沾上煤焦油的污迹。因此用时应将一个个卫生球分别用纸包起来,再放到橱里或衣箱里去,等它全部挥发完毕,残留的煤焦油杂质就会被纸吸附住了,再不会给衣服增添麻烦了。

3泻药一种——酚酞

稍有化学知识的人都知道,往氢氧化铂的水溶液中滴入一两滴某种溶液,溶液立即呈现鲜艳的红色。这就是大名鼎鼎的指示剂——酚酞。如果往上述红色溶液中加入一定量的硫酸,红色的溶液又会变成无色。

酚酞是一种最常用的酸碱指示剂,使用时把它溶解在酒精中。它遇到碱溶液会呈现红色,在中性或酸性溶液中则仍旧是无色溶液。

可是,学过化学的人未必都知道,酚酞还是大夫治病的良药呢!在医药上,酚酞是一种缓泻药。酚酞能温和地刺激肠壁,增强肠的蠕动,促使排便,对于习惯的便秘很有疗效。“果导’冲就含有酚酞。

麻烦的的水垢

烧水的锅子,装水的热水瓶,里面常常积聚起一层土黄色的水垢。它是怎样生成的?对我们有什么影响?如何除掉它?

自来水看上去是澄清透明的,没有尘土与泥沙。可是将自来水煮沸时,溶解在水中的碳酸氢钙与碳酸氢镁会发生分解反应,生成碳酸钙与碳酸镁沉淀:

Ca(HCO3)2 CaCO3↓+H2O+CO2↑

Mg(HCO3)2 MgCO3↓+H2O+CO2↑

日积月累,在锅底与瓶底就形成了一层水垢。积聚在锅底的水垢会影响热量的传递,造成燃料的浪费。特别是含碳酸氢钙与碳酸氢镁较多的井水及河水更易形成水垢。

碳酸钙与碳酸镁的沉淀由小颗粒聚集成大颗粒时,还会把水中的其它金属离子共同沉淀下来。据研究,水垢中含有的对人体有害的重金属,如铝、铂、铬等含量都比水中提高几十倍甚至几百倍以上。如果将有水垢的热水瓶又去装酒或其它酸性食物,水垢中的有害杂质就会被溶解而进入食物中。因此必须及时洗掉水垢。

洗水垢的办法很方便,可利用醋酸的酸性化碳酸的酸性强的原理,将少量热的醋酸放到热水瓶中摇一会儿,这时发生化学反应,沉淀就会被消除:

这样,将热水瓶中的溶液倒出,再用清水冲洗几下,对人体有害金属便被洗掉了。

日常生活中的饮食

鸡蛋、牛奶——中毒急救用

也许你听说过鸡蛋、牛奶与豆浆对中毒的病人可以用作急救药,这是何道理?

鸡蛋、牛奶与豆浆的营养丰富,含有大量蛋白质。蛋白质有个特点,碰到重金属离子,例如汞、铝等金属离子会发生沉淀。重金属离子进入人体时会使构成人体的器官和血液的蛋白质发生沉淀而失去作用,造成中毒。这时,给病人服牛奶、生鸡蛋白与豆浆后,食物中丰富蛋白质会和重金属离子作用,于是就减轻了中毒的毒性。同时,这些食物还给中毒虚弱的病人提供营养,有助于病人康复。

日常饮食中的误区

尽管日常饮食中含有丰富的营养成份,但如果食用不慎也会有损健康。例如:

①牛奶不可空腹饮奶,使奶未充分消化即进入肠道,不利于养分吸收,同时牛奶中的与一羟色氨等催眠成分进入体内,可使你工作或学习处于低潮。因此,喝牛奶应伴着面包等粮食类食品,一方面保证早餐有较多能量,另一方面,牛奶在粮食一起食用,可延长其在小肠的吸收过程,还可使蛋白质得到互补。

②牛奶不可当水喝。水对人体非常重要,为使体内水保持平衡,必须从饮食中得到补充。饮料、牛奶都含有大量水分,但饮入过多,特别在出汁,失水过多时,容易导致脱水。因此,喝白开水还是很重要的。

③饭后不宜喝茶:因为茶叶中的鞣酸可与食物蛋白质结合,既妨碍蛋白质吸收,又易发生便秘。

④酒后不宜用浓茶解酒,因为酒中的乙醇随着血液循环到肝脏中转化成乙 醛,再变成乙酸,然后分解成水和CO2,经胃脏排出体外。而浓茶中的茶碱有利尿作用,促使尚未转化成乙酸的乙醛进入肾脏,造成乙酸对肾脏的损害。另外茶碱能抑制小肠对Fe的吸收。

⑤可乐不可当水喝:可乐喝多了会使体质变弱,皮肤发生变化。可乐是由许多化学物质萃取物合成,加上糖制成,不仅营养价值低,而且积有的化学物质对肝不好。

⑥忌食青蛙,青蛙以田中害虫为食,而害中体内又往往沾有农药,这种农药残留在青蛙体内。因此,若食青蛙,农药也会进入人体内。轻者引起局部炎症、脓肿,重者可导致腹膜炎、失明、瘫痪。

⑦忌食青蕃茄,因为青蕃茄含有花青素和生物碱,食后会感动苦涩,甚至发生中毒。

⑧忌食发芽、绿皮、损伤的马铃薯,因其含有毒性的龙葵碱和白垩土碱。

⑨不宜过多食用色素饮料及食品,因为该食物会影响神经系统冲动传导,特别使儿童情绪不稳,脾气暴躁,注意力不集中,自制力差,好动,饮食减退。

⑩不可过多饮用咖啡,虽然咖啡有醒脑提神,促进思维,消除疲劳的作用,但过量饮用可引起窦性心动过速,血压升高,夜间失眠,剌激胃粘膜增加胃液分泌,诱发胃病。

篇6:化学与生活论文——绿色化学

绿色化学

摘要:本文主要阐述了绿色化学的概念,发展历史,主要特点等等。方便大家认识绿色化学,更好的在生活中保护环境。

关键字:绿色化学 保护环境

一、概念

“绿色化学”由美国化学会(ACS)提出,目前得到世界广泛的响应。其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染;反应物的原子全部转化为期望的最终产物。按照美国《绿色化学》(GreenChemistry)杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。

绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个 “新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。

二、主要特点

绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:1.充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;2.在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;3.提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

三、绿色化学的重要性

传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。化学工业能否生产 出对环境无害的化学品?甚至开发出不产生废物的工艺?有识之士提出了绿色化学的号召,并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。

绿色化学给化学家提出了一项新的挑战,国际上对此很重视。1996年,美国设立了“绿色化学挑战奖”,以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌,为子孙后代造福。

迄今为止。化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的,当时的加工费用主要包括原材料、能耗和劳动力的费用。近年来,由于化学工业向大气、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物质。以1993年为例,美国仅按365种有毒物质排放估算。化学工业的排放量为30亿磅。因此,加工费用又增加了废物控制、处理和 埋放。环保监测、达标,事故责任赔偿等费用。1992年,美国化学工业用于环保的费用为1150亿美元,清理已污染地区花去7000亿美元。1996年美国Dupont公司的化学 品销售总额为180亿美元。环保费用为10亿美元。所以。从环保、经济和社会的要求看。化学工业不能再承担使用和产生有毒。有害物质的费用。需要大力研究与开发从 源头上减少和消除污染的绿色化学。

1990年美国颁布了污染防止法案。将污染防止确立为美国的国策。所谓污染防止就是使得废物不再产生。不再有废物处理的问题,绿色化学正是实 现污染防止的基础和重要工具。1995年4月美国副总统Gore宣布了国家环境技术战略。其目标为:至2020年地球日时。将废弃物减少40-50%,每套装置消耗原材料减少20一 25%。1996年美国设立了总统绿色化学挑战奖。这些政府行为都极大的促进了绿色化学的蓬勃发展。另外。日本也制定了新阳光计划。在环境技术的研究与开发领域。确 定了环境无害制造技术、减少环境污染技术和二氧化碳固定与利用技术等绿色化学的内容。总之,绿色化学的研究已成为国外企业、政府和学术界的重要研究与开发万向。这对我国既是严峻的挑战,也是难得的发展机遇。

四、研究内容及情况

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绿色化学

1、内容

绿色化学是对传统化学的挑战,是对传统化学思维方式的更新和发展,因此,绿色化学的研究内容是从反应原料、反应条件、转化方法或开发绿色产品等角度进行研究,打破传统的化学反应,设计新的对环境友好的化学反应。包括:(1)使用无毒无害的原料;(2)利用可再生资源;(3)新型催化剂的开发研究;(4)不同反应介质的研究;(5)寻找新的转化方法;(6)设计对人类健康和环境安全的化学产品。

2、研究情况

核心:利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则、在理想的化工生产方式是:反应物的原子全部转化为期望的最终产物。

性质:(1)充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;(2)在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物;(3)提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;(4)生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

绿色化学给化学家提出了一项新的挑战,国际上对此很重视。1996年,美国设立了“绿色化学挑战奖”,以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌,为子孙后代造福。

原则:绿色化学的研究者们总结出了绿色化学的12条原则,这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。

1、防止污染优于污染形成后处理。

2、设计合成方法时应最大限度地使所用的全部材料均转化到最终产品中。

3、尽可能使反应中使用和生成的物质对人类和环境无毒或毒性很小。

4、设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性。

5、尽量不用辅助剂,需要使用时应采用无毒物质。

6、能量使用应最小,并应考虑其对环境和经济的影响,合成方法应在常温、常压下操作。

7、最大限度地使用可更新原料。

8、尽量避免不必要的衍生步骤。

9、催化试剂优于化学计量试剂。

10、化学品应设计成使用后容易降解为无害物质的类型。

11、分析方法应能真正实现在线监测,在有害物质形成前加以控制。

12、化工生产过程中各种物质的选择与使用,应使化学事故的隐患最小。

3、实现途径

(1)强化绿色化学意识

绿色化学是用化学去预防污染,是设计研究没有或仅有尽可能小的环境负作用的、并在技术上经济上可行的化学品和化学过程。它是在始端就采用污染预防的科学手段,使过程和终端均有零排放或零污染。从根本上区别于那些通过“三废”处理与利用来治理污染的化学方法,最大限度的追求“原子经济性”。绿色化学不同于传统的化学,它需将绿色化学思想贯穿于化学始终,使化学在设计、合成、分析等每一个环节都应与环境的相容无害。(2)快速有效的筛选

在化合物的筛选过程中,可以应用组合化学技术,对不同的分子结构单元进行组合合成,得到成千上万个产物以满足下一步高通量筛选系统(HTS)的需要,目前通过改进的组合化学已可以得到各纯度较高的单一化合物供HTS筛选之用[3]。首先建立一个已知的有机合成反应尽可能全的资料库,然后再确定目标产物后,第一步找出一切可以产生目标产物的反应;第二步把这些反应的原料作为中间目标产物找出一切可产生它们的反应,依次类推下去,直到得出一些反应路线正好使用我们预定的原料。在搜索过程中,计算机按我们制定的评估方法自动地比较可能的反应途径,随时排除不适合的,以便最终找到廉价、物美、不浪费资源、不污染环境的最佳途径。所以,将组合化学技术和计算机辅助设计技术应用到化学合成中,是一种经济、快速的策略,为绿色化学的实现提供了极大的可能性。(3)开发绿色反应,提高原子利用率

在化学合成特别是有机合成中,减少废物的关键是提高选择性问题,即选择最佳反应途径,使反应物原子尽可能多地转化为产物原子,最大限度地减少副产物,才会真正减少废物的生成。对于大宗基本有机原料的生产来说,选择原子经济反应十分重要。Sd-ChemieInc.公司最近成功地开发了一个新的合成路线:固体氧化物催化剂合成的无废水工艺,事实证明其能够达到零废水排放、零硝酸盐排放,并且没有或很少NOx释放。同时,新合成路线大大减少了水和能量的消耗。由此可见,对于已在工业上应用的原子经济反应,也还需要从环境保护和技术经济等方面继续研究并加以改进。

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绿色化学

(4)采用无毒无害的原料

为使制得的中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性,在现有化工生产中仍使用剧毒的光气和氢氰酸等作为原料。为了人类健康和社区安全,需要用无毒无害的原料代替它们来生产所需的化工产品[5]。在代替剧毒氢氰酸原料方面,Monsanto公司从无毒无害的二乙醇胺原料出发,经过催化脱氢,开发了安全生产氨基二乙酸钠的新工艺,改变了过去的以氨、甲醛和氢氰酸为原料的二步合成路线,避免了使用剧毒氢氰酸原料。Flexsys Americal.P.在生产一种橡胶防降解剂化学品家族的关键中间体4-ADPA过程中,开发了一个新的环境友好路线——使用碱性促进剂实现氢对芳环的亲核取代反应,替代了传统的氯化反应,不仅消除了大量剧毒氯气的储存、使用和处理,也大大减少了废物的排放。

(5)使用无毒无害的催化剂

催化剂的合理选择和应用是化工过程中最关键的技术之一。使用新的反应原料就必须新的催化剂来活化,传统的催化剂应进行改进,使其选择性、与反应体系的相容性清洁性都进一步提高。现在以邻苯二酚生产方法为例:新的生产工艺采用酶E.Coli作催化剂,它能使葡萄糖活化,定向地转化为邻苯二酚[6]。这种新工艺避免了风险原料和试剂的使用也不产生副产品或废弃物。由于催化剂在绿色化学中有重要地位,传统工艺的改造需要催化剂,新的工艺同样需要新催化剂,因此,如何设计高效无害催化剂也就成了绿色化学研究的重要内容之一。当前设计和开发的新型催化剂有以下几种类型:分子氧气化催化剂、新型分子筛催化剂。

(6)使用无毒无害的溶剂

水是无毒无害最廉价的催化剂,但对有机物溶解能力差,不适合作有机化工的溶剂。而有机溶剂本身都具有毒性,许多都是致癌物质,还有很强的挥发性,造成严重的污染。近年来,研究无毒无害溶剂的工作正在开展,其中最活跃的是开发超临界流体(SCF),超临界流体是指处于超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介与气态与液态之间的流体状态,其密度接近于液体(比气体约大3个数量级),而粘度接近气态(扩散系数比液体大100倍左右)。超临界流体CO2用作酸调节剂和惰性气体,在多烯催化氧化反应和多烯双键在酸性条件下的保护反应中有重要的应用。CO2调节β-胡萝卜素催化氧化反应体系酸性,合成角黄素,同时作为惰性气体,能够有效的保护原料和产物中的多烯双键,为多烯氧化和双键保护开辟了新的途径;CO2代替有机酸应用于氯醇化反应,是良好的酸碱调节剂,无毒、无污染,对环境友好,没有危险,原料充足,操作容易控制,这一研究结论为相关化学工业老产品新工艺改造提供了一条可行的途径。(7)利用可再生的资源合成化学品

生物质是可再生性资源,利用生物质代替当前广泛使用的矿物质资源可大大减轻对资源和环境的压力,是保护环境的一个长远的发展方向。Frost报道以葡萄糖为原料,通过酶反应可制得乙二酸、邻苯二酚和对苯二酚等。尤其是不需要从传统的苯酐始采制运作为尼龙原料己二酸取得了显著进展。由于苯是己知的治癌物质,以经济和技术上可行的方式,从合成大量的有机原料中取除苯是具有竞争力的绿色化学目标[8]。

(8)开发和生产绿色产品

绿色产品,或指环境友好产品,是指产品在使用过程中和使用后不会危害生态环境和人体健康,产品具有合理的使用功能及使用寿命,产品易于回收、利用和再生,报废后易于处置,在环境条件下易于降解。如为日常生活使用生产的包装材料,可以进行再利用,目前大量使用的聚苯乙烯发泡塑料快餐盒,使用以后成为垃圾,在自然条件下,需数百年方能降解,对环境带来严重的影响。为了加速它的自然降解,我们生产时可以在其中加入光敏剂、化学助剂等,使其在使用后几个月内即分解成无害物质。

五、结束语

开发和应用绿色化学工艺,已成为现代化学工业的发展趋势和前沿技术,是实现可持续发展的关键。曾为人类文明做出过不可磨灭贡献的有机化学化工,在21世纪,依然面临着新的机遇和挑战。有机化学应该发展“理想的”合成方法,即强调实用的,环境友好的,资源可持续利用的,它从简单易得的原料出发,在温和的条件下经过简单的步骤,快速、高选择性地转化为目标分子。这就需要化学家从理念、原理、方法等方面进行改革和创新,原子经济性、手性合成、环境友好的“洁净”的反应介质等绿色化学原理对有机化学化工的发展将有更重要的指导意义。而绿色化学有待在理论、实践领域中进行更深入的研究发展,其发展必然会推动人类社会的进步,相信随着科学的进步和人们绿色意识的提高,人类赖以生存的地球环

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绿色化学

境会变得更加美好。

*****学院

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《化学与生活》

——绿色化学

学院:****学院

班级:****

姓名:***

学号:**********

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