化学与社会
化学反应及其能量变化
Ⅰ、化学与人类社会的发展
古代：化学还没有真正成为系统学科，人们在生活、生产中不自觉地运用了化学原理：如火药、冶金、酿酒等。
近代：化学的原子、分子论为基础，有了独立的学科体系，从原子、分子间的变化研究物质的化学反应。
现代：以物质结构理论为依据，化学进一步发展，人们不仅能利用化学反应，还能控制化学反应，让它按人们的要求进行反应，甚至能操纵微观粒子（如原子）。
Ⅱ、我国在化学史上的成就
（1）我国在商代就能制造青铜器；在春秋时规能炼铁、炼钢；西汉时期发明湿法炼铜，开启了湿法冶金的先河。
（2）我国古代的四大发明中的火药、造纸都是与化学有关的。
（3）在医学巨著《本草纲目》中，记载了许多的化学鉴定的试验方法。
（4）年，我国在世界上第一次用化学方法合成了具有生物活性的蛋白质—结品牛胰岛素。
（5）年，我国又在世界上首次用人工方法合成了一种具有与天然分子相同化学结构和完整生物活性的核糖核酸。
Ⅲ、材料
（1）分类：
按化学组成分：非金属材料（如陶瓷）；金属材料（如合金）；有机高分子材料（如橡胶、化纤）……按使用功能分：结构材料（如耐腐蚀、耐高温的）；信息材料（如光导纤维、液晶等）；功能材料（如超导、离子交换膜等）…
（2）几种重要的新材料
耐高温、高强度复合材料；
聚酰亚胺基复合材料—航天领域及运动器材
金属基复合材料一航天工业
碳基复合材料一号弹弹头
②纳米材料
③生物医学高分子材料：如生物多功能高分子膜、蛋白胶原形状记忆合金等
Ⅳ、环境
环境污染包括：大气污染（SO2、NOx、氟氯烷、飘尘等）。
水污染—重金属离子、有毒有机物、磷等。
土壤污染—重金属离子、难降解高分子材料、有毒有机物等。
噪声污染—工厂、汽车、电磁波等。
环境保护措施。
（1）利用新能源。
（2）改进生产工艺、减少排污。
（3）积极投入环境设备。
（4）积极治理已污染的环境。
Ⅴ、化学与能源
一、能源的有关知识
1、能源和自然资源
狭义的自然资源，不包括能源，广义的自然资源包括能源。
能源的概念突出在能够为人类提供所需要的能量，能源资源中既有自身包含能量的，如煤、石油等，也有在物质运动过程中才产生能量的，如风能、水能等。
2、能源分类
A、按形式和来源来分
（1）来自太阳辐射的能量：太阳能、煤、石油、天然气、生物能、风能、水能。
（2）来自地球内部的能量：地热能、核能
（3）来自天体的引力能：潮汐能
B、按转换过程分：一次能源（如水力、太阳能等）、二次能源（如电能、沼气、汽油、焦碳、蒸气、工业余热。其中，电能如：水电、核电、火电。）
C、按利用历史分：常规能源、新能源
常规能源又分：可再生能源、不可再生能源。（可再生能源如：水能、生物能、风能）
新能源也分：可再生能源（如太阳能、地热、沼气、潮汐能、风能等）、不可再生能源（如核能）
不可再生能源如：煤、石油、天然气等矿物能源
D、按性质分：可再生能源、不可再生能源
3、能量初始来源
裂变和核聚变、放射性以及星体运动，是世界上一切能量的初始来源。太阳能来源于热核反应。
4、太阳能及其转化
太阳的热效应在大气、土地与海洋之间的界面，产中风能、波浪能和海洋的动能。煤炭、石油和天然气等化石燃料是间接来自太阳的能源。
植物通过光合作用吸收太阳能，转化成生物质能。太阳系行星的运行产生潮汐能。
5、传统能源存在的问题
随着科学技术和社会生产力的不断发展，能源的问题显得越来越重要。全世界使用传统能源仍以煤、石油和天然气等化石燃料为主：①这些化石燃料储量有限；②同时它们又是极其宝贵的化工原料，可以从中提炼和加工出各种化学纤维、塑料、橡胶和化肥等化工产品。将这样重要的化工原料作为能源来使用实在可惜。随着社会生产力的生活水平的提高，世界能源的消耗量愈来愈大。据估计，全世界石油、天然气和煤的储量最多只能再供给人类使用一、二百年。因此，摆在人类面前的一项紧迫的战略任务就是开发新能源。
6、新能源
目前，新能源主要是指核能、地热能、海洋能（潮汐能）、沼气能、新方法利用的太阳能、风能等。
二、能源与化学学科的关系
生物质能
随着化石燃料的缺乏，人类社会需要寻找可再生的能量，而植物就是一种很好的可再生能量来源。
固体燃料：木柴、木炭、垃圾
植物——液体燃料：酒精、植物油
气体燃料：生物气体
（1）酒精
甘蔗是一种速生热带植物。甘蔗所提供的糖通过发酵可以制取酒精。酒精是一种极好的液体燃料，它与汽油混合后得到酒精汽油混合燃料，可以在汽车中使用。
甘蔗被压榨出糖以后留下的蔗渣是极好的固体燃料，可以用来提供蒸馏阶段所需的热量。
（2）沼气
当植物物质和动物物质在缺乏空气的条件下腐烂时，会放出一种名为沼气的气体，这就是厌氧生物的生物氧化作用。沼气通常含有60％的甲烷，其余的大部分是二氧化碳，沼气是一种很好的燃料，可用于家庭烹调、取暖和照明。
农村很容易制得沼气。把人畜粪便和废弃的植物（例如稻草），放入大容器中腐烂，再通过设备收集沼气，余留的固体物质还是一种相当好的肥料。
在中国，有多万个沼气池，供给大约万人所需的能量。
氢能源—未来能源
人们很早就开始了对未来的无污染理想能源的探索。随着这一探索的深入，人们越来越把焦点集中在氢上，这是因为氢作为能源有四大优点。
首先，氢的储量极为丰富。若按原子个数计算，它是地球上含量最丰富的元素。每个水分子中有2个氢原子，覆盖地球表面75％以上的水中就含有大量的氢元素，以此算下来，地球上平均个原子中竟有17个是氢原子，它的来源可说是最为丰富的。其次，氢燃烧只生成水，不产生任何污染，而且它还可以被作为二次燃料循环使用，往复不止。第三，氢的放热效率高。1g氢燃烧可以放出kJ的热量，约为同质量汽油燃烧放出热量的三倍。汽车行驶km，只需消耗5kg氢气。第四，氢的用途极为广泛，它不仅聚变时可以放出大量的热，而且可以燃烧生热，产生化学能。
例题
社会发展和人类进步的标志是
A、材料B、计算机C、电子技术D、先进武器
解答：社会发展，人类就离不开材料，化学的重要目的之一就是寻找有实用价值的材料。材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一直是人类进步的重要里程碑。石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料为标志。没有半导体材料就没有计算机技术，没有耐高温、高强度的的特殊材料就没有航天技术，没有光导纤维就不会有现代通讯；没有合成材料，今天的生活就不会如此地丰富多彩。答案选A。
简述氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中的应用？
解答：氧化还原反应是一类重要的化学反应。在工农业生产、科学技术和日常生活中都有广泛的应用。
食物在人体内被消化，以提供生命所需的营养和能量，离不开氧化还原反应。例如：葡萄糖在人体内的氧化提供人所需要能量。
煤的燃烧、酿酒、电镀、金属的冶炼（大多数金属的冶炼要用到氧化还原反应）等，也离不开氧化还原反应。氧化还原反应的重要用途之一是制取物质，例如，可以用下列反应来分别制取氧气和铁：
MnO2
2KClO3====2KCl+3O2↑
加热
高温
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
有的氧化还原反应会给人类带来危害，如易燃物的自燃、食物的腐败，钢铁的锈蚀等。我们可以运用化学知识来防止氧化还原反应的发生或减慢其进程。例如，可采用在钢铁表面喷漆等方法来防止钢铁锈蚀的氧化还原反应的发生。
习题
生活中，中毒事件时有发生。年5、6月，全国各地发生了多起因用混合洁污剂发生氯气中毒的事件。根据你的化学知识作出如下判断（这一判断的正确性有待证明）：当事人使用的液态洁污剂之一必定含氯，最可能的存在形式是
A、ClO4-和ClO3-B、ClO4-和ClO-
C、ClO-和Cl-D、ClO3-和ClO-
根据以下叙述回答：
能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：
2H2O（液）=2H2（气）＋O2（气）-.6kJ
（l）下列叙述正确的是
A、电能是二级级源
B、水力是二级能源
C、天然气是一级能源
D、焦炉气是一级能源
（2）已知：CH4（气）＋2O2（气）=2H2O（液）＋CO2（气）
＋.3kJ，（其含义是16克甲烷完全燃烧可以放出
.3kJ的热量）。1g氢气和1g甲烷分别燃烧后，放出
热量之比约是
A、l：3.4B、1：l.7C、2.3：1D、4.6：1
（3）关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是
A、构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源
B、设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气
C、寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量
D、寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制氢气
阿波罗宇宙飞船升天是以N2H4（联氨）和N2O4为动力源。反应式为：2N2H4＋N2O4=3N2＋4H2O，反应温度高达2℃。对于该反应，正确的说法是
A、属于置换反应B、联氨是氧化剂
C、联氨是还原剂D、氮气既是氧化产物，又是还原产物
作为新型燃料，氢气具有的突出优点是
A、在自然界里存在氢气B、氢气轻，便于携带
C、燃烧氢气污染小D、氢气燃烧发热量高
纳米是长度单位。1纳米等于-9米，物质的颗粒达到纳米级时，具有特殊的性质。例如将单质铜制成“纳米铜”时，具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧。下列对“纳米铜”的有关叙述正确的
A、常温下“纳米铜”比铜片的金属性强
B、常温下，“纳米铜”比铜片更易失电子
C、常温下，“纳米铜”与铜片的还原性相同
D、常温下，“纳米铜”比铜片的氧化性强
联合国早在年就发出警告：石油危机之后的下一个危机是
A、水危机B、人口危机C、粮食危机D、土地危机
某工厂排放的酸性废水中含较多的Cu2+，对农作物和人畜都有害，欲采用化学方法去掉有害成分，最好加入下列物质中的
A、食盐和硫酸B、胆矾和石灰水C、铁粉和生石灰D、苏打和盐酸
年4月26日，位于乌克兰北部的切尔诺贝利核电站4号核反应堆突然爆炸，爆炸所产生的能量相当于广岛原子弹的倍。到年6月为止，已经有人到人丧生，而且它还带来无尽的后患，这是一次世界上著名的核污染。关于核污染，下列说法中正确的是
A、核污染的罪魁祸首是放射性元素，一般情况下，核素半衰期越短，危害越大
B、辐射是电磁污染，是核污染的主要因素
C、放射性物质可以通过食物链、呼吸道及皮肤进入人体
D、核给人类带来严重危害，所以我们呼吁停止一切核试验核核工业。
下列说法中不准确的是
A、化学反应中的能量变化都表现为热量变化
B、为保证燃料充分燃烧，必须通入适量的空气而不是越多越好
C、若发生的反应是放热反应，则反应过程中就不需要再提供能量
D、为使液体燃料充分燃烧，可以将液体以物状喷出
下列关于能源的说法中，错误的是
A、凡是能提供能量，为人们利用的物质或物质运动，都可叫能源
B、解决“能源危机”应积极开发利用新能源核千方百计的节约能源
C、根据能量转换定律可知，各种能量都可再生和利用
D、常规能源和非常规能源的划分使相对的，在不久的将来原子核能可能成为常规能源
燃料充分燃烧的条件是
A、达到着火点B、有足量的空气
C、有氧气参加D、与空气有足够的接触面
目前世界上最重要的气体矿物燃料是
A、水煤气B、COC、石油D、天然气
下列说法中不正确的是
A、化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B、化石燃料在燃烧的过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C、直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D、固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低
下列燃料中，不属于化石燃料的是
A、煤B、石油C、天然气D、水煤气
在泡沫橡胶的制造中，要利用下列反应放出的氧：
2H2O2＝2H2O＋O2↑，其中，H2O2
A、是氧化剂
B、是还原剂
C、既是氧化剂，又是还原剂
D、既不是氧化剂，又不是还原剂
下列选项不属于信息材料的是
A、半导体B、光导纤维
C、液晶高分子D、耐高温材料
开发新能源的原因是
A、化石燃料不好用B、储藏量有限
C、造成环境污染D、燃烧具有危险性
下列哪一项不属于我国的四大发明
A、造纸B、酿酒C、火药D、印刷术
化石燃料的不再生性，要求我们的努力方向是
A、提高燃料的燃烧效率B、加快开发煤、石油等
C、从国外进口D、寻找新能源
在科学史上中国有许多重大的发明和发现，它们为世界现代物质文明奠定了基础，以下发明和发现属于化学史上中国对世界的重大贡献的是
（1）火药（2）指南针（3）造纸（4）印刷技术（5）炼铜、炼铁、炼钢（6）合成有机高分子材料（7）人工合成蛋白质（8）提出原子-分子学说
A、（2）（4）（6）（8）B、（1）（3）（5）（7）
C、（1）（2）（3）（4）（8）D、（4）（5）（7）（8）
我国古代化学制造工业中，在世界上享有盛名的是
（1）制纯碱（2）造纸
（3）制黑火药（4）开采天然气
A、（2）（3）B、（1）（4）C、（3）（4）D、（2）（4）
“环境保护，以人为本”。从年6月起，新调整的上海空气质量指标中，影响上海空气质量的一组主要污染物是
A、SO2、NO2、可吸入颗粒物B、NO2、N2、O2
C、CO2、N2、可吸入颗粒物D、CO2、O2、SO2
科学研究发现，人类活动使大气中的二氧化碳含量发生大幅度的变化，这是造成“温室效应”的关键因素，为减缓大气中的二氧化碳大量增加，可能最有效的方法是
A、立即减少煤和石油的燃烧
B、控制全球人口的急剧增长
C、植树造林、保护森林生态系统
D、将煤和石油转化为气态燃料
法医常用“马氏试砷法”来证明是否砒霜（As2O3）中毒。方法是用锌、盐酸与被检试样混合，若有砒霜，则发生反应生成砷化氢（H3As）、氯化锌，对这一反应叙述正确的是
A、盐酸作氧化剂B、砒霜作氧化剂
C、锌和盐酸作还原剂D、盐酸作还原剂
在年，我国科学工作者在世界上首次用化学方法人工合成了具有生物活性的物质是
A、血红素B、叶绿素
C、核糖核酸D、结晶牛胰岛素
有关能源的下列说法不正确的是
A、煤、石油、天然气均为化石能源
B、化石能源是非再生能源
C、氢能、核能均是无污染的高效能源
D、氢能是可再生清洁能源
新的替代能源主要包括
①核能②柴草③焦炭④太阳能
⑤氢能⑥液化石油气⑦水煤气⑧天然气
A、②③⑥⑦B、①④⑤C、③⑥⑦⑧D、①②④
下列燃料中，不属于化石燃料的是
A、汽油B、焦炭C、天然气D、氢气
人体正常的血红蛋白中含有亚铁离子。若误食亚硝酸盐，则会导致血红蛋白中亚铁离子转化为铁离子而中毒。服用维生素C可解除亚硝酸盐中毒。下列叙述中正确的是
A、亚硝酸盐是还原剂
B、维生素C是还原剂
C、维生素C能把亚铁离子氧化成三价铁离子
D、亚硝酸盐被氧化
我国自行设计的“长二捆”火箭的燃料是
A、液氢B、优质汽油C、液态二氧化碳D、液氧
我国是世界文明发达最早的国家之一，对人类作出过巨大贡献，其中早在商代就会
A、制青铜器B、冶铁C、炼钢D、湿法制铜
我国古代化学工艺的三大发明是
①炼钢②指南针③制火药④印刷术
⑤冶铁⑥造纸⑦烧瓷器⑧制青铜器
A、①②③B、③⑥⑦C、①⑤⑧D、③④⑤
世界上首先人工合成蛋白质和核糖核酸的国家是
A、美国B、日本C、中国D、英国
有下列五种物质：
①汽车排气形成的烟雾
②石油化工厂排出的废气
③天然水蒸发形成的水蒸气
④植物进行光合作用放出的气体
⑤煤燃烧产生的烟
其中使空气严重污染，对人类造成很大危害的物质是
A、①③B、①②⑤C、③④D、①③⑤
要把某市建成国际化大都市，则大型化工企业应建在远离市区的某大江下游沿岸，下述理由中错误的是
A、化工生产需要大量水
B、便于原料和产品运输
C、便于向大江内大量排放污水
D、减少化工生产过程中三废对人口稠密地区的危害
下列情况不会造成大气污染的是
A、燃烧液化石油气B、燃烧管道煤气
C、燃烧氢气D、燃烧木材
“保护环境，就是保护人类自己“。目前，在我国城市环境中主要的大气污染物是
A、CO2、Cl2、N2、酸雨B、NH3、CO2、NO、雾
C、HCl、SO2、N2、粉尘D、SO2、NO2、CO、烟尘
炭在炉中燃烧主要发生下列四个反应：
（1）点燃
C+O2===CO2
（2）点燃
2CO+O2===2CO2
（3）点燃
CO2+C===2CO
（4）点燃
2C+O2====2CO
如果通风不好可能产生煤气中毒，产生毒气的反应是
A、（1）B、（2）C、（3）（4）D、（4）
天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的，因此：（1）可利用电解水的方法得到所需能源；（2）可用酒精作能源；（3）砍伐树木作能源；（4）应开发太阳能、核能等新的能源。上述说法正确的是
A、只有（1）B、（1）和（4）
C、（2）和（3）D、只有（4）
为了提高燃料的热效率并减少CO等有害物质的污染，可以采取的措施是
A、通入大量的空气
B、将固体燃料粉碎，使之充分燃烧
C、控制煤的生产
D、将煤经过处理，使之转化为气体燃料
燃料发生燃烧的条件是
（1）燃料与氧气充分接触
（2）燃料达到着火点
（3）要有足够的空气
（4）与空气要有足够的接触面积
A、（1）（2）B、（3）（4）
C、（1）（4）D、（1）（2）（3）（4）
用特殊方法把固体物质加工到纳米级（1-nm，1nm=10-9米）的超细粉末粒子，然后制得纳米材料。下列分散系中分散质的微粒直径和这种粒子具有相同数量级的是
A、溶液B、悬浊液C、胶体D、乳浊液
“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿，其研究成果广泛应用于催化及军事科学中，“纳米材料”是指研究、开发出的直径从几纳米至几十钠米的材料，如将纳米材料分散到液体分散剂中，所得混合物可能具有的性质是（1纳米=10-9米）
A、能全部透过半透膜B、有丁达尔现象
C、所得液体一定呈胶状D、所得物质一定是浊液
简要说明使煤炉中的煤充分燃烧所应采取的措施。
近年，上海浦东的部分居民率先用上了东海油气田直接送出的天然气来代替煤气。天然气的主要成分是_______。与煤气比较，使用天然气具有热值高、安全性好、环境污染少等优点。煤气的主要成分是_______，它能与人体中的血红蛋白结合而使人中毒。生产煤气需燃烧大量的煤，煤中含有一定量的硫，煤燃烧会有二氧化硫气体产生，二氧化硫气体是引起_________的主要原因。
燃料充分燃烧的条件有___________和___________。
目前，城市民用燃料主要有用钢瓶装的________和用管道输送到各家各户的__________。我国将实施“西气东输”，将西部丰富的燃料资源输往东部。这时的“气”是指___________气。人类发展过程中在利用能源方面历经了________能源时代，__________能源时代，_______能源时代。
将鸡蛋壳放到盛有食醋（含醋酸）的家用杯子中，会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，可推知蛋壳的化学成分中含有_________，完成上述反应的离子方程式。
如果给你少量的澄清石灰水，你在家里如何操作可验证上述实验中产生的气体？简述操作过程。
CO中毒急救最好用什么方法？
智利硝石矿层中含有碘酸钠，可用亚硫酸氢钠与其反应来制备单质碘，其化学方程式为：
2NaIO3＋5NaHSO3=3NaHSO4＋2Na2SO4＋I2＋H2O
（1）反应中，______元素被氧化，________是氧化剂。
（2）用短线标出电子转移方向和总数。
（3）反应产物中，所得氧化产物与还原产物质量之比为________。
年3月25日22时15分，我国自行研制的“神舟”三号飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功。江泽民总书记亲自观看了飞船的发射。
“神舟”三号飞船的技术状态已经和载人状态完全一致。该飞船的第一个组成部分为推进舱，为飞船提供电流和动力支持。
倘若推进舱的燃料是肼（N2H4），氧化剂是N2O4，燃烧产物只有N2和H2O。（注：N2H4中H为＋1价）。
（1）写出反应的化学方程式，标出电子转移的方向和数目。
（2）说明选用N2H4和N2O4作燃料和氧化剂的优越性。
城市煤气化是改善市民生活，减少环境污染的有效举措。制取煤气可用煤与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳再转化为一氧化碳的方法。试写出第二步转化的化学方程式：_______________________。检查煤气泄露时切忌使用明火，因为泄露到空气中的煤气遇到明火很容易引起_________。
我国已经开发出新型的煤粉燃烧器，煤的燃烧效率可达95%以上。
（1）当今世界各国能源研究的中心议题之一，就是提高燃烧效率，________________。
（2）使燃料充分燃烧通常采用的方法是_______________________、___________________________________。
在燃烧正旺的煤炉上添加新煤时，发现炉温下降，同时在新煤上方，有蓝色火焰出现。写出该过程中发生反应的化学方程式，并说明是吸热反应还是放热反应。
日常生活和工农业生产所需能量的主要能源为___________，特别是_________燃烧所产生的能量。
氢气作为燃料具有其它燃料所不及的优点主要有：_________________、__________________、___________________。
氢气是未来理想的能源，水是自然界广泛分布的物质，用水生产大量的氢气是人类梦寐以求的愿望，但这一转化过程需大量的能源。请你为这一过程提供既经济又不污染环境的理想的三种能源（或方法）。
年我国首次制成一辆燃氢汽车，乘员12人，以50km/h行驶了40km。为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又经济的制氢方法是______（填写编号）。
①电解水②锌和稀硫酸反应③光解海水
其次，制得纯氢后还需要解决的问题是______（写出其中一个）。
年全国卷Ⅰ理综化学试卷
年江苏化学高考试题
年全国卷Ⅲ理综化学试卷
年全国卷2理科化学试卷
年天津理综化学试题
年北京理综化学试卷
佀进东，北京市化学高级教师。硕士学位。主编和参编教辅图书二十六部。参编教育部新疆和西藏预科教材《化学》。
发表教育、教学文章十七篇。开发高中化学题库，试题数量达到十六万道。欢迎同行投稿。投稿交流:sjdsjd。
佀进东赞赏
