4.1 化学是认识和创造物质的科学 学案（含答案）

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1、第一单元化学是认识和创造物质的科学一、化学是打开物质世界的钥匙1人类开发、利用金属的历程(1)人类开发、利用金属的特点金属越活泼，人类开发、利用的越晚。(2)金属冶炼原理与实质原理：将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。实质：用还原剂使化合态的金属得到电子变成金属单质。(3)金属冶炼方法常用方法其他方法(4)金属的活泼性与冶炼方法的关系金属单质还原性、失电子能力依次减弱金属阳离子氧化性、得电子能力依次增强2化学科学理论建立与发展(1)19世纪：化学科学建立了以道尔顿原子论、分子结构和原子价键理论为中心内容的经典原子分子论。1869年门捷列夫发现了元素周期律。质量作用定律的

2、提出，奠定了化学反应的动力学基础。尿素的人工合成，彻底动摇了“生命力论”，使有机化学得到迅猛发展。(2)20世纪：化学家鲍林提出了氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型，为DNA分子双螺旋结构模型的提出奠定了基础。人们借助扫描隧道显微镜，实现了对原子或分子的操纵。3人类对酸碱认识的发展(1)认识发展过程(2)阿伦尼乌斯酸碱理论：电解质电离时产生的阳离子全是氢离子的化合物是酸。电解质电离时产生的阴离子全是氢氧根离子的化合物是碱。(3)酸碱质子理论：凡能给出质子(H)的物质都是酸。凡能接受质子的物质都是碱。若某物质既能给出质子又能接受质子，可称为酸碱两性物质。(4)NaHCO3=NaHCO，HCOH=

3、H2OCO2，HCOOH=H2OCO，故根据酸碱质子理论可知HCO可以被称为酸碱两性物质。例1下列说法不正确的是()A有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂B用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠C可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物答案C解析铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2AlFe2O32FeAl2O3；金属钠是用电解熔融的NaCl的方法制取；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来；回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物。例2根据酸碱质子理论，下列说法不正确的是()A所有的弱酸根都是碱B弱酸酸式酸根既是酸又是碱C一种物质不可能既是酸又是

4、碱D氢氧根是碱答案C解析弱酸的电离是可逆的，其逆反应就是弱酸根或酸式酸根与H结合生成弱酸的反应，所以它们都是碱，A正确；弱酸酸式酸根能进一步电离出H，所以又是酸，B正确；既能电离出质子又能接受质子的物质既是酸又是碱，C错误；OHH=H2O，D正确。二、化学是人类创造新物质的工具1电解熔融的氯化钠与电解饱和食盐水电解熔融的氯化钠电解饱和食盐水存在离子Na、ClNa、Cl、OH、H电极反应式阳极：2Cl2e= Cl2阴极：2Na2e=2Na阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e= H2电解产物Na、Cl2H2、Cl2、NaOH电解方程式2NaCl2NaCl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl22

5、.合成氨(1)反应原理：N23H22NH3。(2)合成氨技术对人类的贡献：哈伯等人于20世纪初发明的合成氨技术，使世界粮食产量增长近一倍。3合成农药(1)DDT：残留毒性较强，对环境危害大。(2)发展方向：研制高效、低残毒、能够被生物降解的农药。4合成药物合成医药：抗生素和新药物的合成，提高了人类控制和治疗疾病的能力。化学对人类的重要性(1)人类不仅要不断开发利用自然资源，还要制造、合成有特定性能的新物质，而化学则是人类创造新物质的工具。(2)化学科学发展在化学合成技术上所取得的巨大成就，使化学科研工作人工合成或从自然界分离出了更多的物质，以满足人类的需要，这是化学对人类文明的重大贡献之一。例

6、3(2017梅州高一检测)早在1807年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠：4NaOH(熔融)4NaO22H2O；后来盖吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠，反应原理为3Fe4NaOH(熔融)Fe3O42H24Na。下列有关说法正确的是()A电解熔融氢氧化钠制钠，阳极发生的电极反应为2OH2e=H2O2B戴维用电解熔融氢氧化钠法制钠(如图)，电解槽中可以用石墨为阳极，铁为阴极C盖吕萨克法制钠原理是利用铁的还原性比钠强D若戴维法与盖吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数也相同答案B解析电解熔融氢氧化钠的阳极反应为4OH4e=2H2OO2，A错误；活泼金属铁作电解池阳极，易被氧化，故选用石墨

7、作阳极，B正确；铁的还原性比钠弱是事实，而盖吕萨克法制钠原理是一个可逆反应，产物钠、氢气作为气体脱离反应体系，使反应得以向生成钠的方向移动，C错误；电解熔融NaOH法制得4 mol Na，则转移4 mol电子，盖吕萨克法制得4 mol Na，则转移8 mol电子，D错误。例4下列化工生产原理错误的是()可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠可以将钠加入到氯化镁饱和溶液中制取镁用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热 A B C D 答案D解析钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应，故不能将镁置换出来；电解法冶炼铝所用的原料为氧化铝；炼铁高炉中所发生的反应CO2C2C

8、O属于吸热反应。知识拓展高炉炼铁所涉及的主要反应为CO2CO2，CO2C2CO,3COFe2O32Fe3CO2，反应过程中真正还原Fe2O3的是CO而不是C，反应过程中既被氧化又被还原的元素是碳。1(2017金华十校期末调研)如图为原子结构模型的演变图，其中为道尔顿原子模型，为近代量子力学原子模型。下列排列符合历史演变顺序的一组是()A BC D答案A解析表示实心球模型，为道尔顿原子模型，于1803年提出；为葡萄干面包式结构，于1904年由汤姆生提出；为卢瑟福原子模型，卢瑟福于1911年提出；为玻尔的轨道模型，于1913年提出；为近代量子力学原子模型，也即电子云模型，因此按照时间的先后顺序排列

9、的一组是，答案选A。2(2018台州中学高一期末)美国科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳米车”(如图所示)，每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是()A人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动B“纳米车”诞生说明人类操纵分子的技术进入了一个新阶段CC60是一种新型的化合物DC60与12C是同位素答案B解析因纳米车很小，我们不能直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动，A错误；“纳米车”的诞生，说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段，B正确；由不同种元素形成的纯净物是化合物，C60是一种单质，C错误；质子数相同，中子数

10、不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，C60是单质，不是核素，D错误。3氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼，下列说法不正确的是()A电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化B湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应C用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol eD铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化答案C解析C项，应转移8 mol e。4根据酸碱电离理论，判断下列化合物属于酸的是()HClNaHSO4CH3COOHNa2CO3 Al(OH)3NaOHA B C D答案C解析酸碱电离理论认为电解质电离时产生的阳离子全部是H的化合物是酸。5(1)下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是_。A2HgO2HgO2BFe3O44CO3Fe4CO2C2MgO2MgO2D2Ag2O4AgO2(2)简要说明不符合工业实际的原因：_。答案(1)C(2)MgO熔点高，电解耗能大，实际工业生产中采用电解熔融态的MgCl2冶炼镁