聚焦社会热点提高化学与STSE解题能力|化学解题能力学科竞赛

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  化学与STSE(科学、技术、社会、环境)结合的考题考查内容广泛,立意新颖,具有起点高,落点低,区分度好的优点,已成为近几年来高考考查的热点。一般选择最新科技成果(最近诺贝尔奖成果、科技新发现、上一年度国内或国外十大科技进展等),与社会、生活联系紧密的材料(药物、食品、新型材料等)作为载体,问题设计严格依据考试说明,考查知识源于教材,最终都是用化学知识解决问题。命题常以选择题或填空题的形式出现。因此平时我们要关注生活、生产和社会中各类化学问题,提高自己的化学学科素养。2012年高考将继续加强此类试题的考查,下文将梳理一下2011至2012国际及国内热点问题,归纳如下:
  ■ 一、 国际化学年
  ■ 例1 2011年是国际化学年,为纪念瑞士化学家Reichstein 1933年首先合成维生素C,瑞士发行了一枚印有Vc分子(C6H8O6)的3D效果邮票(如右图,图中小短棍可表示单键、双键或叁键)。下列关于Vc说法正确的是
  ( )
  A. 维生素C结构中包含了一个五元碳环
  B. 从结构来看,维生素C不溶于水
  C. 维生素C只具有羟基和酯基两种官能团
  D. 维生素C能与氢气、溴水、氢氧化钠溶液等发生反应
  ■ 解析 本题主要以国际化学年为背景考查有机化学基础知识。通过结构图分析可知维生素C中有2个五元环,故A错误;维生素C中有4个羟基,羟基易溶于水,故B错误;维生素C中除了羟基和酯基两种官能团,还有碳碳双键,故C错误;碳碳双键可与氢气、溴水发生加成反应,酯基可与氢氧化钠发生水解反应,故D正确。
  ■ 答案 D
  ■ 例2 2011年是国际化学年,中国的宣传口号是“化学――我们的生活,我们的未来”。下列有关叙述错误的是( )
  A. 在家用燃煤中加入适量的生石灰能有效减少二氧化硫的排放量
  B. 利用清洁能源如太阳能、潮汐能、风能来发电
  C. 排放SO2或CO2都会导致酸雨的形成
  D. 采用纳米二氧化钛光触媒技术,将汽车尾气中的NO和CO转化为无害气体进行排放
  ■ 解析 本题主要以国际化学年为背景考查环境保护与能源方面的知识。通过分析可知CO2溶于水生成的H2CO3不是酸雨的主要成分,不会导致酸雨的形成,而是导致温室效应,全球变暖。故C错误,根据题意选C。
  ■ 答案 C
  ■ 二、 2011年诺贝尔化学奖
  ■ 例3 2011年诺贝尔化学奖授予发现准晶体的以色列化学家达尼埃尔・谢赫特曼。准晶体原子排列有序,但准晶体不具备晶体的对称性。下列归类肯定错误的是
  ( )
  A. 碘单质―分子晶体
  B. 石墨―原子晶体
  C. 铝铜铁合金―准晶体
  D. 氧化镁―离子晶体
  ■ 解析 本题主要以2011年诺贝尔化学奖为背景考查晶体类型方面的知识。通过分析可知石墨层内作用力主要是共价键,属于原子晶体;但是层与层之间属于分子间作用力,属于分子晶体,综合分析石墨属于混合型晶体。故B错误,根据题意选B。
  ■ 答案 B
  ■ 三、 屠呦呦荣获拉斯克临床医学奖
  ■ 例4 2011年9月12日,中国科学家屠呦呦荣获拉斯克――狄蓓吉临床医学研究奖,以表彰她发现了一种药物――青蒿素,它是由菊科植物在低温条件下提炼出来的一种化合物,是治疗疟疾的特效药,其结构简式如图甲所示。下列有关青蒿素的说法错误的是( )
  
  
  
  A. 青蒿素分子中有1个七元环、3个六元环和1个酯基
  B. 青蒿素分子内的1个过氧基团是治疗疟疾的核心基团
  C. 青蒿素耐高温且易溶于水,不易溶于乙醚、乙酸乙酯等有机溶剂
  D. 药效比青蒿素高10倍的双氢青蒿素(见图乙)化学式为C15H24O5
  ■ 解析 本题主要以屠呦呦获得拉斯克临床医学奖为背景考查有机化学方面的知识。通过分析可知青蒿素是由菊科植物在低温下提炼出来的,因此其应该不会耐高温。故C错误,根据题意选C。
  ■ 答案 C
  ■ 点评 本题主要考查学生获取有效信息的能力。平常在有机试题的训练中,一定要注重对题目中关键词及官能团的分析能力的培养。
  ■ 四、 “十二五”规划与节能减排
  ■ 例5 国家“十二五”规划中明确提出了节能减排的目标,以下做法不符合节能减排的是( )
  A. 在钢铁等高耗能行业发展余热余压利用工程
  B. 以煤炭气化替代燃料油和原料油的使用
  C. 用第四代LED绿色光源替代白炽灯
  D. 使用冰箱时,尽可能在冰箱内装满食物
  ■ 解析 本题主要以“十二五”规划为背景考查化学与生活方面的知识。通过分析可知冰箱内装满食物会消耗更多的电能,不符合节能减排思想。故D错误,根据题意选D。
  ■ 答案 D
  ■ 点评 能源是人类社会发展进步的物质基础,能源是向人类提供电能、热能、机械能等一切自然资源的总称。根据开发和使用情况,能源又可分为:①常规能源,如煤、石油、天然气等;②新能源,如核能、太阳能、地热能、氢能等。重点关注:新能源如新型燃料电池、高能绿色电池等的开发和利用。
  ■ 五、 食品添加剂问题
  ■ 例6 BHT(Butylated Hydroxy Toluene)是一种常用的食品抗氧化剂,合成方法有如下两种:
  
  
  
  
  下列说法错误的是( )
  A. ■ 能与Na2CO3溶液反应
  B. 两种方法的反应类型都是加成反应
  C. BHT久置于空气中会被氧化
  D. ■ 与BHT互为同系物
  ■ 解析 化学与生活密不可分,休戚相关。本题主要以食品抗氧化剂BHT的两种合成方法为背景,考查有机化学方面的知识。通过分析可知方法二是酚羟基邻位上的氢被―C(CH3)3取代,因此属于取代反应。故B错误,根据题意选B。
  ■ 答案 B
  ■ 六、 空气质量与环境保护问题
  ■ 例7 PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也叫可入肺颗粒物,与肺癌、哮喘等疾病的发生密切相关,是灰霾天气的主要原因。它主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)等,下列与PM2.5相关的说法不正确的是( )
  A. 大力发展电动车,减少燃油汽车的尾气排放量
  B. 开发利用各种新能源,减少对化石燃料的依赖
  C. 多环芳烃是强致癌物,能吸附在PM2.5的表面进入人体
  D. PM2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素
  ■ 解析 通过分析可知空气中的尘埃含有的对人体有害的元素也包括非金属元素如磷。故D错误,根据题意选D。
  ■ 答案 D
  ■ 七、 化学与新材料问题
  ■ 例8 纳米材料MFe2Ox(3<x<4)中M表示+2价的金属元素,在反应中化合价不发生变化。常温下,MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S,流程如下:
  
  
  则下列判断正确的是( )
  A. MFe2Ox是还原剂
  B. SO2是该反应的催化剂
  C. x>y
  D. SO2发生了置换反应
  ■ 解析 化学是材料发展的源泉,以新型材料为背景考查物质的结构和性质及化学原理一直是高考的热点。这类试题与化学基本概念及元素化合物的性质联系紧密,认真理解好题意就能顺利解答。本题主要以纳米材料MFe2Ox为背景考查氧化还原反应方面的知识。通过分析可知SO2转化为S,化合价由+4降到0价,因此Fe在反应中化合价一定会升高。故A正确,根据题意选A。
  ■ 答案 A
  ■ 八、 云南曲靖非法倾倒剧毒工业废料铬渣废料致污染事件
  ■ 例9 2011年8月云南发生铬渣污染事件,铬渣中因含+6价的铬而使其毒性增强。利用钛铁矿(TiO2、FeO、Fe2O3)生产钛白粉的副产品(硫酸亚铁),可以将其还原为+3价的铬,在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀。
  
  (1) 碾碎的目的是____________。
  (2) 加入过量的硫酸除让铁矿充分反应外,还起到的作用是____________。
  (3) 第④步所加试剂是____________。
  (4) 上述物质中可循环使用的试剂是(写化学式)____________。
  (5) 写出滤液④与Na2CrO4在NaOH溶液中反应的离子反应方程式____________。
  (6) 第③步中加热的目的是_________。
  ■ 解析 本题将元素化合物知识与生产工艺、化学反应原理结合起来,关注化学学科的应用性和实践性。本题考查学生在“工艺流程阅读、相关反应化学方程式书写、化学反应条件控制的原理、生产流程的作用”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度,考查学生对新信息的处理能力。
  ■ 答案 (1) 增大接触面积,加快反应速率
  (2) 抑制Fe3+、Fe2+水解,有利于钛从溶液中分离
  (3) 铁粉
  (4) H2SO4
  (5) CrO2-4 +3Fe2++4OH-+4H2O■Cr(OH)3↓+3Fe(OH)3↓
  (6) 促进TiOSO4水解
  ■ 点评 元素化合物知识复习要与基本实验、化工生产工艺、日常生活等结合起来,做到学以致用,而不是简单的来回重复和死记硬背。
  ■ 九、 绿色化学与化学价值观问题
  ■ 例10 2011年,北大校长的《化学之歌》风靡网络,指出下面四句歌词涉及的物质中,大多是通过聚合反应制得的是( )
  A. “你我要温暖漂亮,化学提供,衣装婀娜”
  B. “你我要吃足喝好,化学提供,营养多多”
  C. “你我要飞天探地,化学提供,动力几何”
  D. “即便你我的身心健康,也是化学密码解锁
  ■ 解析 本题主要以风靡网络的《化学之歌》为背景考查反应类型方面的知识。通过分析可知衣服中的聚酯一般通过加聚或者缩聚反应得到,属于聚合反应。故A正确,根据题意选A。
  ■ 答案 A

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