2025年下學(xué)期高三化學(xué)化學(xué)與STSE專項(xiàng)訓(xùn)練（二）一、化學(xué)與環(huán)境（一）空氣質(zhì)量與污染治理PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。它的直徑還不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20，卻能攜帶大量有毒有害物質(zhì)，在大氣中停留時(shí)間長、輸送距離遠(yuǎn)，對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量影響極大。霧霾天氣的形成與PM2.5密切相關(guān)，它是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視覺障礙現(xiàn)象。酸雨是指pH小于5.6的雨霧或其他形式的大氣降水，主要由人為排放的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化而成。二氧化硫在大氣中經(jīng)氧化后與水反應(yīng)生成硫酸，反應(yīng)方程式為：2SO?+O?+2H?O=2H?SO?；氮氧化物則通過3NO?+H?O=2HNO?+NO等反應(yīng)形成硝酸型酸雨。2025年湖北卷高考題中就涉及對(duì)硒元素毒性與有益性的考查，體現(xiàn)了化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中濃度效應(yīng)的重要性。光化學(xué)煙霧是汽車、工廠等污染源排入大氣的碳?xì)浠衔锖偷趸衔锏纫淮挝廴疚?，在陽光（紫外線）照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成二次污染物，參與光化學(xué)反應(yīng)過程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的有毒煙霧污染現(xiàn)象。而綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)過程和終端的“零排放”或零污染，在合成方法上應(yīng)具“原子經(jīng)濟(jì)性”，盡量使參加過程的原子都進(jìn)入最終產(chǎn)物。（二）水體與土壤污染及防治水體富營養(yǎng)化是在人類活動(dòng)影響下，生物所需的含N、P元素的營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河流、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧氣量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，合理使用化肥、農(nóng)藥，避免過度施用，是防止水體富營養(yǎng)化的重要措施。白色污染指各種塑料垃圾對(duì)環(huán)境所造成的污染，它們很難降解，會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)。解決白色污染問題，可推廣使用生物可降解塑料，如聚乳酸，其具有良好的生物可降解性，可用于制作一次性餐具等。重金屬污染是指重金屬的化合物及少數(shù)單質(zhì)對(duì)環(huán)境造成的污染，重金屬一般指單質(zhì)密度大于4.5g·cm?3的金屬，如銅、銀、鎘、鉛、鎳、汞等，這些重金屬通過食物鏈富集，對(duì)人體健康危害極大。二、化學(xué)與材料（一）有機(jī)高分子材料塑料的主要成分是合成樹脂，常見的有熱塑性塑料和熱固性塑料。熱塑性塑料如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯，加熱時(shí)可以熔融塑形，冷卻后固化定型，可反復(fù)加工使用；熱固性塑料如酚醛樹脂，一旦成型，加熱也不能熔融，無法再次加工。2024年山東卷高考題考查了五氧化二磷不能用作食品干燥劑，而活性炭可用作食品脫色劑，體現(xiàn)了對(duì)物質(zhì)性質(zhì)與用途關(guān)系的考查。纖維分為天然纖維和合成纖維。天然纖維包括纖維素類（棉花、麻）和蛋白質(zhì)類（蠶絲、羊毛）等；合成纖維如腈綸、滌綸等，具有強(qiáng)度高、彈性好、耐磨等優(yōu)點(diǎn)。橡膠有天然橡膠和合成橡膠之分，天然橡膠是異戊二烯的聚合物，是線型高分子，經(jīng)過硫化處理可使橡膠具有更好的彈性和耐磨性。（二）無機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料主要包括玻璃、水泥、陶瓷，它們的主要成分為硅酸鹽。玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英，其成分為Na?SiO?、CaSiO?、SiO?等熔化在一起得到的混合物；水泥原料為石灰石和黏土，成分為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣；陶瓷是人類應(yīng)用最早的硅酸鹽材料，制備原料為黏土。新型無機(jī)非金屬材料中，碳材料如石墨烯、富勒烯、碳納米管均為碳單質(zhì)，具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)性能；硅材料中，晶體硅是重要的半導(dǎo)體材料，常用于制作太陽能電池板，而光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，利用其良好的導(dǎo)光性能。新型陶瓷如SiC（金剛砂）高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、Al?O?透明陶瓷等，具有耐高溫、高強(qiáng)度等特性。（三）金屬材料合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬和非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，合金的熔點(diǎn)比各組分的低，硬度比各組分的高。在國防科技中，如福建艦海試涉及的艦體防銹技術(shù)，發(fā)藍(lán)處理和噴涂油漆都是常用的金屬防腐方法，發(fā)藍(lán)處理是通過化學(xué)方法在金屬表面形成一層致密的氧化膜，起到保護(hù)作用。三、化學(xué)與能源（一）能源的分類能源可分為常規(guī)能源和新型能源，常規(guī)能源是指已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的能源，如煤、石油、天然氣等；新型能源是利用先進(jìn)技術(shù)所獲得的能源，如核聚變能、風(fēng)能、太陽能、海洋能等。從可再生性角度，能源又可分為可再生能源和不可再生能源，可再生能源在短時(shí)間內(nèi)可連續(xù)再生利用，如水能、風(fēng)能；不可再生能源經(jīng)過億萬年形成，短期內(nèi)無法恢復(fù)，如煤、石油、天然氣等。一次能源是指在自然界中能以現(xiàn)成形式提供的能源，如天然氣、煤、石油、水能、太陽能、風(fēng)能；二次能源是指需要依靠其他能源的能量間接制取的能源，如電能、煤氣、沼氣等。2025年高考熱點(diǎn)中，清潔能源的開發(fā)和利用是重點(diǎn)，如氫氣作為清潔能源，具有可燃性，可制作燃料電池，其燃燒產(chǎn)物為水，對(duì)環(huán)境無污染。（二）化學(xué)資源的開發(fā)利用石油的加工包括分餾、裂化和裂解。石油的分餾是物理變化，根據(jù)各成分沸點(diǎn)不同，得到石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等；石油的裂化是化學(xué)變化，目的是獲得更多的輕質(zhì)油，特別是汽油；石油的裂解是深度裂化，目的是獲得主要有機(jī)化工原料，如乙烯、丙烯、甲烷等。煤的綜合利用有干餾、氣化和液化。煤的干餾是化學(xué)變化，隔絕空氣加強(qiáng)熱，得到焦?fàn)t氣、煤焦油、焦炭等；煤的氣化是將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，主要反應(yīng)為C(s)+H?O(g)=CO(g)+H?(g)；煤的液化是把煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程，可分為直接液化和間接液化。四、化學(xué)與生活（一）食品化學(xué)與健康食品添加劑在食品工業(yè)中有著重要應(yīng)用。防腐劑如苯甲酸鈉、亞硝酸鈉，能抑制微生物生長繁殖，延長食品保質(zhì)期；抗氧化劑如維生素C，可防止食品氧化變質(zhì)；膨松劑如碳酸氫鈉、碳酸氫銨，受熱分解產(chǎn)生氣體，使食品疏松多孔；營養(yǎng)強(qiáng)化劑如加碘鹽，一般添加KIO?，因其性質(zhì)較穩(wěn)定。2024年安徽卷高考題中，青少年幫廚場(chǎng)景涉及化學(xué)知識(shí)應(yīng)用：清洗鐵鍋后及時(shí)擦干，能減緩鐵鍋因發(fā)生吸氧腐蝕而生銹，因?yàn)殇撹F在潮濕環(huán)境中易發(fā)生吸氧腐蝕，電極反應(yīng)為負(fù)極Fe-2e?=Fe2?，正極O?+2H?O+4e?=4OH?；烹煮食物后期加入食鹽，是為避免食鹽中含有的碘酸鉀長時(shí)間受熱分解；制作面點(diǎn)時(shí)加入食用純堿，利用的是Na?CO?中和發(fā)酵過程產(chǎn)生的酸，而非NaHCO??？刮杆崴幍淖饔檬侵泻臀杆幔ㄖ饕煞质躯}酸），如碳酸氫鈉（小蘇打）、氫氧化鋁（胃舒平）、碳酸鈣、三硅酸鎂（Mg?Si?O?）等，它們通過酸堿中和反應(yīng)降低胃液酸度，緩解胃部不適。（二）生活中的化學(xué)物質(zhì)與應(yīng)用凈水劑方面，氯化鐵、硫酸鐵、高鐵酸鉀、硫酸鋁、氯化鋁、明礬等常用于水的凈化。K?FeO?有強(qiáng)氧化性，其還原產(chǎn)物鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附水中雜質(zhì)，是新型凈水劑；明礬凈水的原理是Al3?水解生成氫氧化鋁膠體，具有吸附性，能凝聚水中的懸浮物、吸附色素，但不能殺菌消毒。消毒劑種類繁多，含氯消毒劑如氯氣、漂白粉（氯化鈣與次氯酸鈣的混合物）、漂白液（有效成分是次氯酸鈉）、漂粉精（主要成分是次氯酸鈣），溶于水產(chǎn)生具有殺滅微生物活性的次氯酸；過氧化物如過氧化氫（H?O?）、過氧乙酸（CH?COOOH），利用其強(qiáng)氧化性殺菌消毒；二氧化氯、臭氧、SO?、KMnO?、75%酒精、苯酚等也可作為消毒劑，其中75%酒精能使蛋白質(zhì)變性，消毒效果最佳。在物質(zhì)性質(zhì)與用途的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，次氯酸鈉因具有氧化性可用于衣物漂白；氫氣具有可燃性可制作燃料電池；聚乳酸因生物可降解性可制作一次性餐具；活性炭因吸附性可吸附室內(nèi)甲醛，但不能分解甲醛。2024年山東卷高考題中，活性炭可用作食品脫色劑，鐵粉可用作食品脫氧劑，谷氨酸鈉可用作食品增味劑，這些都是物質(zhì)性質(zhì)決定用途的典型案例。（三）家務(wù)勞動(dòng)中的化學(xué)知識(shí)家務(wù)勞動(dòng)中蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)知識(shí)。用過氧碳酸鈉漂白衣物，是因?yàn)镹a?CO?具有較強(qiáng)氧化性，能將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)；釀米酒需晾涼米飯后加酒曲，是因?yàn)榫魄械拿冈诟邷叵聲?huì)失活，而非乙醇受熱易揮發(fā)；用檸檬酸去除水垢，是由于檸檬酸酸性強(qiáng)于碳酸，能與水垢中的碳酸鈣等反應(yīng)生成可溶性物質(zhì)；用堿液清洗廚房油污，是因?yàn)橛椭趬A性條件下可發(fā)生水解反應(yīng)，生成易溶于水的高級(jí)脂肪酸鹽和甘油。2024年遼寧卷高考題中，對(duì)這些家務(wù)勞動(dòng)中的化學(xué)原理進(jìn)行了考查，如判斷“釀米酒需晾涼米飯后加酒曲是因?yàn)橐掖际軣嵋讚]發(fā)”這一解釋錯(cuò)誤，正確原因是防止酒曲中的酶失活。通過這些生活中的實(shí)例，能更好地理解化學(xué)知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用，加深對(duì)化學(xué)與生活聯(lián)系的認(rèn)識(shí)。五、高考真題案例分析（一）選擇題案例2024·安徽卷：青少年幫廚既可培養(yǎng)勞動(dòng)習(xí)慣，也能將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。下列有關(guān)解釋合理的是（）A．清洗鐵鍋后及時(shí)擦干，能減緩鐵鍋因發(fā)生吸氧腐蝕而生銹B．烹煮食物的后期加入食鹽，能避免NaCl長時(shí)間受熱而分解C．將白糖熬制成焦糖汁，利用蔗糖高溫下充分炭化為食物增色D．制作面點(diǎn)時(shí)加入食用純堿，利用NaHCO?中和發(fā)酵過程產(chǎn)生的酸解析：食鹽中含有碘酸鉀，碘酸鉀受熱不穩(wěn)定易分解，因此烹煮食物時(shí)后期加入食鹽，是為了避免KIO?長時(shí)間受熱分解，B不合理；焦糖的主要成分仍是糖類，同時(shí)還含有一些醛類、酮類等物質(zhì)，蔗糖在高溫下并未炭化，C不合理；食用純堿主要成分為Na?CO?，制作面點(diǎn)時(shí)加入食用純堿，利用了Na?CO?中和發(fā)酵過程產(chǎn)生的酸，D不合理；清洗鐵鍋后及時(shí)擦干，能減少鐵與水的接觸，減緩鐵鍋因發(fā)生吸氧腐蝕而生銹，A合理，答案選A。2024·山東卷：化學(xué)品在食品工業(yè)中也有重要應(yīng)用，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．活性炭可用作食品脫色劑B．鐵粉可用作食品脫氧劑C．谷氨酸鈉可用作食品增味劑D．五氧化二磷可用作食品干燥劑解析：活性炭具有吸附性，可用作食品脫色劑，A正確；鐵粉具有還原性，能與氧氣反應(yīng)，可用作食品脫氧劑，B正確；谷氨酸鈉是味精的主要成分，可用作食品增味劑，C正確；五氧化二磷具有強(qiáng)吸水性，但同時(shí)也有強(qiáng)腐蝕性，不能用作食品干燥劑，D錯(cuò)誤，答案選D。（二）非選擇題案例分析思路在非選擇題中，化學(xué)與STSE知識(shí)常以工藝流程、實(shí)驗(yàn)探究等形式考查。解題時(shí)，首先要讀題，挖掘關(guān)鍵字，排除無用信息，找到對(duì)解題有價(jià)值的信息；然后聯(lián)題，結(jié)合問題或選項(xiàng)分析考查的知識(shí)點(diǎn)，聯(lián)系中學(xué)化學(xué)知識(shí)塊和化學(xué)原理，找準(zhǔn)提取信息的方向；接著析題，找準(zhǔn)知識(shí)點(diǎn)，從新情景回歸教材，對(duì)題目進(jìn)行有效加工、整合；最后解題，針對(duì)題目要求回答相關(guān)問題，做到言簡意賅。例如，以“海水原位電解制氫工藝”為背景的題目，關(guān)鍵材料多孔聚四氟乙烯耐腐蝕，考查材料的性質(zhì)與應(yīng)用；