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高考化学与STSE知识总结

STSE，即科学(Science)、技术(Technology)、社会(Society)、环境(Environment)的英文缩写。在高考化学中，STSE知识的考查已成为重要趋势，它强调化学学科与现实世界的联系，要求考生能够运用化学知识解释和解决生产、生活、环境及科技发展中的实际问题。本文旨在对高考化学中常见的STSE知识点进行梳理与总结，帮助考生构建知识网络，提升综合应用能力。

一、化学与生活、环境：息息相关的STSE视角

化学在日常生活中无处不在，同时也深刻影响着我们的生存环境。这部分内容往往与常见物质的性质、用途及环境保护密切相关。

（一）常见化学物质在生活中的应用

1.与“吃”相关的化学：

*食品添加剂：如防腐剂（苯甲酸钠、山梨酸钾）、调味剂（食盐、蔗糖、味精）、着色剂（胡萝卜素、胭脂红）、膨松剂（碳酸氢钠、碳酸氢铵）、营养强化剂（碘盐、铁酱油）等。需关注其作用及合理使用的重要性。

*常见食材成分：如人体必需的六大营养素（糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐、水）及其化学组成和性质。例如，蛋白质的盐析与变性，油脂的水解与氢化，维生素的还原性等。

*水的净化与软化：自来水生产中的混凝（如明矾、硫酸铁）、消毒（如氯气、二氧化氯）过程；硬水的危害及软化方法（离子交换法、煮沸法）。

2.与“用”相关的化学：

*洗涤剂：肥皂的主要成分（高级脂肪酸盐）及其去污原理；合成洗涤剂（如烷基苯磺酸钠）的优点与可能的环境影响（如水体富营养化）。

*消毒剂与漂白剂：84消毒液（有效成分为次氯酸钠）、双氧水（过氧化氢）、漂白粉（有效成分为次氯酸钙）等的消毒漂白原理（强氧化性）。

*材料：金属材料、无机非金属材料（如玻璃、陶瓷）、合成高分子材料（如塑料、合成纤维、合成橡胶）在日常生活中的应用。

（二）环境污染与保护

1.大气污染：

*主要污染物：颗粒物（PM2.5、PM10）、硫氧化物（SO?、SO?）、氮氧化物（NO、NO?）、一氧化碳、挥发性有机物（VOCs）等。

*主要危害：酸雨（SO?、NO?导致）、光化学烟雾（NO?与VOCs在紫外线作用下形成）、臭氧层破坏（氟氯代烷等物质催化O?分解）、温室效应与全球气候变暖（CO?、CH?等温室气体）。

*防治措施：开发清洁能源、脱硫脱硝处理、汽车尾气催化转化、植树造林等。

2.水污染：

*主要污染物：重金属离子（Hg2?、Cd2?、Pb2?、Cr??等，来源如工业废水）、植物营养物质（N、P，来源如化肥、生活污水，导致水体富营养化，引发赤潮、水华）、有机物（如酚类、农药、洗涤剂）。

*防治原则：控制污染源、污水处理达标后排放、加强水质监测。

3.土壤污染：

*主要污染物：重金属、农药、化肥、塑料废弃物等。

*危害：影响植物生长，通过食物链危害人体健康。

*防治：合理使用农药化肥、进行土壤修复。

4.绿色化学理念：

*核心：从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

*原则：原子经济性（反应物原子尽可能全部转化为期望产物）、无毒无害的原料、催化剂和溶剂等。

二、化学与能源：驱动社会发展的引擎

能源是社会发展的基石，化学在能源的开发、利用和转化中扮演着关键角色。

（一）传统能源的综合利用

1.煤：

*组成：复杂的混合物，主要含碳元素，还含少量氢、氧、氮、硫等元素。

*综合利用：干馏（化学变化，得到焦炭、煤焦油、焦炉气）、气化（将煤转化为可燃性气体CO、H?）、液化（将煤转化为液体燃料）。

*环境问题：燃烧时产生SO?、NO?、粉尘等污染物。

2.石油：

*组成：多种碳氢化合物组成的混合物。

*综合利用：分馏（物理变化，得到不同沸点范围的馏分，如汽油、煤油、柴油）、裂化（提高轻质油产量，特别是汽油）、裂解（得到乙烯、丙烯等基本有机化工原料）、催化重整（提高汽油辛烷值或生产芳香烃）。

3.天然气：

*主要成分：甲烷（CH?）。

*特点：相对清洁的化石燃料，燃烧产物主要是CO?和H?O。

*应用：作为燃料，也是重要的化工原料（如合成氨、甲醇）。

（二）新能源的开发与利用

新能源通常指可再生能源，具有清洁、低碳的特点。

1.太阳能：直接利用（光热转换、光电转换，如太阳能电池板的核心是半导体材料）。

2.氢能：被誉为“未来能源”，具有热值高、燃烧产物无污染等优点。其制备（如电解水、光解水、生物质制氢）、储存和运输是关键。

3.风能、地热能、潮汐能：利用自然界能量转化，对环境影响较小。

4.核能：通过核裂变（如铀核裂变）释放巨大能量，能量密集，但需注意核废料处理和核安全。

5.生物质能：利用动