5、认识化学与社会发展的重要性。 二、典型题例与解析:

例1.由于不重视环境保护,某市一条长约150km的作为饮用水源的河水受到严重污染,被污染的河水pH在2~6之间,河水中氮、磷、铅的含量都超过可作为

饮用水源的I类、II类地表水的标准。国家环境保护总局发布的《地表水环境质量标准》,对地表水质量作了明确规定,部分指标如下(除pH外,各项目的单位:mg/L):

 项目及标准水质分类

   (l)如果让你测定该河水样的酸碱度,应选用______。

     A. 石蕊试液          B. 酚酞试液

     C. pH试纸              D. 碳酸钠溶液

  (2)针对上表中的各项指标,如果要防止自然界中的II类水质变为III类水质,在

我们的生活中应采取的主要措施是(写出两点即可)___________________。

  (3)某化学兴趣小组要研究被污染的河水对植物生长的影响,他们设计了以下实验:在相邻的两块土质、周边环境、面积一样的土壤上同时种植了同品种、同数量、同样生长状况的向日葵,一块浇被污染的河水,一块浇未被污染的河水,其余的栽培条件都一样,对照观察两块地上向日葵的生长情况,你认为他们的实验设计合理吗?_____________,理由____________________。

   解析:解此题的关键在于了解水资源的污染和治理,能应用这些知识解决环境保护中的实际问题。水质分为五类,被污染的水中N、P、Pb超标,不能饮用。进行对照实验时要注意控制变量,除一个变量不同外,其余条件相同。

例2.人类能自主补充食物转化成能源来维持生命活动,而机器人主要是靠事先储存的电能来进行活动的,但目前科学家已制造出了一种能捕食苍蝇的生态机器人,它能将捕到的苍蝇体内的糖类物质通过微生物燃料电池直接转化为电能,供自身活动需要。请回答下

列问题:

   (1)糖类物质属于_____物质,生态机器人的能量转化形式是从_______能转化为电能。

   (2)在实验中,质量为20kg的生态机器人吃了8只苍蝇,用5天时间匀速移动了10m,若机器人受到的阻力是该机器人体重的0.l倍,则该机器人克服阻力做的功是________。

   (3)除这种以捕食生物为食的生态机器人外,如果设计一种可从自然界中较方便地自主补充能量再转化为电能的机器人,你设计的机器人直接从自然界补充的能量形式是_______,获得这种能量的方法(途径)是在机器人上安装________。

   解析:这是一道关于能量转化方面的实际应用题,涉及前沿科学,即机器人怎样将生物能转化为化学能。同时也是一道学科交叉题,通过生物能转化为化学能,最后转变为机械能做功。很显然,机械能做功要用到公式W=F·S。解决能源问题的关键是向太阳要能,向大自然要能,开发新能源、再生能,减少污染,实现可持续发展。

例3. 随着我国航天科技水平的迅速发展,探测火星已成为我国航天科技发展的远景目标,但要把人类送上火星,还有许多航天技术问题需要解决。如:如何提供在往返路程中航天员呼吸所需要的氧气和消除呼吸过程产生的二氧化碳就是一个值得研究的问题。已知一个成年人平均每年要呼吸空气6 570 000L左右,而目前的飞船飞往火星来回一趟需两年的时间,如果在飞船发射时携带所需的氧气,则质量很大,将大大提高发射的成本和难度。

(1)若飞船上有三名航天员,请计算来回火星一趟,理论上需要氧气__________kg。(氧气的密度是1.43g/L,答案取整数)

(2)有人提出在飞船上供氧的两个方案:  ①通过太阳能电池产生的电流来电解水。

     ②通过下列化学反应产生氧气:2Na2O + 2CO2 =2Na2CO3 + O2↑ 从减少飞船发射质量和消除呼吸过程产生的二氧化碳的角度,请你评价这两个方案最主要的优缺点(各写一点)。

  (3)也有科学家提出研究使航天员人工冬眠的技术或加快飞船速度,缩短航行时间来减少氧气的携带量。你是否有较好的方案,请举一例:     。你提出该方案的简要理由:

解析:题目提示要从两方面去考虑问题。从CO2的循环处理来看,方案②要优于方案①,但通过计算可知,产生同质量的O2,方案②消耗原料质量大,发射成本高,从这点看,方案①要优于方案②。我们最熟悉的CO2与O2之间的循环就是植物的光合作用了,它与人的呼吸作用过程恰好相反,且成本低,简单易行。

2.

若满足条件的存在,则

∵函数内是减函数,∴当时,

对于恒成立.

,解得

又函数在(-1,0)上是增函数,∴当时,

对于恒成立,

,解得

故当时,上是减函数,在(-1,0)上是增函数,即满足条件的存在.

说明:函数思维实际上是辩证思维的一种特殊表现形式,它包含着运动、变化,也就存在着量与量之间的相互依赖、相互制约的关系.因此挖掘题目中的隐含条件则是打开解题思路的重要途径,具体到解题的过程,学生很大的思维障碍是迷失方向,不知从何处入手去沟通已知与未知的关系,使分散的条件相对集中,促成问题的解决.不善于应用恒成立恒成立,究其原因是对函数的思想方法理解不深.

利用导数比较大小

例  已知a、b为实数,且,其中e为自然对数的底,求证:

分析:通过考察函数的单调性证明不等式也是常用的一种方法.根据题目自身的特点,适当的构造函数关系,在建立函数关系时,应尽可能选择求导和判断导数都比较容易的函数,一般地,证明,可以等价转化为证明,如果,则函数上是增函数,如果,由增函数的定义可知,当时,有,即

解:证法一:

,∴要证,只要证

,则

,∴,且,∴

∴函数上是增函数.

,即

证法二:要证,只要证

即证,设,则

∴函数上是减函数.

,即

说明:“构造”是一种重要而灵活的思维方式,应用好构造思想解题的关键是:一要有明确的方向,即为什么目的而构造;二是要弄清条件的本质特点,以便重新进行逻辑组合.解决这种问题常见的思维误区是不善于构造函数或求导之后得出的错误结论.

判断函数在给定区间上的单调性

例  函数在区间上是(  )

   A.增函数,且  B.减函数,且

   C.增函数,且  D.减函数,且

分析:此题要解决两个问题:一是要判断函数值y的大小;二是要判断此函数的单调性.

解:解法一:令,且

,排除A、B.

由复合函数的性质可知,u上为减函数.

亦为减函数,故 上为增函数,排除D,选C.

解法二:利用导数法

(),故y上是增函数.

由解法一知.所以选C.

说明:求函数的值域,是中学教学中的难关.一般可以通过图象观察或利用不等式性质求解,也可以用函数的单调性求出最大、最小值等(包括初等方法和导数法).对于复合函数的单调性问题,简单的复合函数是可以利用复合函数的性质进行判断,但是利用导数法判断一些较复杂的复合函数还是有很大优势的.

 0  413537  413545  413551  413555  413561  413563  413567  413573  413575  413581  413587  413591  413593  413597  413603  413605  413611  413615  413617  413621  413623  413627  413629  413631  413632  413633  413635  413636  413637  413639  413641  413645  413647  413651  413653  413657  413663  413665  413671  413675  413677  413681  413687  413693  413695  413701  413705  413707  413713  413717  413723  413731  447090 

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