環(huán)境保護與綠色化學（精講）高一化學精講精練（人教版2019）

8.3環(huán)境保護與綠色化學【學科核心素養(yǎng)】1.了解環(huán)境污染的主要因素、危害及防治的方法，認識化學對環(huán)境保護的重要意義，培養(yǎng)保護環(huán)境的“科學態(tài)度與社會責任”。2.了解綠色化學、原子經(jīng)濟性反應的內(nèi)涵，知道它們在對利用資源、保護環(huán)境中的重要意義，加強環(huán)境保護意識并培養(yǎng)綠色化學的理念。【知識講解】一、化學與環(huán)境保護1．環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的意義通過對污染物的存在形態(tài)、含量進行分析和測定，為控制和消除污染提供可靠的數(shù)據(jù)，是進行環(huán)境質(zhì)量評價和污染治理的基礎。2．化學與“三廢”污染“三廢”污染：是指工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢渣對環(huán)境的污染。3．大氣污染的治理措施限制和減少污染物的排放，吸收和處理大氣污染物。（1）通過改善燃料質(zhì)量、改進燃燒裝置和燃燒技術、改進排煙設備、發(fā)展?jié)崈裘杭夹g降低燃煤在能源結構中的比例等措施，減少煤等化石燃料燃燒產(chǎn)生的污染；（2）通過推廣使用無鉛汽油、在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉化器、使用燃料電池、乙醇汽油作為汽油代用品、發(fā)展電動車等措施，減少汽車等機動車尾氣污染；（3）停止氟氯代烷的生產(chǎn)和使用以保護臭氧層；（4）通過合理使用煤氣、石油氣或天然氣等家用燃料、使用合格的環(huán)保型建筑材料和裝飾材料、禁止在公共場所吸煙等措施降低CO、CO2、NO、NO2、SO2、尼古丁、甲醛、苯及其同系物、氡等污染物含量，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量等。4.化學與“污水”處理（1）污水處理方法化學方法添加試劑反應原理混凝法明礬、硫酸亞鐵等Al3+＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H+，生成的膠體吸附水中懸浮物中和法熟石灰、硫酸加堿中和酸，或加酸中和堿，如Ca(OH)2+H2SO4CaSO4↓+2H2O沉淀法Na2S、H2S等加沉淀劑使金屬離子形成沉淀而除去，如除Hg2+：Hg2++S2-HgS↓氧化還原法氧化劑或還原劑如用Cl2處理電鍍廢水（2）污水三級處理流程處理級數(shù)主要任務處理方法處理程度一級處理除去污水中不溶解的污染物通常采用物理法(如格柵間、沉淀池)。如：加入FeSO4、Al2(SO4)3、聚合氯化鋁等混凝劑，可使污水中的細小懸浮物等聚集成較大的顆粒，然后經(jīng)沉淀、過濾除去廢水的凈化程度不高，一般不能直接排放，通常作為預處理二級處理除去廢水中的可降解有機物等污染物采用生物方法(又稱微生物法)及某些化學法(如：曝氣池)一般可達到國家規(guī)定的排放標準三級處理進一步除去二級處理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有機物、可溶性無機物等主要采用化學沉淀法、氧化還原法、離子交換法和反滲透等方法對污水進行深度處理和凈化。經(jīng)過三級處理后的水可用于綠化和景觀用水等5.化學與“廢渣”及生活垃圾處理原則：無害化、減量化和資源化，達到減少環(huán)境污染和資源回收利用兩個目的。二、綠色化學1.核心思想改變“先污染后治理”的觀念和做法，利用化學原理和技術手段，減少或消除產(chǎn)品在生產(chǎn)和應用中涉及的有害化學物質(zhì)，實現(xiàn)從源頭減少或消除環(huán)境污染。①從科學觀點看，它是化學科學基礎內(nèi)容的更新。②從環(huán)境觀點看，它強調(diào)從源頭上減少或消除污染。③從經(jīng)濟觀點看，它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本。2.“原子經(jīng)濟性反應”反應物的原子全部轉化為期望的最終產(chǎn)物，這時原子利用率為100%。原子利用率計算公式為eq\f(期望產(chǎn)物總質(zhì)量,生成物的總質(zhì)量)×100%。3．綠色化學對化學反應的要求【隨堂檢測】1．綠色化學對化學反應提出了“原子經(jīng)濟性”(原子節(jié)約)的新概念及要求。理想的原子經(jīng)濟性反應是原料分子中的原子全部轉變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實現(xiàn)零排放。下列說法與“節(jié)能減排”不相符的是A．為推廣氫能的使用，工業(yè)上可采用電解水法制取大量氫氣B．將石油裂化、裂解，綜合利用石油資源C．有節(jié)制地開采煤、石油、天然氣等礦物資源D．倡導“綠色化學”理念，逐步實現(xiàn)化工企業(yè)零排放【答案】A【解析】A．用電解水法制取H2會消耗大量電能，與“節(jié)能減排”不相符，A項符合題意；B．將石油進行深加工能提高原料的利用率，符合“節(jié)能減排”，B項不符合題意；C．資源是有限的，有效合理地開采煤、石油、天然氣等符合“節(jié)能減排”，C項不符合題意；D．實現(xiàn)工業(yè)零排放是原子經(jīng)濟性的目的，符合綠色化學理論，D項不符合題意。故選A。2．你認為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采取的措施是①用脫硫煤作燃料②把工廠煙囪造高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤開發(fā)新能源A．①②③ B．②③④⑤ C．③⑤ D．①③⑤【答案】D【解析】①用脫硫煤作燃料，可以減少二氧化硫的排放，即能減少酸雨發(fā)生，故①符合題意；②把工廠煙囪造高，不能減少二氧化硫的排放，故②不符合題意；③燃料脫硫，能減少二氧化硫的排放，即能減少酸雨發(fā)生，故③符合題意；④在已酸化的土壤中加石灰，不能減少二氧化硫排放，故④不符合題意；⑤開發(fā)新能源，能減少二氧化硫的排放，故⑤符合題意；綜上所述，選項D符合題意；答案為D。3．惠州市是全國文明城市，我們要增強垃圾分類意識，爭做垃圾分類的宣傳者、帶頭者、踐行者?，F(xiàn)有一個廢棄易拉罐，請你將它投入到正確的垃圾桶內(nèi)ABCD可回收物其他垃圾有害垃圾廚余垃圾【答案】A【解析】廢棄易拉罐屬于可回收垃圾，故選A。4．硫和氮及其化合物對人類生存和社會發(fā)展意義重大，下列說法不正確的是A．NO2和SO2均為有刺激性氣味的有毒氣體，是酸雨的主要成因B．汽車尾氣中的主要大氣污染物為NO、SO2、CO2C．動植遺體中的含氮化合物最終通過硝酸鹽被細菌分解進入大氣中D．工業(yè)廢氣中的SO2可采用生石灰法進行脫除【答案】B【解析】A．NO2和SO2均為有刺激性氣味的氣體，是形成硝酸型酸雨和硫酸型酸雨的主要成因，A正確；B．CO2不是大氣污染物，B錯誤；C．動植遺體中的含氮化合物轉化為硝酸鹽，硝酸鹽可被細菌分解轉化為N2返回大氣中，C正確；D．工業(yè)廢氣中的SO2屬于酸性氧化物，能與CaO反應生成CaSO3，之后被氧化為穩(wěn)定的硫酸鈣，故可采用石灰法進行脫除，D正確；綜上所述答案為B。5．保護環(huán)境，人人有責。下列行為或方法不符合環(huán)保要求的是A．開發(fā)清潔能源B．開發(fā)利用原子經(jīng)濟性反應C．進行垃圾分類并進行無害化處理D．大量含氮、磷的廢水直接排向湖泊【答案】D【解析】A．開發(fā)清潔能源，可減輕環(huán)境污染，故A符合環(huán)保要求；B．開發(fā)利用原子經(jīng)濟性反應，可使反應物全部轉換為生成物，無污染物生成，故B符合環(huán)保要求；C．垃圾分類，可使部分垃圾回收利用，無害化處理，可減少環(huán)境污染，故C符合環(huán)保要求；D．大量含氮、磷的廢水直接排向湖泊，使湖泊富營養(yǎng)化，產(chǎn)生赤潮、水華現(xiàn)象，故D不符合環(huán)保要求；答案D。6．下列有關環(huán)境問題的敘述不正確的是A．赤潮、白色污染和綠色食品都與相關物質(zhì)的顏色有關C．利用太陽能等清潔能源代替化石燃料，有利于節(jié)約能源，保護環(huán)境D．地震發(fā)生后，災區(qū)急需大量消毒劑，而不可用于環(huán)境消毒【答案】A【解析】A．赤潮與相關物質(zhì)的顏色有關，而白色污染是指不可降解的塑料用品帶來的污染，不都是白色的，綠色食品是指無污染的安全、優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)食品，不都是綠色的，故A錯誤；B．正常雨水由于溶有二氧化碳，pH值為5.6，pH小于5.6的雨水是酸雨，故B正確；C．利用太陽能等清潔能源代替化石燃料，有利于節(jié)約能源，保護環(huán)境，故C正確；D．是大氣污染物，不可用于環(huán)境消毒，故D正確；故選A。7．在綠色化學工藝中，理想狀態(tài)是反應物中的原子全部轉化為期望的最終產(chǎn)物，即原子利用率為100%。下列反應類型能體現(xiàn)原子經(jīng)濟性原則的是①置換反應

②化合反應

③分解反應

④取代反應

⑤加成反應

⑥加聚反應A．②⑤⑥ B．②④⑤ C．①②⑥ D．③④⑤【答案】A【解析】根據(jù)四種基本反應類型的定義即可判斷出只有化合反應的產(chǎn)物唯一，故②符合；在有機反應類型中，取代反應的產(chǎn)物不唯一，而加成反應的產(chǎn)物和加聚反應的產(chǎn)物唯一，故⑤⑥符合；總之②⑤⑥符合反應物中的原子全部轉化成期望的最終產(chǎn)物，即原子利用率為100%，故選A。8．“綠色化學”要求從技術、經(jīng)濟上設計出可行的化學反應，并盡可能減少對環(huán)境的污染。下列化學反應中，你認為最不符合綠色化學理念的是A．用氨水吸收硫酸廠的尾氣：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3B．除去硝酸工業(yè)尾氣中的氮氧化物：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2OC．制硫酸銅：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2OD．制硫酸銅：2Cu+O22CuO，CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2O【答案】C【解析】A．既消除硫酸廠尾氣排放的SO2氣體，還能得到(NH4)2SO3這種氮肥，不但方法合理科學，而且避免空氣污染，符合綠色環(huán)保要求，故A正確；B．用此法消除制硝酸工業(yè)尾氣氮的氧化物污染，防止空氣污染，避免酸雨的形成，符合綠色環(huán)保要求，故B正確；C．由題干中信息可知，“綠色化學”要求盡可能減少對環(huán)境的污染，該過程產(chǎn)物中有污染大氣的氣體SO2，不符合綠色化學的要求，故C錯誤；D．由此法制取硝酸銅，生成硝酸銅和水，不會導致空氣污染，符合倡導的綠色化學，故D正確；故選C。9．以下非金屬氧化物與其引起的環(huán)境問題及主要來源對應正確的是選項氧化物環(huán)境問題主要來源ACO2破壞臭氧層化石燃料的燃燒BSO2溫室效應工廠廢氣的排放CNO2光化學煙霧汽車尾氣的排放DCO酸雨汽車尾氣和化石燃料的不完全燃燒【答案】C【解析】A．化石燃料燃燒主要排放二氧化碳氣體，與溫室效應有關，而與破壞臭氧層無關，A錯誤；B．工廠廢氣的排放產(chǎn)生大量二氧化硫氣體，是形成酸雨的主要污染物，而溫室效應是由二氧化碳引起的，B錯誤；C．汽車尾氣排放大量的氮氧化物，是形成光化學煙霧的主要污染物，C正確；D．形成酸雨與二氧化硫及氮的氧化物有關，CO是一種有毒氣體，與酸雨無關，D錯誤；故選C。10．下列有關環(huán)境問題的說法中正確的是A．煤、石油等化石燃料燃燒過程中排放的廢氣是形成酸雨的主要原因，酸雨指的是pH小于7的雨水B．煤和石油都屬于一級能源，而天然氣屬于二級能源C．在煤中添加適量的石膏可減少燃燒過程中含硫化合物的排放，從而減少污染D．霧霾是許多細小液體和固體微粒分散到空氣中形成的一種氣溶膠【答案】D【解析】A．正常雨水由于溶解了二氧化碳pH約為5.6，酸雨是指pH小于5.6的雨水，故A錯誤；B．自然界以現(xiàn)成方式提供的能源稱為一級能源，天然氣為一級能源，故B錯誤；C．在煤中添加石膏(CaSO4·2H2O)，不能吸收二氧化硫，則不能起到固硫的作用，可添加石灰石作為脫硫劑，故C錯誤；D．霧霾是許多細小液體和固體微粒分散到空氣中形成的一種氣溶膠，而使空氣渾濁的現(xiàn)象，故D正確；答案選D。11．開發(fā)利用可再生能源受到世界各國的廣泛關注。下列不屬于可再生能源的是A．水力發(fā)電 B．沼氣 C．太陽能 D．清潔煤【答案】D【解析】水資源、沼氣和太陽能可再生，煤不可再生，故選D。12．下列試劑中，既能用于制取硫酸銅，又符合綠色化學理念的是A．氧化銅與稀硫酸 B．銅與稀硫酸C．銅與濃硝酸 D．銅與濃硫酸【答案】A【解析】A．氧化銅與稀硫酸反應生成硫酸銅和水，無污染物生成，能用于制取硫酸銅，又符合綠色化學理念，故選A；

B．銅與稀硫酸不反應，不能用于制取硫酸銅，故不選B；C．銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮、水，二氧化氮污染空氣，不能用于制取硫酸銅，且不符合綠色化學理念，故不選C；

D．銅與濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫、水，二氧化硫污染空氣，不符合綠色化學理念，故不選D；選A。13．下列說法錯誤的是A．和都是可形成酸雨的氣體B．二氧化硫有毒，故不可以作為食品添加劑C．汽車尾氣中的NO和CO可在催化劑作用下迅速變成和D．新能源汽車的推廣與使用有利于減少光化學煙霧的產(chǎn)生【答案】B【解析】A．和水反應生成亞硝酸，和水、空氣生成硝酸，因此和都是可形成酸雨的氣體，故A正確；B．二氧化硫有毒，但在嚴格控制用量的情況下，二氧化硫可被添加到食品中作漂白劑、防腐劑和抗氧劑，故B錯誤；C．，因此汽車尾氣中的NO和CO可在催化劑作用下迅速變成和，故C正確；D．氮氧化物能引起光化學煙霧，新能源汽車的推廣與使用有利于減少氮氧化物的量，即減少光化學煙霧的產(chǎn)生，故D正確。綜上所述，答案為B。14．“綠水青山就是金山銀山”，旨在引導社會各界自覺踐行綠色生活，共建美麗中國。下列有關環(huán)境污染的說法正確的是A．CO、SO2、NO、NO2都是對大氣產(chǎn)生污染的氣體，它們在空氣中都能穩(wěn)定存在B．燃煤時加入適量生石灰，可減少廢氣中SO2的量C．大量燃燒化石燃料排放的廢氣中含CO2、SO2D．光化學煙霧的形成主要與氮氧化物和SO2有關【答案】B【解析】A．CO、SO2、NO、NO2都是對大氣產(chǎn)生污染的氣體，NO能與空氣中的O2反應而不能在空氣中穩(wěn)定存在，A錯誤；B．燃煤時加入適量生石灰，發(fā)生反應方程式：2CaO+2SO2+O22CaSO4，故可減少廢氣中SO2的量，B正確；C．大量燃燒化石燃料排放的廢氣中含CO2、SO2，正常雨水由于溶解有CO2，從而使雨水的pH=5.6，而溶有SO2的酸性降水稱之為酸雨，其pH＜5.6，C錯誤；D．光化學煙霧的形成主要與氮氧化物有關，與SO2有無關，D錯誤；故答案為：B。15．2022年俄烏沖突升級引發(fā)能源短缺危機，新能源技術突顯重要性。下列關于能源問題的敘述正確的是A．氫能、天然氣、風能、太陽能都是新能源B．天然氣燃料電池工作時，天然氣通入的一極是正極C．反應中能量變化的大小與可燃物的性質(zhì)有關，與質(zhì)量無關D．推廣開發(fā)使用清潔能源，有利于實現(xiàn)人與自然的和諧共生【答案】D【解析】A．天然氣是化石燃料，不是新能源，A錯誤；B．燃料電池中，通入氧氣的一極為正極，通入天然氣的一極為負極，B錯誤；C．可燃物的燃燒反應都是放熱反應，可燃物越多，放出的熱量也越多，與質(zhì)量有關，C錯誤；D．使用清潔能源可以減少污染，有利于實現(xiàn)人與自然的和諧共生，D正確；故選D。16．燃油汽車行駛中會產(chǎn)生CO、NO等多種污染物。下圖為汽車發(fā)動機及催化轉化器中發(fā)生的部分化學反應。以下判斷錯誤的是A．甲是空氣中體積分數(shù)最大的成分 B．乙是引起溫室效應的氣體之一C．反應(Ⅰ)在常溫下容易發(fā)生 D．反應(Ⅱ)中NO是氧化劑【答案】C【分析】甲和氧氣反應生成一氧化氮，一氧化氮和一氧化碳反應生成甲和二氧化碳，再根據(jù)元素守恒，則甲為氮氣。【解析】A．甲是氮氣，氮氣空氣中體積分數(shù)最大的成分，故A正確；B．乙是二氧化碳，則乙是引起溫室效應的氣體之一，故B正確；C．由于氮氣含有氮氮三鍵，因此反應(Ⅰ)在常溫下不容易發(fā)生，在高溫或放電條件下發(fā)生，故C錯誤；D．一氧化碳和一氧化氮反應生成氮氣和二氧化碳，一氧化氮中氮化合價降低，因此反應(Ⅱ)中NO是氧化劑，故D正確。綜上所述，答案為C。17．黨的二十大指出，生態(tài)環(huán)境保護發(fā)生歷史性、轉折性、全局性變化。為了讓我們的天更藍、山更綠、水更清。下列做法不應提倡的是A．禁止使用化石燃料 B．開發(fā)太陽能、水能、風能、氫能等新能源C．對燃煤進行脫硫，減少排放 D．對已酸化的土壤，可以加入熟石灰進行改良【答案】A【解析】A．目前化石燃料仍是主要的能量來源，不能禁止使用，A錯誤；B．可以開發(fā)太陽能、水能、風能、氫能等新能源來減少化石燃料的使用。利于保護環(huán)境，B正確；C．對燃煤進行脫硫，減少排放，可以減少對大氣的污染，C正確；D．氫氧化鈣具有堿性，對已酸化的土壤，可以加入熟石灰進行改良，D正確；故選A。18．2022年11月29日，神州十五號飛船升入太空，完成自主快速交會對接，中國空間站形成三船三艙組合體，開啟我國航天事業(yè)新紀元。下列有關說法錯誤的是A．“神州十五號”使用的液氫燃料具有高效能，無污染的特點B．空間站使用石墨烯存儲器，石墨烯與金剛石互為同素異形體C．飛船表面的高溫結構陶瓷，屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料D．空間站使用的鈦鎂合金屬于金屬材料【答案】C【解析】A．氫氣燃燒放出的熱量高，生成產(chǎn)物水沒有污染，因此“神州十五號”使用的液氫燃