一輪學(xué)案微專(zhuān)題強(qiáng)化提升課環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)

溫馨提示：此套題為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。微專(zhuān)題強(qiáng)化提升課環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)本部分知識(shí)在高考的選擇題中以拼盤(pán)的形式考查，在非選擇題中常與非金屬元素及其化合物性質(zhì)的掌握、實(shí)驗(yàn)的基本操作及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)結(jié)合在一起?？疾楹暧^辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等學(xué)科素養(yǎng)?！镜淅?2021·汕頭模擬)“踐行綠色發(fā)展理念，建設(shè)美麗中國(guó)”要求工業(yè)生產(chǎn)符合綠色化學(xué)或環(huán)境保護(hù)理念。原子利用率是衡量綠色化學(xué)的重要指標(biāo)，下列化工生產(chǎn)工藝是理想的綠色化學(xué)工藝的是()A．工業(yè)上利用硅石與焦炭冶煉粗硅B．利用石灰乳與純堿水溶液反應(yīng)制燒堿C．工業(yè)上利用廢銅與濃硫酸反應(yīng)制備膽礬D．石油化工利用乙烯催化氧化法制備環(huán)氧乙烷【解析】選D。A項(xiàng)，工業(yè)上利用硅石與焦炭冶煉粗硅，反應(yīng)為2C＋SiO2Si＋2CO↑，原子利用率不是100%，不符合“綠色化學(xué)”的理念，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，利用石灰乳與純堿水溶液反應(yīng)制燒堿，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，原子利用率不是100%，不符合“綠色化學(xué)”的理念，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，工業(yè)上利用廢銅與濃硫酸反應(yīng)制備膽礬過(guò)程中銅和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫污染性氣體，原子利用率不是100%，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，石油化工利用乙烯催化氧化法制備環(huán)氧乙烷：2CH2=CH2＋O2，原子利用率是100%，符合“綠色化學(xué)”的理念，正確。(1)(宏觀辨識(shí)與微觀探析)乙烯聚合為聚乙烯高分子材料是否符合綠色化學(xué)原子經(jīng)濟(jì)性要求？提示：符合。nCH2=CH2反應(yīng)無(wú)副產(chǎn)物，符合綠色化學(xué)要求。(2)(宏觀辨識(shí)與微觀探析)甲烷與氯氣制備一氯甲烷是否符合綠色化學(xué)原子經(jīng)濟(jì)性要求？提示：不符合?？赡馨l(fā)生反應(yīng)CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl、CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl等，有副產(chǎn)物，不符合綠色化學(xué)的要求?！練w納總結(jié)】化學(xué)反應(yīng)的原子的經(jīng)濟(jì)性1．環(huán)境污染：(1)大氣污染問(wèn)題。(2)水體污染。指過(guò)量有害物質(zhì)進(jìn)入水中造成的污染。導(dǎo)致水體污染的物質(zhì)主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)是重金屬污染，如重金屬Hg、Cd、Pb、Cr等進(jìn)入水中形成的污染，這些重金屬主要來(lái)自化工、冶金、電子、電鍍等排放的工業(yè)廢水。另一類(lèi)是植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染：水中高濃度的N、P等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化而形成的污染。它主要是由進(jìn)入水中腐爛的含蛋白質(zhì)的物質(zhì)、含磷洗滌劑及大量使用的磷肥造成的。(3)固體廢棄物造成的污染。主要是指生活垃圾、工業(yè)廢料隨意堆放造成的污染。目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及廢舊電池造成的重金屬污染。垃圾污染范圍廣泛，對(duì)環(huán)境及生物的不良影響途徑多樣。2．綠色化學(xué)：【歸納總結(jié)】常見(jiàn)工業(yè)尾氣硫酸工廠尾氣SO2、O2、N2等，一般用氨水吸收硝酸工廠尾氣NO、NO2、N2、O2等，一般用NaOH溶液吸收高爐煤氣CO、CO2、N2等，一般回收利用煉鋼煙氣Fe2O3煙塵、CO等，一般回收利用焦?fàn)t氣H2、CH4、C2H4、CO等，可用作燃料、化工原料氯堿工業(yè)Cl2，一般用NaOH溶液吸收1．(環(huán)境污染與防治、綠色化學(xué))2021年第31屆世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)在成都舉辦?！熬G色”是成都的城市發(fā)展理念，也是世大運(yùn)的組織理念。下面有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．成都推廣使用的清潔燃料壓縮天然氣和液化石油氣的主要成分均是烴類(lèi)B．興建世大運(yùn)場(chǎng)館所用到的金屬材料中可能含有非金屬元素C．“綠色化學(xué)”的核心是應(yīng)用化學(xué)原理對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行治理D．新能源汽車(chē)的使用有助于減少氮氧化合物的排放【解析】選C。壓縮天然氣的主要成分是甲烷，液化石油氣的主要成分為丙烷和丁烷，A正確；金屬材料中可能含有非金屬元素，如生鐵中含有碳元素，B正確；綠色化學(xué)的核心是從源頭上杜絕污染，不是用化學(xué)原理治理環(huán)境污染，C錯(cuò)誤；新能源汽車(chē)的推廣使用，可以減少氮氧化合物的排放，有助于減少光化學(xué)煙霧產(chǎn)生，D正確。2．(環(huán)境污染與防治、綠色化學(xué))化學(xué)與資源、環(huán)境、生活關(guān)系密切，下列說(shuō)法正確的是()A．霧霾天氣會(huì)對(duì)人體健康造成危害，“霧”和“霾”的分散質(zhì)微粒相同B．煤燃燒時(shí)加入少量的生石灰可以減少?gòu)U氣中的二氧化硫排放C．將造紙廢水通過(guò)高壓水井壓到地下，節(jié)約生產(chǎn)成本D．用鐵屑、CuO、稀硫酸為原料制銅：CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O、Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，原子利用率是100%【解析】選B。霧是由懸浮在大氣中的微小液滴形成的氣溶膠，霾是指空氣中大量煙、塵等微粒懸浮而形成的渾濁現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸?，高溫下可與堿性氧化物CaO(生石灰的主要成分)發(fā)生反應(yīng)，從而減少了二氧化硫的排放，B正確；造紙廢水被壓到地下，會(huì)造成水體污染，C錯(cuò)誤；有副產(chǎn)物產(chǎn)生，原子利用率不是100%，D錯(cuò)誤。3．(環(huán)境污染與防治、綠色化學(xué))“綠色化學(xué)”的核心是實(shí)現(xiàn)污染物“零排放”。下列最符合“綠色化學(xué)”理念的是()A．在廠區(qū)大量植樹(shù)綠化，凈化污染的空氣B．利用太陽(yáng)能分解水制氫氣C．將煤液化后使用以提高煤的利用率D．將化石燃料充分燃燒后再排放【解析】選B。A項(xiàng)，在廠區(qū)大量植樹(shù)綠化，凈化污染的空氣，雖然有利于環(huán)境保護(hù)，但不是從源頭上杜絕環(huán)境污染，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，利用太陽(yáng)能分解水制氫氣，既能充分利用太陽(yáng)能，又對(duì)環(huán)境無(wú)污染，符合綠色化學(xué)核心要求，正確；C項(xiàng)，將煤液化后使用以提高煤的利用率，沒(méi)有減少污染物的排放，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，將化石燃料充分燃燒后再排放，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生SO2等氣體會(huì)污染大氣，不符合零排放，錯(cuò)誤。4．(環(huán)境污染與防治、綠色化學(xué))(2021·濮陽(yáng)模擬)化學(xué)與生產(chǎn)、生活、環(huán)境等社會(huì)實(shí)際密切相關(guān)。下列相關(guān)敘述正確的是()A．SO2、CO2、NO2都是可形成酸雨的氣體B．用于新型冠狀病毒消毒的75%酒精消毒原理和“84”消毒液(主要成分NaClO)消毒的原理相同C．納米鐵粉通過(guò)物理吸附去除污水中Hg2＋、Pb2＋等重金屬離子D．汽車(chē)尾氣中含有的氮氧化物，會(huì)加劇酸雨的形成【解析】選D。SO2和NO2都是可形成酸雨的氣體，CO2不能形成酸雨，但能形成溫室效應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；75%的酒精消毒的原理是使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，“84”消毒液是利用其主要成分NaClO的強(qiáng)氧化性殺菌消毒，原理不相同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；納米鐵粉能有效地處理污水中的Hg2＋、Pb2＋等重金屬離子，與其還原性有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。5.(與污染治理有關(guān)的綜合考查)(雙選)科學(xué)假說(shuō)是科學(xué)發(fā)展的一種重要形式。有科學(xué)家提出:利用空氣中的二氧化碳與氫氣反應(yīng)后,使之變?yōu)榭稍偕娜剂霞状嫉脑O(shè)想。其設(shè)想的生產(chǎn)流程如圖。下列說(shuō)法正確的是()A.上述流程中飽和碳酸鉀溶液所起的作用是降低空氣中的CO2的溶解度B.上述流程中能體現(xiàn)“循環(huán)利用”的物質(zhì)有碳酸鉀溶液和高溫水蒸氣C.從合成塔中分離出甲醇的實(shí)驗(yàn)操作方法是分液D.通入高溫水蒸氣的作用是加快CO2的生成和逸出,以便及時(shí)提供給合成塔【解析】選B、D。A項(xiàng),碳酸鉀溶液能夠吸收二氧化碳生成碳酸氫鉀,其作用是富集空氣中的二氧化碳?xì)怏w,錯(cuò)誤;B項(xiàng),吸收池內(nèi)生成碳酸氫鉀,分解池內(nèi)碳酸氫鉀分解為碳酸鉀,所以“循環(huán)利用”的物質(zhì)有碳酸鉀溶液和高溫水蒸氣,正確;C項(xiàng),在合成塔內(nèi),二氧化碳和氫氣反應(yīng)生成甲醇和水,甲醇與水互溶,因此采用蒸餾的方法進(jìn)行分離,錯(cuò)誤;D項(xiàng),碳酸氫鉀在高溫水蒸氣的作用下,分解產(chǎn)生二氧化碳,所以通入高溫水蒸氣的作用是加快CO2的生成和逸出,以便及時(shí)提供給合成塔,正確。6．(與污染治理有關(guān)的綜合考查)SO2為大氣污染物，研究它的性質(zhì)對(duì)環(huán)境治理具有重要意義。在鋁基氧化銅作催化劑時(shí)，可利用天然氣脫除二氧化硫，并回收單質(zhì)硫(熔點(diǎn)為112.8℃，沸點(diǎn)為444.6℃)。(1)①裝置中導(dǎo)管X的作用是__________________________________。②用裝置A制取SO2，則試劑的組合最好是________(填字母)。a．18.4mol·L－1H2SO4＋Cub．4mol·L－1HNO3＋Na2SO3c．60%H2SO4＋K2SO3③水與Al4C3在裝置A中制取甲烷，其化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)利用制得的CH4和SO2并結(jié)合B～G裝置驗(yàn)證反應(yīng)CH4＋2SO22S＋CO2＋2H2O生成的單質(zhì)S和CO2。①B裝置有三個(gè)作用，分別是________________、________________、________________。②實(shí)驗(yàn)裝置依次連接的合理順序?yàn)锽、______________(每個(gè)裝置只用一次)。③證明有CO2產(chǎn)生的現(xiàn)象為_(kāi)_____________________________________。④G裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)①蒸餾燒瓶中產(chǎn)生氣體，使其中的壓強(qiáng)增大，若分液漏斗與蒸餾燒瓶不連通，則不利于液體滴下，所以裝置中導(dǎo)管X的作用是平衡壓強(qiáng)，使液體順利滴入燒瓶中。②a項(xiàng)，“18.4mol·L－1H2SO4＋Cu”制取SO2需要加熱，而裝置A為固、液不加熱裝置，故不適合；b項(xiàng)，HNO3具有強(qiáng)氧化性，“4mol·L－1HNO3＋Na2SO3”發(fā)生氧化還原反應(yīng)，＋4價(jià)S被氧化成＋6價(jià)，得不到SO2，故不適合；c項(xiàng)，“60%H2SO4＋K2SO3”制取SO2符合強(qiáng)酸制弱酸原理，故適合。③用水與Al4C3制取甲烷，根據(jù)原子守恒還生成Al(OH)3，故化學(xué)方程式為Al4C3＋12H2O=4Al(OH)3＋3CH4↑。(2)①CH4和SO2的反應(yīng)需要高溫條件下在硬質(zhì)玻璃管中進(jìn)行，B中濃硫酸可以起到干燥CH4和SO2的作用；B裝置中可同時(shí)通入CH4和SO2，便于充分混合CH4和SO2；CH4和SO2氣體通過(guò)濃硫酸，會(huì)形成氣泡，觀察氣泡以便調(diào)節(jié)CH4和SO2的流速比約為1∶2。②根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證CH4和SO2反應(yīng)生成的單質(zhì)S和CO2，則裝置C冷卻得到固體S單質(zhì)，用E裝置中澄清石灰水驗(yàn)證CO2，為防止SO2對(duì)驗(yàn)證CO2實(shí)驗(yàn)造成干擾，必須先將其除盡，可依次通過(guò)酸性高錳酸鉀溶液和品紅溶液，綜上分析實(shí)驗(yàn)裝置依次連接的合理順序?yàn)锽、D、C、G、F、E。③若F中品紅溶液不褪色，則說(shuō)明SO2已經(jīng)除盡，E中澄清石灰水變渾濁則能證明該實(shí)驗(yàn)有CO2產(chǎn)生。④G裝置中，酸性高錳酸鉀溶液與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，＋7價(jià)Mn被還原為＋2價(jià)，＋4價(jià)S被氧化為＋6價(jià)，根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒可寫(xiě)出離子方程式：2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋5SO2＋2H2O=2Mn2＋＋5SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H＋。答案：(1)①平衡氣壓，使液體順利滴入燒瓶中②c③Al4C3＋12H2O=4Al(OH)3＋3CH4↑(2)①干燥充分混合觀察氣泡以便調(diào)節(jié)CH4和SO2的流速②D、C、G、F、E③F中品紅溶液不褪色，E中澄清石灰水變渾濁④2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋5SO2＋2H2O=2Mn2＋＋5SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H＋【加固訓(xùn)練—拔高】1．下列有關(guān)金屬及其化合物的應(yīng)用不合理的是()A．將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2B．鋁中添加適量鋰，制得低密度、高強(qiáng)度的鋁合金，可用于航空工業(yè)C．鹽堿地(含較多Na2CO3等)不利于作物生長(zhǎng)，可施加熟石灰進(jìn)行改良D．無(wú)水CoCl2呈藍(lán)色，吸水會(huì)變?yōu)榉奂t色，可用于判斷變色硅膠是否吸水【解析】選C。C錯(cuò)誤，Na2CO3與Ca(OH)2反應(yīng)生成NaOH，使土壤堿性增強(qiáng)。2．(與污染治理有關(guān)的綜合考查)(2021·哈爾濱模擬)利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca(NO2)2，其部分工藝流程如下：(1)一定條件下,NO與NO2存在下列反應(yīng):NO(g)+NO2(g)N2O3(g),其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。

(2)上述工藝中采用氣-液逆流接觸吸收(尾氣從吸收塔底進(jìn)入,石灰乳從吸收塔頂噴淋),其目的是;

濾渣可循環(huán)使用,濾渣的主要成分是(填化學(xué)式)。

(3)該工藝需控制NO和NO2物質(zhì)的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,則會(huì)導(dǎo)致;

若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,則會(huì)導(dǎo)致。

(4)生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性,在酸性溶液中Ca(NO2)2會(huì)發(fā)生分解,產(chǎn)物之一是NO,其反應(yīng)的離子方程式。

【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)方程式,書(shū)寫(xiě)有關(guān)平衡常數(shù)表達(dá)式;(2)逆流有利于氣體的吸收,濾渣應(yīng)為沒(méi)有溶解的物質(zhì),結(jié)合流程中涉及的相關(guān)物質(zhì)可知濾渣主要成分為氫氧化鈣;(3)根據(jù)化合價(jià),一氧化氮和二氧化氮物質(zhì)的量之比為1∶1,剛好轉(zhuǎn)化為Ca(NO2)2;當(dāng)一氧化氮多時(shí),一氧化氮將過(guò)剩;當(dāng)二氧化氮多時(shí),NO2與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2,使Ca(NO3)2含量升高;(4)Ca(NO2)2轉(zhuǎn)化為NO,氮化合價(jià)降低,其他產(chǎn)物中定有元素化合價(jià)升高,結(jié)合質(zhì)量守恒、電荷守恒和電子守恒書(shū)寫(xiě)反應(yīng)式,注意酸性條件。答案:(1)QUOTE(2)使尾氣中的NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2(3)排放氣體中NO含量升高產(chǎn)品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4)3+2H++2NO↑+H2O3.NOx是汽車(chē)尾氣中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨,寫(xiě)出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式。

(2)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2反應(yīng),其能量變化示意圖如下:①寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。

②隨溫度升高,該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢(shì)是。

(3)在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中裝催化轉(zhuǎn)化器,可有效降低NOx的排放。①當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí),NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫(xiě)出NO被CO還原的化學(xué)方程式:。

②當(dāng)尾氣中空氣過(guò)量時(shí)，催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽。其吸收能力順序如下：12MgO<20CaO<38SrO<56BaO，原因是__________________________________________________________