8.3 环境保护和绿色化学 同步测试
一、单选题
1.2020年9月,我国作出对于全球减排具有里程碑意义的承诺:2060年实现碳中和。碳中和是指直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。下列有关说法正确的是( )
A.CO2是导致温室效应和酸雨的主要气体
B.煤的液化、气化主要是为了减少CO2的排放
C.CO2催化加氢合成低碳烯烃属于化合反应
D.CO2分子间有间隔,故可将其压缩液化后封存
2.下列有关说法正确的是( )
A.虽然药物能治病,但大部分药物有毒副作用
B.抗生素能抵抗所有细菌感染,可以大量使用
C.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
D.用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子
3.造成大气污染的SO2主要来源于( )
A.火山喷发
B.自然界含硫化合物的分解和氧化
C.工厂排出的废气
D.大量燃烧含硫燃料
4.2022年里,我国的科技发展成果举世瞩目。下列说法错误的是( )
A.2022年冬奥会中,国家速滑馆“冰丝带”采用了跨临界制冰,比氟利昂制冰更环保
B.2022年我国风电光伏发电量突破一万亿千瓦时,光伏发电更符合绿色发展理念
C.2022年我国嫦娥五号返回器携带月球样品成功着陆,返回器外壳的主要材料为复合铝合金
D.2022年中国空间站全面建成,空间站所使用的太阳能电池板的主要成分为
5.下列做法有利于环境保护和可持续发展的是( )
A.将工业污水直接用于灌溉农田
B.将废铅蓄电池的铅泥和废硫酸作深埋处理
C.推广新能源汽车,建设绿色低碳的交通体系
D.大力开采煤、石油等化石能源,满足发展需求
6.“综合利用”是把生产过程排放的废弃物最大限度地利用起来,做到物尽其用,从而达到最好的经济和社会效益。为了防治某大气污染物,某工厂设计了如图所示的工艺流程。下列有关叙述不正确的是( )
A.该工艺流程利用污染物获得了
B.该工艺流程中是催化剂
C.该过程中化合价发生改变的元素有Fe、S和O
D.该工艺流程的总反应为
7.化学与生产生活密切相关。下列说法正确的是( )
A.不当开采可燃冰,有可能引发温室效应
B.过期药品和纸箱均需投人到可回收垃圾箱内
C.油脂发生皂化反应后所得产物为高级脂肪酸和甘油
D.燃煤中加入石灰石可以缓解环境污染并提高燃烧效率
8.化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关,下列说法正确的是( )
A.风力发电和火力发电都是将化学能转化为电能
B.“有计划的开采煤、石油和天然气,大力发展新能源汽车”符合 “低碳经济”发展的新理念
C.硫的氧化物和碳的氧化物都是形成酸雨的主要物质
D.可燃冰实质是水变成的固态油
9.下列说法错误的是( )
A.工业上,常用钠单质从钛、钽等金属的氯化物水溶液中置换出金属单质
B.氯化铁、硫酸亚铁是优良的净水剂
C.水玻璃可用做建筑行业中的黏合剂
D.工业上锌可用湿法冶炼——电解ZnSO4溶液制备Zn
10.化学与生产、生活和科技息息相关,下列说法错误的是( )
A.火箭推动剂的发展历史是从古代的火药到液体推进剂、固体推进剂,再到现如今的高能推进剂和绿色推进剂.
B.燃油汽车上的三元催化器中的催化剂提高了反应物中活化分子百分数,加快了反应速率,进而提高了有害物质的转化率,减少了污染物的排放.
C.飞秒化学是采用的时间分辨技术跟踪监测化学反应中寿命极短的中间体或过渡态的技术.
D.我国科学家研制出新型催化剂,将合成氨的温度和压强分别降到了,在节能减排方面取得重大突破.
11.第三届联合国环境大会的主题为“迈向零污染地球”。下列做法不应提倡的是( )
A.推广电动汽车,践行绿色交通
B.回收电子垃圾,集中填埋处理
C.蔬菜保鲜消毒,喷洒诺福水
D.净化工业尾气,减少雾霾生成
12.2022年北京冬奥会和冬残奥会通过科技助力,体现环保理念。下列说法错误的是( )
A.全部餐具均由可降解聚乳酸生物新材料制作,有效减少白色污染
B.全部场馆首次采用100%绿色电力,所产生的碳排放量全部实现中和
C.冬奥火炬外壳首次使用有机高分子的碳纤维材料制作,坚持绿色办奥
D.国家速滑馆使用的二氧化碳跨临界直冷制冰系统,与传统制冷剂氟利昂相比更加环保
13.绿色化学的核心是反应过程的绿色化,即要求原料物质中的所有原子完全被利用且全部转入期望的产品中,下列过程不符合这一思想的是( )
A.乙烯合成聚乙烯:nCH2=CH2
B.甲烷与氯气反应制氯仿:CH4+3Cl2 CHCl3+3HCl
C.烯烃与水煤气发生的羰基合成反应:RCH=CH2+CO+H2 RCH2CH2CHO
D.甲烷、CO合成乙酸乙酯:2CH4+2CO CH3COOCH2CH3
14.化学与社会、生产、生活密切相关,下列说法不正确的是( )
A.海水淡化可以解决淡水危机,用光催化分解代替电解水制氢气可实现节能环保
B.我国油品从国IV汽油升级到国V汽油,有助于减少酸雨、雾霾,提高空气质量
C.普通泡沫灭火器内的玻璃筒里盛硫酸铝溶液,铁筒里盛碳酸氢钠溶液
D.用于3D打印材料的光敏树脂是纯净物
15.化学与生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.芯片制造中的“光刻技术”是利用光敏树脂曝光成像,该过程涉及化学变化
B.推广使用煤液化技术,可减少二氧化碳等温室气体的排放
C.汽车尾气中含有的氮氧化物,是汽油不完全燃烧造成的
D.古人煮沸海水制取淡水,现代可向海水中加明矾实现淡化
16.下列化学反应不符合绿色化学理念的是( )
A.除去硫酸厂尾气中的:
B.除去硝酸工业尾气中的氮氧化物:
C.制备:
D.制备:,
17.下列关于化学电源的说法错误的是( )
A.锌锰干电池是一次电池
B.燃料电池具有高效、环境友好的特点,以H2为燃料时,H2在正极反应
C.充电电池能实现化学能与电能间的相互转化
D.废旧电池的回收处理利有于资源和环境的可持续发展
18.下列说法错误的是( )
A.绿色化学的核心是及时治理污染
B.油脂在碱性条件下的水解称为皂化反应
C.含氮、磷的污水任意排放会造成水华或赤潮
D.硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质
19.下列物质不属于“城市空气质量日报”报道内容的是( )
A.二氧化硫 B.氮氧化物
C.二氧化碳 D.可吸入颗粒物
20.绿色化学的原子经济性要求是在生产中所有原子均转化为产物,没有副产物。以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是( )
A.将NO与O2按4:3的比例充分混合通入足量水中制备硝酸
B.利用SO2与O2反应制SO3
C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜
D.用SiO2制备高纯硅
二、综合题
21.酸雨是当今世界面临的一个重大的环境问题,SO2和NO2都能溶于水形成酸雨而破坏环境。请回答下列问题:
(1)酸雨通常是指降水的pH< ,测得某地酸雨的pH=5,则该酸雨中c(H+)= mol/L;收集该酸雨,露置于空气中,一段时间后发现pH值变小了,试用化学方程式解释: 。
(2)为减少酸雨的产生,有下列措施:①少用煤作燃料;②把工厂的烟囱建高;③在酸化的土壤中加水;④燃料脱硫;⑤开发新能源。其中有效的措施是_______。
A.①②③ B.①④⑤ C.①③④ D.②③④
22.大气中和是形成酸雨的主要物质,处理和是目前研究的重要课题。利用氨水可以将和吸收,原理如图所示:
(1)和都会造成酸雨,pH小于 的雨水称为酸雨。
(2)①将NO2变成无害的,要找到合适的物质G与适当的反应条件,G应为 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
②已知(未配平,n可以为0)。下列化合物中,满足上述反应中G的是 (填字母)。
a. b. c. d.
(3)写出反应②的离子方程式 。
(4)若反应②产生标准状况下,则理论上吸收与的质量比为 。
(5)将气体通入足量的溶液中,无明显现象产生,若同时向溶液中通入和有白色沉淀产生,写出发生的总反应的化学方程式 。
23.某地区经常有酸雨降落,为粗略测定空气中SO2的含量,某学习小组设计了如图所示的实验装置进行实验。【资料】
①室温下,碘的溶解度为0.029 g。
②我国空气质量标准中SO2浓度限值(mg·m-3)如表。
一级标准 二级标准 三级标准
≤0.15 ≤0.50 ≤0.70
③SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI。
【实验步骤】
①检查气密性;
②向C装置中加入1.0 mL溶质质量分数为1.27×10-6 g·mL-1的碘水(ρ≈1.0 g·mL-1),滴入2~3滴淀粉溶液;
③打开弹簧夹 ▲ (填“a”或“b”),关闭另一个弹簧夹,抽拉注射器吸取500 mL空气,再开、闭相应弹簧夹,缓缓推气体进入C装置,重复上述操作多次。当C中溶液颜色 ▲ 时,停止推动注射器的活塞;
④实验数据处理。
(1)完善步骤③的内容。
(2)如何检查装置气密性
(3)实验时,C装置中原有蒸馏水对实验有无影响
(4)实验中哪些因素会使测定结果偏低
(5)可以采用什么试剂代替C装置中碘的淀粉溶液
(6)该小组在同一地点进行了3次实验,推动活塞次数记录如下表(每次抽气为500 mL)。进行3次实验的目的是什么
实验序号 1 2 3
推动次数 19 20 21
24.汽车尾气(主要成分为NOx和CO)已成为主要的空气污染物来源之一,有发生光化学烟雾污染的潜在危险。
(1)某小组同学为研究光化学烟雾的形成进行了模拟实验。测得烟雾的主要成分为CxHy(烃)、NO、NO2、O3、PAN (CH3COOONO2),各种物质的相对浓度随时间的变化如右图。根据图中数据,下列推论最不合理的是 。(填选项序号字母)
a.NO的消失的速率比CxHy快
b.NO生成NO2
c.CxHy及NO2可以生成PAN及O3
d.O3生成PAN
(2)一定条件下,将2 mol NO与2 mol O2置于恒容密闭容器中发生反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),下列可判断反应达平衡的是 。(填选项序号字母)
a.体系压强保持不变
b.混合气体密度保持不变
c.NO和O2的物质的量之比保持不变
d.每消耗2 mol NO同时生成2 mol NO2
(3)高温下N2和O2发生N2(g)+O2(g) 2NO(g)反应,是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。
①下图是T1、T2两种不同温度下,一定量的NO发生分解过程中N2的体积分数随时间变化的图像,据此判断反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)为 (填“吸热”或“放热”)反应。
②2000℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入10 mol N2与5 mol O2,达到平衡后NO的物质的量为2 mol,则此刻反应的平衡常数K= 。该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1 mol,则达到平衡后N2的转化率为 。
③汽车净化装置里装有含Pd化合物的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如右图所示。写出其变化的总化学反应方程式: 。
(4)为减少汽车尾气中NOx的排放,常采用CxHy(烃)催化还原NOx消除氮氧化物的污染。
例如:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
若16 g CH4还原NO2至N2,共放出热量867 kJ,则ΔH2= 。若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2,共转移的电子总数为 (阿伏加德罗常数的值用NA表示)。
25.某单质A经如下图所示的过程,请回答下列问题:
(1)若A为淡黄色固体,B是有刺激性气味的无色气体。
①A、D的化学式分别为:A D
②工业生产中大量排放的B气体被雨水吸收后形成 而污染环境。
③写出B→C反应的化学方程式:
(2)若C为淡黄色固体。
①C的电子式为 ,C中阴阳离子数目比为
②写出C→D反应的离子方程式:
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.二氧化硫是导致酸雨的气体,而不是二氧化碳,故A不符合题意;
B.煤的液化、气化是不能减少CO2的排放的,如煤气化的生成物即煤气主要成分是一氧化碳,燃烧依然生成二氧化碳,且生成二氧化碳分子数目相同,故B不符合题意;
C. CO2催化加氢合成低碳烯烃的同时还有H2O生成,不属于化合反应,故C不符合题意;
D二氧化碳分子之间有间隔,在受压时间隔变小,故可将其压缩液化后封存,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】二氧化碳不属于污染性气体,溶于水显弱酸性,不是酸雨的成分,对于反应类型通过反应物和生成物的物质类型进行判断。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.凡是药物都带有一定的毒性和副作用,因此要合理使用以确保用药安全,故A符合题意;
B.不同的抗生素对不同的细菌感染有抵抗能力,而且会产生耐药性,因此不可以胡乱使用,更不能大量使用,抗生素在对抗细菌感染的同时,它对人体的正常细胞、组织、器官也会造成不同的损害,故B不符合题意;
C.绿色化学的核心是从源头上消除污染,而不是先污染后治理,故C不符合题意;
D.氯气不能与Cu2+、Hg2+等重金属离子反应生成沉淀,无法用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B.抗生素对抵抗细菌感染很有效,但不能滥用;
C.绿色化学的核心是从源头上消除污染;
D.氯气与Cu2+、Hg2+等不反应。
3.【答案】D
【解析】【解答】因SO2主要来源于化石燃料的燃烧、火山爆发及硫酸工厂释放出的气体,但硫酸工厂释放的气体、火山爆发中的SO2并非空气中SO2污染的主要来源,造成大气污染的SO2主要来源于大量燃烧含硫燃料,
故答案为:D。
【分析】根据二氧化硫的来源和主要来源进行判断即可。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.相比氟利昂产生的温室效应,二氧化碳只是它的4000分之一。使用二氧化碳跨临界直冷制冰技术来取代使用氟利昂的技术,不仅能减少温室气体排放,还能实现1.2倍的制冰效率,实现零排放。A正确;
B. 风电光伏发电是将风能,光能转化为电能,供人类使用,而光伏发电不受地域资源限制,也不需要架设输电线路,因此更加符合绿色发展,可持续发展的理念,B正确;
C.重量轻,强度高,散热好和抗拉强度高的特点。符合返回器的材质需求,C正确;
D. 空间站所使用的太阳能电池板的主要成分硅,D错误。
故答案为:D。
【分析】本题主要考查绿色化学的理念及化学在生产生活中的应用,比较容易。
A.二氧化碳跨临界直冷制冰原理是以二氧化碳为制冷剂的一种制冷技术。根据二氧化碳制冷剂的性质可超临界制冷和亚临界制冷。二氧化碳在常温常压下是气态,但在施加一定高压后,二氧化碳会变为临界状态的流体。这些流体随后被送到需要制冷的区域,在其蒸发过程中会大量吸热,进而达到降温制冷的目的。
B.光伏发电是将太阳能转化为电能。
C.铝合金特点:重量轻,强度高,散热好和抗拉强度高;
D.太阳能电池板的主要成分硅,有单晶硅和多晶硅两种。
5.【答案】C
【解析】【解答】A. 将工业污水直接用于灌溉农田,会造成农业污染,不利于环境保护,故A不符合题意;
B. 废铅蓄电池的铅泥和废硫酸作深埋处理,会引起土壤污染,故B不符合题意;
C.符合可持续发展的理念,故C符合题意;
D.煤石油是不可再生能源,大力开采,不能可持续发展,故D不符合题意
【分析】A.污水不能直接用于灌溉;
B.铅属于重金属,会污染土壤;
C.推广新能源会有利于环境保护;
D.化石能源属于不可再生能源。
6.【答案】D
【解析】【解答】A.由图知,硫酸铁溶液吸收二氧化硫生成硫酸和硫酸亚铁、硫酸亚铁在硫酸溶液中被氧气氧化为硫酸铁,从总反应可知,该工艺流程利用了污染物获得了,A不符合题意;
B. 结合选项A可知,该工艺流程中是催化剂,B不符合题意;
C. 该过程中铁离子和亚铁离子可以相互转化、二氧化硫能转变为硫酸、氧气被亚铁离子还原,则化合价发生改变的元素有Fe、S和O,C不符合题意;
D. 该工艺中发生的反应有:,,则该工艺流程的总反应为在硫酸铁的催化作用下,,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.由图中的反应物和产物判断;
B.催化剂反应前后量不变;
C.依据转化过程中物质的化合价判断;
D.利用各步反应的加和进行判断;
7.【答案】A
【解析】【解答】A.不当开采可燃冰会导致甲烷泄露,有可能引发温室效应,故A符合题意;
B.过期药品应防止指定的过期药品回收箱内,进行特殊处理,故B不符合题意;
C.油脂发生皂化反应后所得产物为高级脂肪酸盐和甘油,故C不符合题意;
D.加入石灰石高温可以生成氧化钙,氧化钙与二氧化硫反应,可以缓解环境污染,但对燃烧效率无影响,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.常见引起温室效应的是甲烷和臭氧和二氧化碳等
B.药品不能回收,纸箱可以回收
C.油脂在碱性条件下皂化得到的是盐,再酸性条件下水解得到的是酸
D.加入石灰石主要是固定硫减少二氧化硫的排放
8.【答案】B
【解析】【解答】A.风力发电为机械能转化为电能,火力发电为化学能转化为电能,A不符合题意;
B.“有计划的开采煤、石油和天然气,大力发展新能源汽车”符合减少化石能源的使用的理念,符合 “低碳经济”发展的新理念,B符合题意;
C.N、S的氧化物可使雨水的酸性增强,可形成酸雨,则硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质,碳的氧化物不是形成酸雨的主要物质,C不符合题意;
D.可燃冰是甲烷的水合物,不能实现水变成的固态油,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.风力发电过程中没有涉及化学能;
B.有计划的开采煤、石油和天然气,同时大力发展新能源汽车有利于较少CO2的排放;
C.CO2不是形成酸雨的主要物质;
D.可燃冰是甲烷的水合物;
9.【答案】A
【解析】【解答】A.在钛、钽等金属的氯化物水溶液中,钠单质首先与水发生反应,不能从溶液中置换出金属单质,A符合题意;
B.氯化铁、硫酸亚铁发生水解,最终生成氢氧化铁胶体,具有吸附作用,所以二者都是优良的净水剂,B不符合题意;
C.水玻璃是硅酸钠的水溶液,具有黏合性,可用做建筑行业中的黏合剂,C不符合题意;
D.电解ZnSO4溶液,Zn2+可在阴极得电子生成Zn,所以工业上锌可用湿法冶炼,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.钠性质活泼,可以冶炼金属;
B.氯化铁和硫酸亚铁均可水解得到胶体;
C.水玻璃是硅酸钠的水溶液,具有黏合性,可用做建筑行业中的黏合剂;
D.湿法冶金就是从溶液中通过置换或电解得到金属。
10.【答案】B
【解析】【解答】A、火箭推动剂的发展过程经历了,液体推进剂、固体推进剂,再到现在高能和绿色推进剂,表述正确,故不符合题意;
B、燃油车上的三元催化器的催化剂,可以提高反应物中活化分子百分数,加快反应速率,但是不能够提高反应物的转化率,表述错误,故符合题意;
C、飞秒化学是物理化学的一支,研究在极小的时间内化学反应的过程和机理, 踪监测化学反应中寿命极短的中间体或过渡态的技术 。这一领域涉及的时间间隔短至约千万亿分之一秒,即1飞秒,表述正确,不符合题意;
D、催化剂的出现,使合成氨的温度和压强均有所降低,为此可以减少能源的利用,表述正确,故不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据催化剂的性质和特点以及绿色化学的理念进行分析。
11.【答案】B
【解析】【解答】A.电动汽车没有污染排放,属于绿色出行方式,故A不符合题意;
B.电子垃圾中含有重金属等有害物质,不能直接填埋处理,故B符合题意;
C.诺福水主要成分为过氧化氢,易分解并且分解后没有有害物质残留,可用于蔬菜保鲜消毒,故C不符合题意;
D.工业尾气是雾霾产生的原因之一,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】填埋处理会造成土壤污染。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.使用聚乳酸等可降解塑料,减少聚乙烯塑料制品使用,能减少白色污染,故A不符合题意;
B.绿色电力能将所产生的碳排放量全部实现中和,故B不符合题意;
C.碳纤维是由碳元素形成的单质,不是有机高分子,故C符合题意;
D.氟利昂会造成臭氧空洞,使用二氧化碳替代,更加环保,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】碳纤维材料是无机非金属材料,属于碳单质,结合选项即可判断
13.【答案】B
【解析】【解答】A.乙烯合成聚乙烯:nCH2=CH2 ,反应物所有原子均转化为目标产物,符合绿色化学的思想,A不符合题意;
B.甲烷与氯气反应制氯仿:CH4+3Cl2 CHCl3+3HCl,反应物所有原子未全部转化为目标产物,不符合绿色化学的思想,B符合题意;
C.烯烃与水煤气发生的羰基合成反应:RCH=CH2+CO+H2 RCH2CH2CHO,反应物所有原子均转化为目标产物,符合绿色化学的思想,C不符合题意;
D.甲烷、CO合成乙酸乙酯:2CH4+2CO CH3COOCH2CH3,反应物所有原子均转化为目标产物,符合绿色化学的思想,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】绿色化学是要求原料物质中的所有原子完全被利用且全部转入期望的产品中,即是原子的利用率是100%,加成反应或加聚反应或化合反应符合要求,取代反应不符合要求
14.【答案】D
【解析】【解答】A.地球上淡水资源少,海水资源多,海水淡化有利于解决淡水危机;同时利用光催化分解代替电解水制取氢气,有利于节约能源,实现节能环保,选项正确,A不符合题意;
B.油品的升级,有利于减少SO2和固体小颗粒的排放,有助于减少酸雨、雾霾,提高空气质量,选项正确,B不符合题意;
C.泡沫灭火器的原理是Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↓,因此玻璃桶内盛装的为Al2(SO4)3溶液,铁桶内盛装的为NaHCO3溶液,选项正确,C不符合题意;
D.光敏树脂属于混合物,选项错误,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.光催化分解水可节约能源;
B.油品的升级,有利于SO2和固体小颗粒的排放;
C.根据泡沫灭火器的原理分析;
D.光敏树脂属于混合物;
15.【答案】A
【解析】【解答】A.光敏树脂是由高分子构成的胶状物质,在紫外线照射下,这些分子结合生成交联聚合物高分子,属于化学变化,A项符合题意;
B.推广使用煤液化技术,燃烧产物仍有二氧化碳,不能减少温室气体的排放,B项不符合题意;
C.汽车尾气中含有的氮氧化物是放电条件下 与 反应生成,汽油不完全燃烧生成CO,C项不符合题意;
D.明矾只能用来净水,不能淡化海水,D项不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据是否有新物质生成判断发生的变化;
B.根据元素守恒判断,生成二氧化碳是因为碳元素的燃烧;
C.汽油的主要成分是烃进行判断;
D.根据物质的性质判断,明矾因和水反应生成胶体而具有吸附性。
16.【答案】C
【解析】【解答】A.既消除硫酸厂尾气排放的SO2气体,还能得到( NH4 ) 2SO3这种氮肥,不但方法合理科学,而且避免空气污染,符合绿色化学理念,A不选;
B.将NO与NO2用NaOH溶液吸收,可减少有毒气体的排放,符合绿色化学理念,B不选;
C.二氧化氮为有害气体,可导致酸雨、光化学烟雾等,不符合绿色化学理念,C选;
D.由此法制取硫酸铜,生成硫酸铜和水,不会导致空气污染,符合绿色化学理念,D不选;
故答案为:C。
【分析】A.该反应消耗了SO2气体,没有副产物生成,原子利用率为100%,无污染物产生;
B.该反应消耗了NO2气体,且无污染物产生;
C.铜和浓硝酸反应生成二氧化氮;
D.制CuSO4的反应中没有污染物生成。
17.【答案】B
【解析】【解答】A. 锌锰干电池不能充电反复使用,是一次电池,A不符合题意;
B. 燃料电池具有高效、环境友好的特点,以H2为燃料时,H2在负极反应,氧气或空气在正极反应,B符合题意;
C. 充电电池能实现化学能与电能间的相互转化,C不符合题意;
D. 废旧电池中含有重金属,其回收处理利有于资源和环境的可持续发展,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.锌锰干电池负极是锌,电解质是氯化铵不能随时添加故为一次电池
B.燃料燃烧热值高,一般无污染,设计原电池时,可燃性气体做负极
C.充电电池属于二次电池
D.废旧电池中含有重金属离子污染环境,故需要进行回收集中处理
18.【答案】A
【解析】【解答】A. 绿色化学,又称环境无害化学、环境友好化学,即减少或消除危险物质的使用和产生的化学品和过程的设计。其核心是原子经济性,即充分利用反应物中的各个原子,从而既能充分利用资源又能防止污染。A符合题意;
B. 油脂在氢氧化钠溶液中水解生成高级脂肪酸钠和甘油,该反应是制造肥皂流程的一步,因此该反应也叫皂化反应,B不符合题意;
C.含氮、磷的污水不经处理任意排放至下水道,最终会随水体流入江流、湖泊中,促进藻类等水生植物迅速大量繁殖,引起水华或赤潮,C不符合题意;
D. 酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。顾名思义,酸雨是雨水中溶有了硫酸或硝酸。硫酸酸和硝酸主要源自于空气中的硫氧化物和氮氧化物,所以说硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】通过对环境保护和绿色化学的学习,掌握绿色化学的核心思想,并了解环境保护的重要意义。
19.【答案】C
【解析】【解答】空气的污染途径是工厂废气的任意排放、大量燃烧化石燃料、汽车尾气的排放等,可总结为:有害气体和烟尘,空气质量报告中主要报告对人体有害的一些污染性成分的含量,可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物,二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等都属于空气的污染物,二氧化碳不是污染物,不属于城市空气质量日报的内容,故C符合题意;
答案为C。
【分析】“城市空气质量日报”主要报道是空气污染物的含量;CO2虽然能造成温室效应,但CO2不属于空气污染物。
20.【答案】A
【解析】【解答】A.将NO与O2按4:3的比例充分混合通入足量水中制备硝酸,发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3,原子利用率达到100%,没有副产物,符合绿色化学原子经济性要求,选项A符合题意;
B.利用SO2与O2反应制SO3,反应为可逆反应,不能完成转化,不符合绿色化学原子经济性要求,选项B不符合题意;
C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜,同时生成NO2和水,原子利用率不能达到100%,不符合绿色化学原子经济性要求,选项C不符合题意;
D.用SiO2制备高纯硅,有副产物CO产生,原子利用率不能达到100%,不符合绿色化学原子经济性要求,选项D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】写出反应的方程式,结合绿色化学的定义即可判断
21.【答案】(1)5.6;1×10-5;2H2SO3 + O2 = 2H2SO4
(2)B
【解析】【解答】(1)正常的雨水因为含有碳酸而显酸性,pH约为5.6;酸雨是指pH<5.6的雨水;测得某地酸雨的pH=5,则该酸雨中c(H+)=1×10-5mol/L;收集该酸雨露置于空气中,一段时间后,亚硫酸被空气中的氧气氧化生成了硫酸,硫酸为强酸,溶液的酸性增强,pH减小,反应的化学方程式为2H2SO3 + O2 = 2H2SO4,故答案为:5.6;1×10-5;2H2SO3 + O2 = 2H2SO4;(2)①少用煤作燃料,能减少二氧化硫的排放量,能减少酸雨的产生,故①选;②把工厂的烟囱建高,不能减少二氧化硫的排放量,故②不选;③在酸化的土壤中加水,不能消除二氧化硫,故③不选;④燃料脱硫,能减少二氧化硫的排放量,能减少酸雨的产生,故④选;⑤开发新能源,能减少二氧化硫的排放量,能减少酸雨的产生,故⑤选;能减少酸雨的产生的有①④⑤,
故答案为:B。
【分析】(1)正常的雨水呈弱酸性,pH约为5.6,酸雨是指pH<5.6的雨水;根据pH=-lg c(H+)计算c(H+),亚硫酸具有还原性,被空气中的氧气氧化生成了硫酸,据此分析解答。(2)根据酸雨产生的原因,分析判断减少形成酸雨的方法。
22.【答案】(1)5.6
(2)还原剂;cd
(3)
(4)
(5)
【解析】【解答】
(1)正常雨水因会溶解空气中的二氧化碳,使得5.6
故答案为:5.6;
(2)将NO2变成无害的N2中,氮元素的化合价降低了,二氧化氮做氧化剂,需要加入还原剂,在下列三种物质:a.SO2 b.CO2 c.NH3 d.H2中,能被二氧化氮氧化且具有还原性的物质是NH3,H2
故答案为:还原剂;cd;
(3)二氧化氮具胡强的氧化性,能够氧化亚硫酸氢根离子生成硫酸根离子,二氧化氮被还原为氮气,S的化合价由+4价升高为+6价,N的化合价由+4价降低为0价,根据化合价升降守恒、原子守恒和电荷守恒,可得离子方程式为: ,故答案为: ;
(4)根据(3)中反应可知,,可得关系式为,故SO2与NO2的物质的量之比为2:1,故质量之比为;
故答案为:64:23。
(5)、同时向BaCl2溶液中通入SO2和Cl2有白色沉淀产生,二氧化硫和氯气反应生成盐酸和硫酸,硫酸和氯化钡溶液反应产生沉淀为硫酸钡,发生的总反应的化学方程式为,故答案为:;
【分析】(1)酸雨pH值小于5.6;
(2)依据元素的化合价判断;
(3)根据反应物和生成物的化学式,利用原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒分析;
(4)根据关系式计算;
(5)、 二氧化硫和氯气反应生成盐酸和硫酸,硫酸和氯化钡溶液反应产生沉淀为硫酸钡。
23.【答案】(1)b;由蓝色变成无色
(2)检查装置气密性的操作是关闭弹簧夹b,打开弹簧夹a,将注射器活塞从右向左推,如果A中得到水的体积等于注射器活塞推动的体积,说明装置的气密性良好。
(3)无影响
(4)推动注射器活塞速率太快或抽取空气时,未抽满500 mL(答案合理即可)
(5)酸性KMnO4溶液、溴水(答案合理即可)
(6)取平均值,使测定结果更准确。
【解析】【解答】(1)应该打开弹簧夹b,关闭弹簧夹a,抽拉注射器吸取500 mL空气,再关闭弹簧夹b,打开弹簧夹a,缓缓推气体进入C装置,重复上述操作多次。当C中溶液颜色由蓝色变成无色时,停止推动注射器的活塞。
(2)检查装置气密性的操作是关闭弹簧夹b,打开弹簧夹a,将注射器活塞从右向左推,如果A中得到水的体积等于注射器活塞推动的体积,说明装置的气密性良好。
(3)实验时,C装置中原有蒸馏水对实验无影响。
(4)推动注射器活塞速率太快,会导致二氧化硫不能完全反应,从而导致计算结果偏低;抽取空气时,未抽满500 mL,会导致计算的二氧化硫质量偏小,从而导致计算结果偏低。
(5)二氧化硫能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色,因此能用酸性KMnO4溶液、溴水代替碘的淀粉溶液。
(6)进行3次实验的目的是取平均值,使测定结果更准确。
【分析】(1)根据抽取空气的目的分析弹簧夹的开关情况;当单质碘完全反应时,蓝色褪去;
(2)检查装置的气密性时要保证装置能形成密闭的系统,且操作过程能引起压强差;
(3)该反应的原理为 SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,C装置中原有蒸馏水对实验无影响;
(4)根据检验的原理分析误差;
(5)能与SO2反应产生明显现象的试剂能代替碘的淀粉溶液;
(6)进行3次实验的目的是取平均值,使测定结果更准确。
24.【答案】(1)d
(2)ac
(3)吸热;1/9或0.11;1/7或14.3%;2NO+O2+4CO 4CO2+N2
(4)-1160 kJ·mol-1;1.6 NA
【解析】【解答】(1)a,根据图示,在一段时间内,NO消失的速率比CxHy快,a项合理;b,由图示,开始NO减少的同时NO2增多,NO生成NO2,b项合理;c,由图示,CxHy、NO2减少的同时PAN、O3增多,结合原子守恒,CxHy及NO2可生成PAN和O3,c项合理;d,O3浓度始终增大,O3不会生成PAN,d项不合理;
故答案为:d。
(2)a,该反应的正反应为气体分子数减小的反应,建立平衡过程中气体分子物质的量减小,在恒温恒容容器中,体系压强减小,平衡时气体分子物质的量不变,体系压强不变,体系压强不变能判断反应达到平衡;b,该反应中所有物质都是气体,根据质量守恒定律,混合气体的质量始终不变,容器的体积不变,混合气体的密度始终不变,混合气体密度保持不变不能说明反应达到平衡;c,起始NO和O2物质的量相等,建立平衡过程中转化的NO和O2物质的量之比为2:1,建立平衡过程中NO和O2物质的量之比减小,平衡时NO和O2物质的量之比不再变化,NO和O2物质的量之比保持不变说明反应达到平衡;d,每消耗2molNO同时生成2molNO2只表示正反应,不能说明反应达到平衡;能说明反应达到平衡的是ac,
故答案为:ac。
(3)①由图像可见T2先出现拐点,说明T2反应速率快,则T2 T1;T2平衡时N2的体积分数小于T1时,说明升高温度,反应2NO(g) N2(g)+O2(g)逆向移动,反应2NO(g) N2(g)+O2(g)的逆反应为吸热反应,即N2(g)+O2(g) 2NO(g)为吸热反应。
②用三段式
N2(g)+ O2(g) 2NO(g)
起始(mol) 10 5 0
转化(mol) 1 1 2
平衡(mol) 9 4 2
平衡时N2、O2、NO物质的量浓度依次为4.5mol/L、2mol/L、1mol/L,反应的平衡常数K= = = =0.11。若开始向容器中充入N2与O2均为1mol,设从开始到平衡时转化N2物质的量为x,用三段式
N2(g)+ O2(g) 2NO(g)
起始(mol) 1 1 0
转化(mol) x x 2x
平衡(mol) 1-x 1-x 2x
平衡时N2、O2、NO物质的量浓度依次为(1-x)/2mol/L、(1-x)/2mol/L、xmol/L,K= = = ,解得x= mol,达到平衡后N2的转化率为 = =0.143。③根据图示,发生的反应为2NO+O2=2NO2(①式),NO2与CO在催化剂作用下生成CO2和N2,反应为2NO2+4CO N2+4CO2(②式),将①式+②式,得总化学反应方程式为:4CO+2NO+O2 N2+4CO2。(4)16gCH4还原NO2至N2共放出热量867kJ,即1mol CH4还原NO2至N2共放出热量867kJ,据此可写出热化学方程式:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)ΔH=-867kJ/mol(①式),CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ/mol(②式),将①式 2-②式得CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=2ΔH-ΔH1=2 (-867kJ/mol)-(-574kJ/mol)=-1160kJ/mol。n(CH4)= =0.2mol,在反应中CH4被氧化成CO2,则反应中转移电子物质的量为0.2mol 8=1.6mol,转移电子总数为1.6NA。
故正确答案为:(1)d,(2)ac,(3)吸热,1/9或0.11,1/7或14.3%,2NO+O2+4CO 催 化 剂 _ _ 4CO2+N2,(4)-1160 kJ·mol-1,1.6 NA.
【分析】注意化学平衡图像的判断方法,用先拐先平为大进行判断。
25.【答案】(1)S;H2SO4;酸雨;2SO2+O2 2SO3
(2);1:2;2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑
【解析】【解答】(1)若A为淡黄色固体,B是有刺激性气味的无色气体,根据转化关系图可判断A是S,B是SO2,C是SO3,D是H2SO4。则①根据以上分析可知A、D的化学式分别为S、H2SO4;②SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸易被氧化为强酸硫酸从而形成酸雨而污染环境。③B→C反应是二氧化硫的催化氧化,反应的化学方程式为2SO2+O2 2SO3。(2)若C为淡黄色固体,B与氧气反应生成,因此C是过氧化钠,所以A是钠,B是氧化钠,D是氢氧化钠。则①过氧化钠含有离子键和极性键,电子式为 ,根据过氧化钠的电子式可判断C中阴阳离子数目比为1:2;
②C→D反应是过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑。
【分析】本题考查了连续氧化且水化的过程,非金属可以是碳,硫,氮的单质及其氢化物,金属可以是钠。