8.3环境保护与绿色化学
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率100%,不产生其他有毒物质,预防污染即防患于未然,从根本上消除污染。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是
①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反应 ⑤加成反应 ⑥加聚反应
A.①②⑤ B.②⑤⑥ C.只有⑤⑥ D.只有④
2.下列物质的应用中,主要利用的反应不属于氧化还原反应的是
A.用铝和氧化铁的混合物焊接铁轨
B.用氮气实现工业合成氨
C.实验室用溶液吸收尾气
D.过量铁粉与稀硫酸反应制备硫酸亚铁
3.五育并举,劳动先行。下列劳动项目与所述的化学知识具有因果关系的是
选项 劳动项目 化学知识
A 社区服务:宣传推广使用免洗手酒精消毒液 乙醇具有特殊香味
B 农业劳动:用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含N、P、K等元素
C 家务劳动:用洁厕灵(主要含浓盐酸)清洗马桶 含氯化合物具有杀菌消毒功能
D 职业劳动:食品包装袋内充氮气 氮气无色无味
A.A B.B C.C D.D
4.甲、乙、丙、丁四地的地理位置如图所示,交通均较为便利,其他地理条件如下:
甲地是风景旅游城市;乙地是硫酸消费中心;丙地有较为丰富的黄铁矿资源;丁地有少量的硫酸消费,根据以上信息,在硫酸厂厂址的选择时应选择
A.甲地 B.乙地 C.丙地 D.丁地
5.化学与生产、生活和科技密切相关。下列说法错误的是
A.疫苗一般冷藏存放以避免蛋白质变性
B.科学家成功将CO2转化为淀粉有利于实现“碳中和”
C.葡萄糖作为人类重要的能量来源,是由于它能发生水解
D.“天和号”推进器上的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
6.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法正确的是
A.明矾、铁盐均可以对水起净化作用
B.向煤中加入适量石灰石,使煤燃烧产生的最终生成,以减少对大气的污染
C.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
D.如果得了胃溃疡,可服用小苏打得以缓解
7.化学与环境密切相关,下列说法错误的是( )
A.CO2、NO2、SO2都会导致酸雨的形成
B.NO、NO2等氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物
C.生石灰能与SO2反应,可作煤燃烧时的脱硫剂
D.汽车排气系统中的三元催化器可减少尾气(CO、NOx、碳氢化合物)污染
8.下列行为中符合促进“低碳经济”发展宗旨的是:
①推广利用微生物发酵技术,将植物秸秆、动物粪便等制成沼气以替代液化石油气;②利用硅材料制成光伏发电装置发电;③限制化学发展,关停化工企业,消除污染源头;④大力发展潮汐能、风能、核能。
A.①②④ B.③④ C.① D.②④
9.资源、能源、环保、安全等是当今社会重要的研究主题。下列有关说法不正确的是
A.通过石油裂解可以得到乙烯等重要的基本化工原料
B.将煤气化生成水煤气,实现了煤的清洁、高效利用
C.太阳能和风能对环境无污染,是理想的新能源
D.阿司匹林具有解热镇痛作用,可长期大量服用
10.能源可分为一级能源和二级能源,自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源,需依靠其他能源的能量间接获得的能源称为二级能源。下列叙述不正确的是
A.电能是二级能源 B.水力是一级能源
C.天然气是二级能源 D.水煤气是二级能源
二、填空题
11.二十大报告中关于生态环境保护的论述全面而深刻,对研究等大气污染物的妥善处理具有重要指导意义。
主要污染物
PM2.5 91 PM10 166
(可入肺颗粒物) (可吸入颗粒物)
23 78
(二氧化硫) (二氧化氯)
CO 1 41
(一氧化碳) (臭氧)
(1)上表为孝感市某日空气质量报告,当日的首要空气污染物为 。
(2)煤炭燃烧造成环境污染的主要原因之一是形成硝酸型酸雨。
①氮元素在元素周期表中的位置 ,酸雨的pH (填“>”、“<”或“=”)5.6。
②煤燃烧产生的废气中的NO可以转化为硝酸,其过程一般分两步:
第一步为
第二步为 。
(3)CO、和等城市空气污染物来源之一为汽车尾气。三元催化可将汽车尾气中的CO和进行净化处理,该过程中发生反应的化学方程式为 。
(4)硝酸工业废气中有氨氧化物(),在酸性溶液中,氧化NO生成和。已知酸性溶液的初始pH越小,硝酸尾气NO转化率越高,其原因是 。
(5)通过如下流程可实现和NO综合处理并获得保险粉()和硝酸铵。
装置Ⅲ中生成与的物质的量之比为 。
12.十九大报告中指出“持续实施大气污染防治行动,打赢蓝天保卫战”。汽车尾气中的以及燃煤废气中的都是大气污染物,研究它们的性质对环境治理具有重要意义。
(1)是指大气中直径小于或等于的颗粒物。下列说法不正确的是 (填字母)。
a.主要来源于火力发电、工业生产、汽车尾气排放等过程
b.颗粒小,所以对人体无害
c.直径介于的颗粒物分散到空气中可形成胶体
d.推广使用电动汽车,可以减少的污染
(2)直接排放含的烟气会形成酸雨,危害环境。用化学方程式表示形成硫酸型酸雨的过程 (只写第一步)。
(3)洗涤含的烟气,下列物质不能作为洗涤剂的是 (填字母)。
a. b. c.
(4)煤燃烧前需进行脱硫处理,某种脱硫技术的基本原理如下:
①该技术第一步反应的离子方程式为 。
②处理含的黄铁矿,第二步消耗(标准状况下)的体积为 L(精确到0.01)。
(5)治理汽车尾气的(储存还原)技术均可有效降低柴油发动机工作过程中排放的。柴油发动机工作时在稀燃(充足、柴油较少)和富燃(不足、柴油较多)条件下交替进行,通过和的相互转化实现的储存和还原,原理如下:
①吸收的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
②若柴油中硫含量较高,在稀燃过程中,吸收氮氧化物的能力会下降至很低水平,结合化学方程式解释其原因 。
13.城市使用的燃料,现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气,它由煤炭与水(蒸气)反应制得,故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式 。
(2)液化石油气的主要成分是丙烷,丙烷燃烧的热化学方程式为:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220.0 kJ mol 1。已知CO气体燃烧的热化学方程式为:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ mol 1。试比较相同物质的量的C3H8和CO燃烧,产生的热量比值约为 。
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ mol 1。试比较同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量比值约为 。
(4)氢气是未来的能源,除产生的热量大之外,还具有的优点是 。
14.保护环境已成为人类共同的呼声,请回答下列问题:
(1)下列四种垃圾处理方法中,较为合理的是___________(选填字母,下同)
A.堆积 B.填埋 C.分类回收 D.焚烧
(2)下列措施不利于环境保护的是___________
A.推广使用无铅汽油 B.提倡家庭使用太阳能热水器
C.推广废旧电池单独回收 D.提倡家庭购买大排量汽车
(3)酸雨的PH<5.6,下列气体排放可能形成酸雨的是___________
A. B.CO C. D.氟氯代烷
(4)下列情况可能引起大气污染的是___________
①煤的燃烧②工业废气任意排放③燃放鞭炮④飞机、汽车尾气的排放
A.只有①② B.只有②④
C.只有①②③ D.①②③④
(5)下列产品的使用,不会造成环境污染的是___________
A.含磷洗衣粉 B.氢气燃料
C.氟氯烃制冷剂 D.含汞电池
15.科学家认为,氢气是一种高效而无污染的理想能源,近20年来,对氢能源的研究获得了迅速发展。
(1)已知1 mol H2完全燃烧时放出285.8 kJ的热量,试写出H2燃烧的热化学方程式: 。
(2)为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是 (填序号)。
A.电解水 B.锌和稀硫酸反应 C.光解海水
(3)某学生查阅大量资料,提出下列用水制取氢气的研究方向:
①研究在水不发生化学反应的情况下制取氢气,同时释放能量。
②设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气。
③寻找高效催化剂,提高水在一定条件下分解产生氢气的转化率。
④寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,用以分解水制取氢气
请你从上述研究方向中,选择其中不合理的项,并简述理由:不合理的是 ,理由是 。
16.2.2010年第41届世博会将在上海举办,世博会的主题是“城市,让生活更美好”。回答下列问题:
①世博园地区的改造提升了上海的环境质量,位于规划区的一座大型钢铁厂搬迁后,附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟尘的困扰.你认为棕红色烟尘是
A.CaCO3粉尘 B.P2O5粉尘 C.Fe2O3粉尘 D.SiO2粉尘
②上海白龙港污水处理厂升级改造,处理废水时加入明矾可作为混凝剂以吸附水中的杂质,明矾的化学式为 ;利用漂白粉可用来杀菌消毒,工业上利用氯气和石灰水制取漂白粉的化学反应方程式是 。
③低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,上海世博会的亮点之一是实现“二氧化碳零排放”。现在人们使用乙醇汽油作为汽车燃料充分体现了低碳经济,物质的量相同的乙醇与汽油(设为C8H18)均完全燃烧产生的CO2的物质的量之比为 ;
④世博会期间将用可降解的“玉米塑料”替代一次性饭盒、并可被用来制作世博会证件及胸卡,目的是为了防止产生 污染。
17.阅读材料,完成下列题目。
(1)常见的大气污染分为一次污染和二次污染。二次污染指的是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应生成新的污染物。二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮是否会导致二次污染?写出相关反应的化学方程式: 。
(2)汽车尾气(含一氧化碳、氮气、二氧化硫和一氧化氮等)是城市空气的污染源之一、治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”它能使一氧化碳与一氧化氮反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。
①汽车尾气中污染空气的主要物质是 。
②写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式: 。
③使用“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度,其原因是 。
④减少城市空气污染的方法有 。
A.开发氢能源 B.使用电动车 C.植树造林 D.戴上呼吸面具
18.改善燃煤质量,可减少煤燃烧对大气造成的污染。(___)
19.处理垃圾要遵循 、 、 原则。我国处理垃圾的方法主要有 、 、 。
20.请分析下图,并上网查阅相关资料,简述硫在自然界的循环过程,思考人类活动对硫的循环有什么影响.
三、判断题
21.煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能。
22.化学工作者进行的环境质量监测工作可有可无,有污染治理就行。( )
23.大量燃烧化石燃料排放的废气中含SO2,从而使雨水的pH<5.6形成酸雨。(___________)
24.改燃煤为燃气,可以减少废气中SO2等有害物质的排放量,是治理“雾霾”等灾害天气的一种措施。(___________)
25.低碳环保中的“碳”是指二氧化碳。( )
四、解答题
26.海水是巨大的资源宝库,从海水中提取溴和碘的过程如下。
(1)某化学小组的同学为了了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,设计了如图实验装置。
①图中仪器B的名称是 ,冷却水的出口为 。(填“甲”或“乙”)
②C中液体的颜色为 。
③D装置中NaOH溶液的作用是 。
(2)如图是工业上从海水中提取镁的简单流程。
①工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是 。
②电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸汽在特定的环中冷却后即为固体镁。下列物质中可以用作镁蒸汽的冷却剂的是 。(填字母)
A.Ar B.CO2 C.氮气 D.O2 E.水蒸气
(3)海带灰中富含以I-形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如图所示。
①灼烧海带时所用的主要仪器名称是 。
②向酸化的滤液中加H2O2溶液,写出该反应的离子方程式 。
②向酸化的滤液应该再加入CCl4作萃取剂,振荡、静置,可以观察到CCl4层呈 色。
27.二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产,二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。
完成下列填空:
(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。
如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,上图中可选用的发生装置
是 (填写字母)。
(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3,36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠 g(保留一位小数);如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数),被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠 g (保留一位小数)。
(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。
石灰-石膏法的吸收反应为SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4·2H2O。其流程如下图:
碱法的吸收反应为SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图:
已知:
试剂 Ca(OH)2 NaOH
价格(元/kg) 0.36 2.9
吸收SO2的成本(元/mol) 0.027 0.232
石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是 。和碱法相比,石灰-石膏法的优点是 ,缺点是 。
(4)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示) 。
28.践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,就要做好大气污染和水污染防治:
(1)为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含,不考虑其他成分),设计了如图流程:
①上述工业废气中可能造成环境污染的气体有 (至少写两种),固体Ⅰ含有的物质是 。
②NaNO2溶液综合处理含废水时,发生反应的离子方程式为 ;捕获剂所捕获的气体成分主要是 。
(2)汽车尾气是城市的污染源,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它的特点是使汽车尾气中的CO与NO2反应,生成无毒气体N2和CO2。
①写出上述反应的化学方程式: 。
②某化学兴趣小组在实验室模拟汽车尾气处理,设计了下图所示装置(部分夹持装置已略去):
a.结合实验目的,装置(Ⅲ)的主要作用为 。
b.该套装置中有一些不完善之处,如在装置(Ⅲ)与(Ⅳ)之间应加一气体干燥装置,还应在装置(Ⅳ)后添加 。
参考答案:
1.B
【分析】高效的绿色有机合成反应应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,如完全的加成反应、加聚反应、化合反应,达到零排放。
【详解】①置换反应产物为二种,原子利用率低于100%;
②化合反应产物只有一种,原子利用率为100%;
③分解反应产物为两种或两种以上,原子利用率低于100%;
④一般来说取代反应的产物为两种,原子利用率低于100%;
⑤加成反应产物只有一种,原子利用率为100%;
⑥加聚反应产物只有一种,原子利用率为100%;
符合题意的为②⑤⑥;
选B。
2.C
【分析】有电子得失(或电子对偏移),元素化合价发生变化的反应为氧化还原反应,据此分析解答。
【详解】A.铝和氧化铁在高温下反应生成铁和氧化铝,属于置换反应,元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,A正确;
B.氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下反应生成氨气,元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,B正确;
C.NaOH溶液和反应生成亚硫酸钠和水,元素化合价没有变化,不属于氧化还原反应,C错误;
D.过量铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,D正确;
故选C。
3.B
【详解】A.乙醇能使细菌蛋白质变性,可用于杀菌消毒,与其特殊香味无关,故A错误;
B.厨余垃圾含N、P、K等元素,因此可用厨余垃圾制肥料,故B正确;
C.用洁厕灵(主要含浓盐酸)清洗马桶,主要是含氯化合物HCl具有酸性,与马桶中污垢反应生成可溶的氯化物,与杀菌消毒无关,故C错误;
D.氮气化学性质稳定,可作保护气,与其颜色气味无关,故D错误;
答案选B。
4.B
【分析】工业以黄铁矿为原料制备硫酸的原理为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2、2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4;据此作答。
【详解】硫酸制备过程会产生三废,硫酸厂厂址不应选在风景旅游城市甲地;硫酸为腐蚀性液体,运输成本较高,选择靠近消费中心比靠近原料中心更有利,乙地是硫酸消费中心,丙地有较为丰富的黄铁矿资源,丁地有少量的硫酸消费;故硫酸厂厂址选乙地;答案选B。
5.C
【详解】A.疫苗通常为蛋白质,蛋白质受热易发生变性,所以疫苗一般需冷藏存放,A正确;
B.将CO2转化为淀粉,有利于将工农业生产中产生的CO2进行有效利用,从而减少向大气中的排放,有利于实现“碳中和”,B正确;
C.葡萄糖属于单糖,不能发生水解反应,C错误;
D.氮化硼是无机化合物,氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料,D正确;
故选C。
6.A
【详解】明矾或铁盐可水解生成具有吸附性氢氧化铝、氢氧化铁胶体,可用于除去水中的悬浮物,故A正确;
B.石灰石高温煅烧产生的氧化钙可以和有毒气体二氧化硫反应,生成的亚硫酸钙不稳定,易被氧气氧化为稳定的硫酸钙,实现煤的脱硫,故B错误;
C.光导纤维的成分是二氧化硅,不是硅单质,硅常用于半导体材料,故C错误;
D.小苏打与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为,患胃溃疡,服用小苏打,易穿孔,故D错误;
故选A。
7.A
【详解】A.溶解CO2的雨水为正常雨水,而NO2或SO2都会导致酸雨的形成,故A错误;
B.氮的氧化物可导致光化学烟雾发生,则NO2、NO含氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物,故B正确;
C.生石灰在加热条件下能与SO2反应生成CaSO3,则煤燃烧时加入生石灰可达到脱硫作用,故C正确;
D.CO、NOx、碳氢化合物在三元催化器中可生成N2和CO2,减小对环境的污染,故D正确;
故答案为A。
8.A
【分析】促进“低碳经济”应开发和利用好新能源,减少化石燃料的燃烧,提高煤的使用率,减少污染性气体的排放,增大低碳和零碳技术的研发和产业,充分利用好可再生能源。
【详解】①将植物秸秆、动物粪便等制成沼气以替代液化石油气,减少污染性气体的排放,符合促进“低碳经济”发展宗旨,正确;
②光伏发电装置发电不产生污染气体,符合促进“低碳经济”发展宗旨,正确;
③限制化工发展,关停化工企业,虽然能消除污染源头,但不利于经济发展和社会需求,不符合“促进低碳经济”宗旨,错误;
④符合促进“低碳经济”发展宗旨,正确;
所以①②④均符合题意,A正确;
综上所述,本题正确选项A。
9.D
【详解】A.石油裂解可以得到乙烯等重要的基本化工原料,A正确;
B.将煤气化生成水煤气,可减少含硫物质的排放,实现了煤的清洁、高效利用,B正确;
C.太阳能和风能对环境无污染,是理想的新能源,C正确;
D.阿司匹林具有解热镇痛作用,但不可长期大量服用,D错误;
故选D。
10.C
【详解】A.电能是通过物质燃烧放热转化成的,或是由风能、水能、核能等转化来的,为二级能源,故A正确;
B.水能是自然界中以现成形式提供的能源,为一级能源,故B正确;
C.天然气是自然界中以现成形式提供的能源,所以是一级能源,故C错误;
D.水煤气是以煤作为燃料,经过加工转化为CO和H2,故属于二级能源,故D正确;
故选:C。
11.(1)PM10
(2) 第二周期第VA族 <
(3)
(4)溶液pH越小,溶液中的浓度越大,氧化NO的能力越强
(5)2:1
【详解】(1)由表格数据可知,PM10的污染最严重,当日的首要空气污染物为PM10。
(2)①氮元素在元素周期表中的位置为第二周期第VA族,酸雨的pH<5.6;
②煤燃烧产生的废气中的NO可以转化为硝酸,其过程一般分两步:第一步为,第二步反应为NO2和水反应生成硝酸和NO,方程式为:。
(3)三元催化可将汽车尾气中的CO和进行净化处理,转化为没有污染的CO2和N2,化学方程式为:。
(4)是弱酸,在水溶液中不完全电离,溶液pH越小,溶液中的浓度越大,氧化NO的能力越强。
(5)装置Ⅲ中和HSO发生氧化还原反应生成与,Ce元素化合价由+3价上升到+4价,S元素由+4价下降到+3价,由得失电子守恒可知生成与的物质的量之比为2:1。
12.(1)bc
(2)
(3)c
(4) 37.35或37.33
(5) 1∶4 稀燃过程中,柴油中的硫被氧化为,发生反应,稳定,不易分解,也难与反应
【详解】(1)a.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5um的颗粒物。它的主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,故a正确;
b.PM2.5表面积大,具有吸附性,能吸附大量有毒物质,故b错误;
c.胶体微粒直径在10-7m~10-9m之间,PM2.5粒子的大小不符合,故c错误;
d.减少机动车尾气排放,减少了烟尘,能降低空气中PM2.5,故d正确;
故选: bc;
(2)二氧化硫与水反应生成亚硫酸,形成硫酸型酸雨的过程用化学式表示为:;
(3)为酸性气体,可用碱性物质作为洗涤剂来吸收它;
a.Ca(OH)2显碱性,两者反应生成亚硫酸钠和水,故符合题意;
b.Na2CO3显碱性,两者反应生成亚硫酸钠和二氧化碳,故符合题意;
c.CaCl2显中性,两者不反应,故不符合题意;
故选c;
(4)①第一步反应物为,生成物为,根据氧化还原反应得失电子数目相等,电荷守恒与原子守恒可知:;
②第二步发生的反应为:, 含的黄铁矿能生成的物质的量为:,第二步消耗的物质的量为6.67mol÷4=1.6675mol,(标准状况下)的体积为1.6675mol×22.4L/mol=37.35L;
(5)①根据题图乙所示,NO2和O2,与BaO反应生成Ba(NO3)2,化学方程式为 2BaO +4 NO2+ O2=2 Ba(NO3)2其中O2作氧化剂,NO2作还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:4;
②稀燃过程中氧气充足,柴油中的硫被氧化为,进一步与O2、BaO发生反应,稳定,不易分解,也难与反应,使BaO吸收氮氧化物的能力下降到很低的水平。
13. C+H2O(g)CO+H2 2220∶283 1571.9∶555 来源丰富,产物无污染等
【分析】(1)煤炭与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气;
(2)根据热化学方程式计算相同物质的量的丙烷和一氧化碳完全燃烧生成气态产物时产生的热量之比;
(3)根据热化学方程式计算;
(4)根据氢气的燃烧的产物及来源分析回答。
【详解】(1)煤炭与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气,反应方程式为C+H2O(g)CO+H2;
(2)根据热化学方程式可知,相同物质的量的丙烷和一氧化碳完全燃烧生成气态产物时产生的热量之比为2220:283;
(3)根据热化学方程式可知,相同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量比值为;
(4)氢气具有可燃性,燃烧的产物是水无污染,可以用水制取氢气,来源广。
14.(1)C
(2)D
(3)C
(4)D
(5)B
【解析】(1)
垃圾直接堆放、填埋会由于垃圾霉变生成有毒气体会污染空气,还会污染土壤、水资源等,焚烧垃圾虽然可减少“白色污染"等,但会产生有毒气体、固体颗粒等,增加了大气污染;而垃圾经分类回收处理可转化为可用资源,不会造成污染,所以选C。
(2)
推广使用无铅汽油、提倡家庭使用太阳能热水器、推广废旧电池单独回收都可以减少有害物质的排放,减少环境污染;而提倡家庭购买大排量汽车,会提高汽车尾气的排放,污染环境,所以选D。
(3)
引起酸雨的主要污染物为二氧化硫和氮氧化物,氟氯代烷可导致臭氧空洞,氮气是空气的主要成分之一,CO是一种有毒体,所以选C。
(4)
①煤的燃烧产生二氧化硫等污染物;②工业废气任意排放,形成大气污染;③燃放鞭炮产生二氧化硫有毒物质;④飞机、汽车尾气的排放,产生氮的氧化物等污染物质。
①②③④均可能引起大气污染;答案选D。
(5)
A.含磷洗衣粉会造成水体的富营养化,故A不符合题意;
B.氢气燃料的产物只有水,不会污染环境,故B符合题意;
C.氟氯经制冷剂会造成臭氧空洞,故C不符合题意;
D.含汞电池会造成水体、土壤的污染,故D不符合题意;
故选B。
15. H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol C ①③ ①:水分子中不含氢气分子,不可能在不发生化学反应的情况下得到氢气,且水分解是吸热反应(或③:催化剂能提高水分解产生氢气的反应速率,但不能提高水的转化率)
【分析】(1)书写热化学方程式时反应热要与反应的物质相对应,且要注明物质的聚集状态,据此书写热化学方程式;
(2)从开发较经济且资源可持续利用的制取氢气的方法要从能源消耗分析;
(3)①根据物质的分类、含有的元素、能量转化、物理变化与化学变化概念特点分析;
②用水制取新能源氢气,需吸收能量,设法将太阳光聚焦,产生高温使水分解产生氢气;
③根据概念及在反应中催化剂的作用分析;
④寻找特殊的化学物质,改变水分解的化学反应速率,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气。
【详解】(1)1 mol H2完全燃烧产生1 mol液态H2O时放出285.8 kJ的热量,则其燃烧的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol;
(2)A. 电解水需要大量的电能,不符合廉价的要求,A不符合题意;
B. 锌与稀硫酸反应,需要消耗大量的锌和硫酸,不符合廉价的要求,B不符合题意;
C. 光解海水,可充分利用光能,廉价而又低碳,符合要求,C符合题意;
故合理选项是C;
(3)①水是纯净物,不是混合物,水是化合物,其中含有H、O两种元素,而H2是单质,因此由水制取氢气的变化是由化合物转化为单质,发生的是化学变化,且水分解反应是吸热反应,故①不可行;
②用水制取新能源氢气,水在高温下也可以发生分解反应,设法将太阳光聚焦,产生高温使水分解产生氢气,②可行;
③催化剂,能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变,故寻找高效催化剂,使水分解产生氢气的速率加快,但催化剂不能使化学平衡发生移动,因此不能改变水分解的转化率,③不可行;
④寻找特殊的化学物质,改变水分解的化学反应速率,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气,④可行;
综上所述可知:不可行的措施是①③。
16. C KAl(SO4)2 12H2O 2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O 1:4 白色
【详解】(1)①选项中只有Fe2O3粉尘为棕红色,故答案为C;
②明矾为KAl(SO4)2 12H2O,氯气和石灰水反应生成Ca(ClO)2、CaCl2和水,反应的方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O;
③物质的量相同的乙醇(C2H6O)与汽油(设为C8H18),分子中C原子数分别为2和8,则均完全燃烧产生的CO2的物质的量之比为2:8=1:4;
④一次性饭盒的主要成分为聚乙烯材料,可形成白色污染。
17.(1)
(2) 氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫 促进二氧化硫转化为三氧化硫,生成了硫酸酸雾 ABC
【详解】(1)结合“二次污染”的含义,由二氧化硫与氧气在一定条件下反应生成三氧化硫,一氧化氮与氧气可反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,都会导致二次污染,则化学方程式为:; ;;
(2)汽车尾气中含一氧化碳,氮气,二氧化硫和一氧化氮等,故污染空气的主要物质是氮氧化合物,一氧化碳,二氧化硫;方程式为;由于亚硫酸的酸性弱于硫酸,而使“催化转化器”促进二氧化硫转化为三氧化硫,三氧化硫和水反应生成硫酸,产生了硫酸酸雾,故在一定程度上提高了空气的酸度;
A.氢气燃烧产生水,对环境无污染,A项正确;
B.使用电动车,不会产生对空气由污染的物质,B项正确;
C.植树造林可以净化空气,C项正确;
D.佩戴呼吸面具不能从源头上控制空气污染源,D项错误;
答案选ABC。
18.对
【详解】如果将煤直接燃烧,不但燃烧效率低,而且容易造成环境污染。改善燃煤质量,可减少煤燃烧对大气造成的污染,可采取的措施有煤炭洗选加工,限高高硫分和高灰分煤的开采,加入适量石灰等。
所以答案是“对”。
19. 无害化 减量化 资源化 卫生填埋 堆肥 焚烧
【详解】处理垃圾要遵循无害化。减量化、资源化的原则。我国处理垃圾的方法主要有卫生填埋、堆肥、焚烧。答案:无害化;减量化;资源化;卫生填埋;堆肥;焚烧。
20.硫在自然界中的循环是大气中的SO2随雨水进入土壤,最终变为SO,有的被植物吸收,有的随雨水进入海洋;大气中的SO2也能直接溶入海洋,海洋中的硫随海洋动植物遗体的沉积逐渐形成煤和石油;植物吸收硫后被动物摄食,硫元素进入动物体,人摄食含硫的植物和动物,硫又进入人体,人和动物的排泄物中也含有硫,它们进入土壤,含硫的动、植物体既可能进入土壤,也有形成煤和石油的可能,地壳、土壤或煤、石油中的硫又会进入大气,形成硫的循环;
人类活动对硫的循环的影响是:人类对煤、石油、矿石的开发和利用,释放出更多 SO2,破坏了自然界中硫的循环。
【详解】大气中的SO2随雨水进入土壤,最终变为SO,有的被植物吸收,有的随雨水进入海洋;大气中的SO2也能直接溶入海洋,海洋中的硫随海洋动植物遗体的沉积逐渐形成煤和石油;植物吸收硫后被动物摄食,硫元素进入动物体,人摄食含硫的植物和动物,硫又进入人体,人和动物的排泄物中也含有硫,它们进入土壤,含硫的动、植物体既可能进入土壤,也有形成煤和石油的可能,地壳、土壤或煤、石油中的硫又会进入大气,形成硫的循环,人类活动对硫的循环的影响是:人类对煤、石油、矿石的开发和利用,释放出更多SO2,破坏了自然界中硫的循环。
答案为:硫在自然界中的循环是大气中的SO2随雨水进入土壤,最终变为SO,有的被植物吸收,有的随雨水进入海洋;大气中的SO2也能直接溶入海洋,海洋中的硫随海洋动植物遗体的沉积逐渐形成煤和石油;植物吸收硫后被动物摄食,硫元素进入动物体,人摄食含硫的植物和动物,硫又进入人体,人和动物的排泄物中也含有硫,它们进入土壤,含硫的动、植物体既可能进入土壤,也有形成煤和石油的可能,地壳、土壤或煤、石油中的硫又会进入大气,形成硫的循环;
人类活动对硫的循环的影响是:人类对煤、石油、矿石的开发和利用,释放出更多 SO2,破坏了自然界中硫的循环。
21.正确
【详解】煤、石油、天然气等燃料都是化石能源,最初来源都可追溯到太阳能,正确。
22.错误
【解析】略
23.正确
【详解】大量燃烧化石燃料排放的废气中含SO2,与空气中氧气、水反应生成硫酸,从而使雨水的pH<5.6形成酸雨,故正确。
24.正确
【详解】改燃煤为燃气,可以减少废气中SO2、碳氢化合物、可吸入颗粒物等有害物质的排放量,是治理“雾霾”等灾害天气的一种措施,故正确。
25.正确
【详解】低碳环保指减少日常作息时所耗用能量的绿色环保的生活方式,其目的主要是减少温室气体的排放量,特别是二氧化碳,从而减少对大气的污染,减缓生态恶化,正确。
26. 直形冷凝管 甲 深红棕色或红棕色 吸收尾气,防止污染环境 Ca(OH)2 A 坩埚、酒精灯、泥三角、三脚架 2H++2I-+H2O2=I2+2H2O 紫红
【分析】本题通过三组实验分别从海水中提取溴、镁、碘,第一组实验为工业溴的提纯实验,因为溴是一种极易挥发的液体,故在热水浴中可以将溴挥发出来,通过冷凝管的冷凝作用将纯净的溴收集起来,达到提纯的效果;第二组实验为海水提镁实验,向海水中加入氢氧化钙溶液将海水中的镁提取出来,后经过盐酸的溶解、蒸发得到固体氯化镁,通过电解熔融的氯化镁得到纯净的镁,在电解过程中需通入惰性气体以保护镁不被氧化;第三组实验为海带提碘实验,将干海带灼烧呈灰后加水溶解,含有碘的物质就转移到溶液中,向溶液中加入少量酸化过的过氧化氢,碘离子可以与酸化的过氧化氢反应生成碘单质,在通过萃取的方式将单质提纯,即得到纯净的碘单质。
【详解】(1)①图中仪器B的名称是直形冷凝管,为达到较好的冷凝效果,采用逆流原理,冷却水的出口为甲,故答案为:直形冷凝管;甲;
②由题中信息可知,C中液体为液态溴,颜色为深红棕色或红棕色,故答案为:深红棕色或红棕色;
③溴有毒性和强腐蚀性,D装置中NaOH溶液的作用是吸收尾气,防止污染环境,故答案为:吸收尾气,防止污染环境;
(2)①石灰乳便宜易得,则工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是Ca(OH)2,故答案为:Ca(OH)2;
②电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸汽在特定的环境中冷却后即为固体镁,Mg与二氧化碳、氮气、氧气、水蒸气均反应,只有Ar可以用作镁蒸汽的冷却剂,故答案为:A;
(3)①灼烧海带时所用的主要仪器名称是坩埚、酒精灯、泥三角、三脚架,故答案为:坩埚、酒精灯、泥三角、三脚架;
②向酸化的滤液中加H2O2溶液,碘离子被氧化为碘单质,该反应的离子方程式为2H++2I-+H2O2=I2+2H2O,故答案为:2H++2I-+H2O2=I2+2H2O;
②酸化的滤液中含有碘,碘易溶于有机溶剂,向滤液中再加入CCl4作萃取剂,振荡、静置,可以观察到CCl4层呈紫红色,故答案为:紫红。
27. ae 18.9 19.8 酸性氧化物与碱的反应 成本低 亚硫酸钙在输送中容易造成管道堵塞
【分析】(1)用硫酸和亚硫酸钠制取二氧化硫,反应物是固液混合,且该反应不需要加热,所以可以采用固液混合不加热型装置,希望能控制反应速度,则盛放硫酸的仪器必须含有活塞而能控制液体量;
(2)由硫守恒可得:Na2SO3~SO2,根据关系式及二氧化硫的物质的量计算出需要亚硫酸钠的质量;设没有变质的亚硫酸钠为100g,根据变质的质量计算出变质后溶液中亚硫酸钠的质量分数,再计算出需要变质后的亚硫酸钠的质量;
(3)根据石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的原理分析相同之处;利用题中已知信息及反应原理判断石灰-石膏法的优点和缺点;
(4)将亚硫酸钠和氢氧化钙发生复分解反应生成NaOH,然后再将亚硫钙氧化得到二水硫酸钙,这样NaOH能循环利用。
【详解】(1)用硫酸和亚硫酸钠制取SO2的试剂为固态和液态,反应条件不需加热,可通过控制添加硫酸的速率来控制反应速率,结合装置可知a、e可达到目的;
(2) H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2+H2O
126g 22.4L
m 3.36L
m=18.9g
4g亚硫酸钠被氧化为硫酸钠后的质量变为4.5g,则有4.0%亚硫酸钠被氧化为硫酸钠的样品中,亚硫酸钠的质量分数为95.5%,因此称取样品的质量为19.8g。
(3)石灰-石膏法与碱法吸收SO2都是利用SO2是酸性氧化物可与碱反应的性质来吸收SO2的;利用题中已知和有关信息可知采用石灰-石膏法所用原料易得、成本低等,但因Ca(OH)2碱性弱,导致吸收速率慢、效率低;
(4)依据上述流程操作存在的缺点,能实现物料循环的烟气脱硫方案
28.(1)
(2) 检验CO是否转化为CO2 尾气吸收装置
【分析】(1)工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收,生成固体1为生成的CaCO3、CaSO3及过量Ca(OH)2;气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、N0、CO;气体l通入气体X,用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2,X可为空气,但不能过量,否则NaNO2被氧化得到硝酸钠;NaNO2与含有的溶液反应生成无污染气体,应生成N2,则气体2含有CO、N2,捕获剂所捕获的气体主要是CO;
(2)CO与NO混台气体在催化剂加热条件下反应生成氮气和二氧化碳,装置Ⅰ进一步将CO转化为CO2,装置Ⅲ检验二氧化碳,整套装置缺少尾气处理中装置。
【详解】(1)①工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO ),可能造成环境污染的气体有SO2、NO、CO,CO2、SO2可被石灰水吸收,生成固体Ⅰ为CaCO3、CaCO3及过量Ca(OH)2混合物;
②NaNO2与含有的溶液反应生成无污染气体,应生成N2,根据电子守恒、原子守恒及物质的拆分原则,可知、发生氧化还原反应生成N2和H2O,反应的离子方程式为:;
由分析可知:捕获剂所捕获的气体主要是CO;
(2)①一氧化碳和一氧化氮在催化剂和加热的条件下转化为氮气和二氧化碳,根据电子守恒、原子守恒,可知该反应的化学方程式为:;
②二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以装置Ⅲ的主要作用是:检验CO是否转化为CO2,由于尾气中仍残留未反应的NO和CO,所以该装置的不完善之处是:无尾气处理装置,应该连接一个尾气处理装置