专题4.2资源综合利用环境保护-试题同步练习2017-2018学年高一化学人教版（必修2）（解析版）

第四章 化学与自然资源的开发利用
第二节 资源综合利用 环境保护
一、煤、石油和天然气的综合利用
1．从煤、石油和天然气中获得基本化工原料
(1)煤的组成和加工
①煤的组成
②煤的加工方法及产品
(2)天然气的组成和利用
(3)石油的组成和加工
【特别提醒】煤的干馏、气化、液化，石油的裂化、裂解均是化学变化，而石油的分馏是物理变化。
2．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料
(1)三大合成材料：______________、________________、________________，这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。
(2)合成高分子化合物的常见反应类型
①加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过________________相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。如_________________________________________________。
注意：a．单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如____________________。
b．链节：高分子化合物中的最小重复单元，如______________________________________。
c．聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的n。
②缩聚反应：由相对分子质量小的化合物通过________结合成相对分子质量很大的高分子化合物，同时有____________(如H2O等)生成的反应。如：
二、环境保护与绿色化学
1．环境问题
主要是指由于人类不合理地开发和利用______________而造成的________________破坏，以及__________和____________所造成的环境污染。根治污染的最有效途径是控制__________。
2．“三废”污染
“三废”主要指________、________和________，大气污染物主要来自__________________和工业生产过程中产生的________及其携带的____________；工业生产中的废水往往含有复杂的成分，任意排放会导致土壤、水源的污染，需要经过多步处理才能达到排放标准；废渣等固体废弃物的处理兼有____________________和______________________两个重要目的。
3．当今化学工作者面临的重要任务
(1)环境监测
(2)三废治理
(3)寻找源头治理环境污染的生产工艺等。
其中对环境情况的监测，就是对污染物的________________________________________等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。
4．绿色化学
绿色化学的核心是利用化学原理从________上________和________工业生产对环境的污染。
“原子经济”就是反应物的原子____________为期望的最终产物，这时原子利用率为______。
【答案】一、1．(1)①有机物　无机物　C　H、O、N、S　②焦炉气　煤焦油 可燃性气体　C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
(2)CH4　燃料
(3)碳氢化合物　利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程　汽油　煤油　柴油　乙烯　丙烯　甲烷　C3H6　C2H6　加热　催化剂　链状　环状
2．(1)塑料　合成橡胶　合成纤维
(2)①加成反应　nCH2==CH2?　a．CH2==CH2　 b．—CH2—CH2—
②缩合　小分子
二、1．自然资源　生态环境　工农业生产　人类生活　污染源
2．废气　废液　废渣　化石燃料燃烧　废气　颗粒物　减少环境污染　资源回收利用
3．(3)存在形态　含量
4．源头　减少　消除　全部转化　100%
一、煤、石油和天然气的综合利用
1．“三馏”比较
干馏
蒸馏
分馏
原理
隔绝空气加强热使物质分解
根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离　
与蒸馏原理相同
产物
产物为混合物
产物为单一组分的纯净物
产物为沸点不同的各组分组成的混合物
反应类型
化学变化
物理变化
物理变化
2．化学中“两裂”的比较
名称
定义
目的
裂化
在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃
提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量
裂解
在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃
获得短链不饱和烃
3．化学“六气”的主要成分
高炉煤气
水煤气
天然气
液化石油气
焦炉气
裂解气
主要成分
CO、CO2
H2、CO
CH4
C3H8、C4H10
H2、CH4、C2H4、CO
C2H4、C3H6、C4H8、CH4
二、环境保护和绿色化学
六大环境问题
环境问题
主要污染物
主要危害
温室效应
CO2
造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等
酸雨
SO2、NOx
土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
臭氧层破坏
氟氯代烷、NOx
到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害
光化学烟雾
碳氢化合物、NOx
刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡
白色污染
废弃塑料制品
①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产；②混入生活垃圾中难处理、难回收；③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡
赤潮和水华
废水中含N、P元素的营养物质
使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变成浑浊绿色，水质恶化
典例1 (吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测)煤和石油是两种重要的能源，下列说法正确的是
A．液化石油气、汽油和石蜡的主要成分都是碳氢化合物
B．煤经气化和液化两个物理变化过程，可变为清洁能源
C．石油裂解和油脂皂化都是高分子生成小分子的过程
D．工业上获得大量的乙烯和丙烯的方法是石油裂化
【答案】A
【解析】液化石油气、汽油和石蜡的主要成分都属于烃，故A正确；煤经气化和液化属于化学变化，故B错误；石油、油脂都不是高分子化合物，故C错误；工业上获得大量的乙烯和丙烯的方法是石油裂解，故D错误。
典例2 聚丙烯酸酯的结构简式可表示为，由丙烯酸酯加聚得到。下列关于聚丙烯酸酯的说法不正确的是
A．属于高分子化合物，是混合物 B．链节为—CH2—CH—
C．单体为CH2==CH—COOR D．n为聚合度
【答案】B
【解析】依据高分子化合物聚丙烯酸酯的结构简式，可确定其链节为，单体为，n为聚合度，因n值不确定，聚丙烯酸酯是很多高分子化合物的混合物，故B不正确。
典例3 (山东省枣庄市薛城区2017-201８学年第一学期高二期末测试)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，保护环境问题已经广泛引起人们关注，下列说法不利于环境保护的是
A．加快化石燃料的开采与使用
B．推广使用节能环保材料
C．推广新能源汽车替代燃油汽车
D．用晶体硅制作太阳能电池将太阳能直接转化为电能
【答案】 A
【解析】A、加快化石燃料的开采与使用会增加污染物的排放量，故A不符合题意；;B、推广使用节能环保材料可以节约能源，减少二氧化碳的排放，故B符合题意；C、应用高效洁净的能源转换技术，可以节约能源，减少二氧化碳的排放，故C对；D．用晶体硅制作太阳能电池将太阳能直接转化为电能，节省能源降低污染，故D对。所以A选项是正确的。
典例4 已知A、B、F是家庭中常见用品中的有机物成分，E是石油化工发展水平的标志，F是一种常见的高分子材料。根据下面转化关系回答下列问题：
(1)操作⑥、操作⑦的名称分别为________、________。
(2)下列物质中沸点最高的是________。
A．汽油 B．煤油 C．柴油 D．重油
(3)在①～⑤中属于取代反应的是________；原子利用率为100%的反应是________(填序号)。
(4)写出A、F的结构简式：A________、F________。
(5)写出反应③的离子方程式：___________________________________________。
(6)作为家庭中常见的物质F，它给我们带来了极大的方便，同时也造成了环境污染，这种污染称为____________________________。
【答案】(1)分馏　裂解
(2)D
(3)①②③　④⑤
(4)CH3COOH
(5)CH3COOCH2CH3+OH－―→CH3COO－+C2H5OH
(6)白色污染
【解析】石油经过分馏可生产石油气、汽油、柴油等产品，而上述产品再经过高温裂解可制得乙烯、丙烯等化工产品，而E是石油化工发展水平的标志，故E为乙烯，则F为聚乙烯，B为乙醇。由框图知C为乙醇与酸A发生酯化反应生成的酯， A为乙酸，C为乙酸乙酯，其他答案可依次推出。
K基础
1．(长郡中学、株洲市第二中学等十四校2018届高三第一次联考)习主席在十九大报告中指出：“绿水青山就是金山银山。”而利用化学知识降低污染、治理污染，改善人类居住环境是化学工作者当前的首要任务。下列做法不利于环境保护的是
A．开发清洁能源
B．有效提高能源利用率
C．研制易降解的生物农药
D．对废电池做深埋处理
2．有关煤的叙述中不正确的是
A．煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质
B．煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分
C．煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素
D．煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键
3．下列石油的炼制和加工过程，属于物理变化的是
A．分馏 B．重整
C．裂化 D．裂解
4．(湖南省师范大学附属中学2017-2018学年高二上学期期末考试)下列有关石油的炼制工艺中，属于获得汽油的主要途径的是
A．裂化 B．裂解
C．常压分馏 D．减压分馏
5．下列说法错误的是
A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油
B．含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C．煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物
D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来
6．我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破，达到5吨煤可以合成1吨成品油的水平。下列有关叙述错误的是
A．煤的组成元素主要是C，还含有少量的H、N、S、O等元素
B．“煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物
C．煤之所以能变“油”，是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油
D．煤变成成品油需要经过一系列工艺流程，发生复杂的物理、化学变化才能实现
7．(重庆一中2017-2018学年高二上学期期末考试)下列说法错误的是
A．催化重整是获得芳香烃的主要途径之一
B．重油的催化裂化主要是为提高轻质油的产量
C．“西气东输”工程中输送的气体主要成分为甲烷
D．煤经气化和液化等物理变化过程，可变为清洁能源
8．“绿色化学”提倡化工生产应尽可能将反应物的原子全部利用，从根本上解决环境污染问题。在下列制备环氧乙烷的反应中，最符合“绿色化学”思想的是
9．下列有关环境问题的说法正确的是
A．燃煤中加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量
B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康
C．pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨
D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染
10．下图是实验室干馏煤的装置图：
(1)指出图中仪器名称：a．________，d．________。
(2)仪器d的作用是________________________________________，c中液体有________和________，其中无机物里溶有________，可用________检验出来。有机物可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。
(3)e处点燃的气体主要成分有_______________________________(填化学式)，火焰的颜色是________。
K能力
11．(河北省武邑中学2017-2018学年高二上学期期末考试)下列说法不正确的是
A．石油的裂解可以提高汽油等轻质油的质量和产量
B．在一定条件下煤和氢气作用得到液体燃料的过程是煤的液化途径之一
C．石油气通入溴水中不能使溴水褪色
D．煤焦油经过分馏可以获得苯
12．下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置。下列叙述错误的是
A．上图实验中发生了化学变化
B．液体X的pH＞7，液体Y是黑色黏稠状的煤焦油
C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色
D．液体Y是一种纯净物
13．近几年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表达。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列四个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是
14．“绿色化学”是人们最近提出的一个新概念，主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应符合绿色化学概念的是
A．制CuSO4：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
B．制CuSO4：2Cu+O22CuO、CuO+H2SO4(稀)===CuSO4+H2O
C．制Cu(NO3)2：3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
D．制Cu(NO3)2：Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
15．下列对乙烯和聚乙烯的描述中，不正确的是
A．乙烯是纯净物，常温下为气态，聚乙烯为固态，是混合物
B．乙烯性质比聚乙烯活泼
C．取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的质量分别相等
D．取等物质的量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的物质的量分别相等
16．(北京市中国人民大学附属中学2017-2018学年上学期期中考试) “绿色化学”是当今社会人们提出的一个新概念。在绿色化学中，一个重要的衡量指标是原子利用率。其计算公式为：
现有工业上用乙基蒽醌制备H2O2，其工艺流程的反应方程式为
则用乙基蒽醌法制备H2O2的原子利用率是
A．12.6% B．12.5% C．94.1% D．100%
17．(1)如图是石油分馏塔的示意图。关于a，b，c三种馏分，下列说法正确的是________(填字母)。
A．a的沸点最高
B．b的熔点最低
C．c的平均相对分子质量最大
D．每一种馏分都是纯净物
(2)裂化汽油中除含有C5～C11的烷烃外，还含有C5～C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，实验步骤如下：
①先逐滴加入________，振荡，如果看到________，则证明有________存在。
②继续逐滴加入________至________为止，静置，用分液漏斗分出________(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品，再加入________振荡，如果看到________，则证明裂化汽油中有________存在。
K真题
18．(2017·江苏卷)2017 年世界地球日我国的主题为“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”。下列做法应提倡的是
A．夏天设定空调温度尽可能的低
B．推广使用一次性塑料袋和纸巾
C．少开私家车多乘公共交通工具
D．对商品进行豪华包装促进销售
19．(2017·新课标Ⅲ卷)化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A．PM2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物
B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
20．(2016·江苏卷)大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是
A．燃烧煤炭供热 B．利用风力发电
C．增加植被面积 D．节约用电用水
21．(2016·新课标Ⅱ卷)下列有关燃料的说法错误的是
A．燃料燃烧产物CO2是温室气体之一
B．化石燃料完全燃烧不会造成大气污染
C．以液化石油气代替燃油可减少大气污染
D．燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一
1．【答案】D
2．【答案】B
【解析】该题主要考查煤的成分及利用，煤是有机物和少量无机物组成的混合物，煤焦油是煤干馏的产物之一，不属于煤本身的成分，故选B项。
3．【答案】A
【解析】分馏是利用物质的沸点不同而进行的操作，属于物理变化。
4．【答案】A
【解析】石油的催化裂化的目的是获得轻质油，提高汽油、煤油和柴油等轻质油的质量和产量，属于获得汽油的主要途径，裂解是采取比裂化更高的温度，使石油分馏产物中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的过程，答案选A。
5．【答案】D
【解析】汽油是C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到，也可由C18以上的烷烃经过裂化反应得到，A、B正确；煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物，其干馏产物中有苯和甲苯等，故C正确，D错误。
6．【答案】C
【解析】本题考查煤的组成及综合利用。煤之所以能变“油”，是通过煤的液化将煤中的有机物转化为可燃性液体燃油，并不是因为煤中含有汽油、柴油和煤焦油。
7．【答案】D
8．【答案】C
【解析】“绿色化学”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。观察各选项可知，只有C中反应物全部转化为生成物。
9．【答案】A
【解析】石灰石在煤燃烧过程中分解为CaO，CaO和SO2结合为CaSO3，进一步转化为CaSO4，可减少SO2污染，A正确；B项，当空气中臭氧的含量超过10－5%(体积分数)时，就会对人体、动植物及暴露在空气中的物质造成危害；C项，pH小于5．6的雨水称为酸雨；D项，含磷合成洗涤剂易造成水体富营养化，形成“水华”“赤潮”等水体污染。
10．【答案】(1)酒精喷灯 烧杯
(2)盛装冷水对蒸气进行冷却　粗氨水　煤焦油　氨　酚酞溶液(答案合理即可)　分馏
(3)H2、CH4、CH2==CH2、CO　淡蓝色
11．【答案】A
【解析】A、石油裂化是提高轻质液体燃料特别是汽油的产量和质量，裂解的目的是为了提高乙烯的产量，故A错误； B、煤的液化是将煤在氢气和催化剂作用下通过加氢裂化转变为液体燃料的过程，故B正确；C、石油气中没有不饱和烃，通入溴水中不能使溴水褪色，故C正确；D、煤焦油中含有苯等芳香烃，经过分馏可以获得苯，故D正确；故选A。
12．【答案】D
【解析】煤的干馏产物有NH3，易溶于水而呈碱性，pH>7，同时还生成了煤焦油，它的主要化学成分为芳香族化合物，是难溶于水的黏稠液体。煤干馏的气体产物中的氢气、一氧化碳具有还原性，可以还原CuO，气体产物中的C2H4可使溴水褪色。
13．【答案】C
【解析】据题意，“绿色化学”要求从经济、环保和技术三个方面设计可行的化学反应。从经济角度考虑，B项最不符合，除Mg外还用了三种试剂；D项不符合，用了两种较贵的试剂浓硫酸和Ba(NO3)2。从环保角度考虑，A、D两项分别产生了污染环境的氮氧化物和SO2，B项也使用了会对环境造成污染的Cl2。从技术角度看，D项中Ba(NO3)2溶液的加入量较难控制。综上所述，可知只有C项符合“绿色化学”的要求。
14．【答案】B
【解析】本题考查有关浓硫酸和硝酸与金属反应的产物特点、制取方案的优化和绿色化学知识。思考时注意反应物和产物的物理、化学性质，考虑其是否会带来污染、是否额外消耗能量、是否有腐蚀性、毒性、爆炸危险以及成本等，注意采用对比的方法。在选项A、C、D的产物中有二氧化硫和氮氧化物，有毒且污染环境，硫酸和硝酸的利用率低。而B选项没有气体产物，无污染物排放，硫酸的利用率高。
15．【答案】D
【解析】乙烯可聚合成聚乙烯，由于聚合度n值不同，生成的聚乙烯分子也不同，所以聚乙烯是混合物；乙烯和聚乙烯组成的实验式相同而相对分子质量不同，可推知C项正确，D项错误。
16．【答案】D
【解析】由反应可知，乙基蒽醌制备H2O2的总反应为H2+O2===H2O2，属于化合反应，原子利用率为100%，故选D。
17．【答案】(1)C
(2)①溴水　溴水褪色　烯烃　②溴水　不褪色　上　酸性KMnO4溶液　溶液褪色　苯的同系物
18．【答案】C
【解析】A、设定温度很低时，空调会一直工作，浪费电能，选项A错误；B、使用一次性塑料袋和纸巾是浪费资源的行为，选项B错误；C、少开私家车多乘公共交通工具，属于节约能源，应该提倡，选项C正确；D、对商品进行豪华包装促进销售，浪费资源，选项D错误。答案选C。
19．【答案】C
【解析】A项，PM2.5是指微粒直径不大于2.5?μm的可吸入悬浮颗粒物，正确；B项，绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染，正确；C项，燃煤中加入生石灰可以减少硫酸型酸雨的形成(原理为2CaO+2SO2+O22CaSO4)，但在加热时生石灰不能吸收CO2，不能减少CO2的排放，不能减少温室气体的排放，错误；D项，天然气(主要成分为CH4)和液化石油气(主要成分为C3H8、C4H10)是我国目前推广使用的清洁燃料，正确；答案选C。
20．【答案】A
【解析】A、煤炭的主要成分是碳，燃烧会产生二氧化碳，导致大气中CO2的含量增加，A符合题意；B、利用风力发电能减少CO2的排放，B不符合题意；C、绿色植物的光合作用能吸收CO2，降低大气中CO2的含量，C不符合题意；D、我国的能源主要来自燃煤发电，节约能源，会降低大气中CO2的含量，D不符合题意。答案选A。
21．【答案】B