第七、八节 碳、氧循环及空气污染
一、选择题
1.在进行“空气中的氧气会减少耗尽吗?”辩论中,“空气中的氧气会减少耗尽”为正方观点,下列论点不应成为正方论据的是( C )
A.汽车越来越多,消耗的氧气越来越多
B.有证据表明,在远古时代的原始空气中氧气含量高达30%
C.限制二氧化碳的排放是目前各国政府的重要环境政策
D.地球人口的增多,其呼吸和使用的燃料越来越多
2.温室中的绿色植物受阳光的照射生长,昼夜测定温室内氧气的含量如图3-16-7所示,其中正确的是( D )
图3-16-7
3.小明在光照条件下,取一个大烧杯,
图3-16-8
其中装入大半杯清水,在烧杯底部放一些新鲜水草,并通入一定量的A气体。静置一段时间后,用漏斗罩住水草,然后将一只盛满水的小试管倒置于漏斗上(如图3-16-8所示)。过较长时间后,试管里收集到少许B气体。对此实验,下列判断正确的是( B )
A.A是O2,B是CO2
B.A是CO2,B是O2
C.A是N2,B是O2
D.A是N2,B是CO2
图3-16-9
4.如图3-16-9描述的信息,不正确的是( D )
A.物质X是O2
B.光合作用中,太阳能转化成化学能
C.C6H12O6是有机物
D.自然界中的物质是不会变化的
5.“低碳生活”是指减少能源消耗、节约资源,从而减少二氧化碳的生活方式。下列不符合“低碳生活”主题的是( B )
A.教科书循环使用 B.大量使用塑料袋
C.提倡以步行代替乘车 D.推广使用太阳能热水器
图3-16-10
6.如图3-16-10是自然界中碳循环示意图,其中X处表示的过程不包括( C )
A.动植物的呼吸
B.煤的燃烧
C.使用氢气作燃料
D.生物遗体的腐烂
7.大气中二氧化碳增多会引起温室效应,现有五个反应:
①CO2+H2O===H2CO3 ②CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
③6nCO2+5nH2O(C6H10O5)n+6nO2 ④CO2+C2CO
⑤CO2+CaCO3+H2O===Ca(HCO3)2
能说明自然界中消耗CO2的反应是( C )
A.①② B.②③ C.①③⑤ D.①②⑤
8.为解决日益加剧的温室效应等问题,科学家正在研究建立如图3-6-11所示的二氧化碳新循环体系:
图3-16-11
上述关系图能反映的化学观点或化学思想有( D )
①化学变化中元素种类是守恒的 ②燃烧时化学能可以转化为热能和光能 ③化学能可以转化为机械能
④光能或电能可以转化为化学能 ⑤无机物和有机物可以相互转化 ⑥二氧化碳也是一种重要的资源
A.①②③ B.①②③④⑤ C.①④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥
9.氧循环是自然界中的重要循环。下列①-⑥中有氧气参与的是( B )
图3-16-12
A.①②③⑥ B.③⑥ C.①②④⑤ D.①③④⑥
10.环境污染问题越来越受到人们的关注,造成环境污染的主要原因大多是人类生产活动中过度排放有关物质。下列环境问题与所对应的物质不相关的是( C )
A.温室效应——二氧化碳 B.光化学污染——二氧化氮
C.酸雨——二氧化碳 D.臭氧层破坏——氟氯烃
11.用I2O5可以测定空气受CO污染的程度,发生反应的化学方程式如下:I2O5+5CO===I2+5CO2,根据生成CO2的多少,可以判断CO的含量。关于这个反应,下列说法中正确的是( B )
A.参加反应的I2O5的质量等于生成的I2的质量
B.参加反应的各物质中的氧原子总数等于生成的CO2中的氧原子总数
C.反应物所含元素种类与生成物所含元素种类不一定相同
D.参加反应的I2O5和CO的质量比等于生成的I2和CO2的质量比
12.新型纳米材料MFe2Ox(3<x<4)中M表示+2价的金属元素,在反应中化合价不发生变化。常温下,MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S,转化流程如图3-16-13所示,已知MFe2Oy中Fe为+3价。下列说法中,正确的是( D )
图3-16-13
A.SO2对空气无污染 B.SO2发生了分解反应
C.SO2是该反应的催化剂 D.y的数值为4
13.如图3-16-14是北京地区PM2.5来源分布图。据此,下列措施对减少PM2.5效果最不明显的是( D )
图3-16-14
A.减少汽车的保有量
B.植树造林
C.用风能与太阳能发电替代燃煤发电
D.减少工业生产中二氧化碳的排放
14.我国科学家在CO低温氧化的研究上取得了突破性进展。利用四氧化三钴纳米棒,可将汽车尾气中的CO在低温下与氧气反应转化为CO2,示意图如图3-16-15所示。下列关于该转化过程中的几点说法,不正确的是( D )
图3-16-15
A.反应前后氧原子数不发生变化
B.反应中CO与O2的质量比为7∶4
C.四氧化三钴纳米棒可能是反应的催化剂
D.反应前后分子的数目没有发生改变,分子的种类一定发生改变
15.若甲代表生产者,乙代表消费者,丙代表分解者,丁代表大气中的CO2库,则图3-16-16中能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系的是( B )
图3-16-16
二、解答题
16.我国第一部《室内空气质量标准》于2003年3月1日起实施,其中规定室内空气中甲醛(HCHO)含量不得超过0.1 mg/m3。甲醛的含量可根据下列反应测定:4KMnO4+5HCHO+6H2SO4===2K2SO4+4MnSO4+5CO2+11H2O
现取某装修后的室内空气样品500 mL,用溶质质量分数为1.58×10-8(0.000 001 58%)的高锰酸钾溶液(其中加入适量的硫酸溶液)300 g,与其中的甲醛恰好完全反应。
(1)求500 mL该空气中甲醛的质量。
(2)通过计算说明,该居室内空气中甲醛含量是否符合国家规定的标准。
联系实际:刚装修完的房子,可以采用什么方法除去装修材料释放出来的甲醛?你还有没有其他的方法?
(1)1.125×10-3 mg
(2)500 mL该空气中甲醛的含量==2.25×10-6mg/mL=2.25 mg/m3>0.1 mg/m3;
该居室内空气中甲醛含量不符合国家规定的标准;通过室内空气的流通,可以降低室内空气中有害物质的含量,从而减少此类物质对人体的危害;还可以使用活性炭进行吸附而除去。
17.“牧童经济”是英国著名经济学家K?E博尔J提出的一种现有的对自然界进行掠夺、破坏式的经济模式,其主要特点是把地球看作一个取之不尽的资源宝库,并且进行无限度的索取,使自然生态遭到毁灭性的破坏,同时造成废物大量积累,环境污染日益严重。
(1)下列恶果不是由“牧童经济”模式造成的是C。
A.温室效应 B.酸雨 C.火山爆发 D.土地沙漠化
(2)下列经济模式属于“牧童经济”的是B。
①围田造房,毁林开荒 ②西气东输,充分利用能源 ③围湖造田,开垦荒山 ④发展工业,随意排污
A.①②③④ B.①③④ C.①②④ D.②③④
18.某地规定关于排放的废气中SO2的含量不超过0.4 mg/L。某兴趣小组利用以下反应:SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI,测定某工业废气中SO2的含量,测试装置如图3-16-17所示。
图3-16-17
测试步骤:
①碘溶液的配制:准确称取1.27 g碘单质,加入少量碘化钾,先溶解在100 mL水中,继续加水配制成1 000 mL溶液;
②取5 mL上述溶液,加入试管中,滴入2~3滴淀粉试液;
③把100 mL注射器的活塞推到底后,插入试管的橡皮塞中,如图3-16-17所示,然后缓缓向外拉,使吸入试管内的废气与淀粉碘溶液充分接触,每次抽取的气体为100 mL,重复抽取n次,直到溶液的颜色变为无色(废气中的其他成分不与淀粉碘溶液反应)。
(1)排放到空气中的SO2气体主要来自化石燃料燃烧。
(2)步骤②中,5 mL溶液中溶有碘单质6.35mg,滴入淀粉试液后,溶液变为蓝色。
(3)按步骤测试某工业废气,抽取次数为80次后,溶液刚好变为无色,试计算该废气中SO2含量,并判断是否符合排放标准。
排放达标
19.“水循环”“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。结合你所学到的化学知识回答下面有关问题。
(1)从物质变化的角度看,三大循环中有一种变化与另外两种变化有本质的区别,这一循环是水循环,这种循环主要是由水分子的运动引起的。
(2)从微观角度看,水分子是由氢原子、氧原子构成的;从宏观角度看,二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的。
图3-16-18
(3)如图3-16-18表示水、二氧化碳和氧气的循环图。
①图中a是自然界中消耗二氧化碳的主要途径,其名称为光合作用,除此以外,自然界中消耗二氧化碳的另一主要途径为海水吸收,此过程发生反应的化学方程式为CO2+H2O===H2CO3。
②请各举一例实现图中所示的物质变化,写出有关反应的化学方程式。变化b化学方程式:2H2+O22H2O;变化c化学方程式:2H2O2H2↑+O2↑;变化d化学方程式:C+O2CO2。
(4)在刚刚结束的“两会”上提出:今年二氧化碳排放强度要降低3.1%以上,二氧化硫、氮氧化物排放要分别减少3%左右和5%左右。请回答下列问题:
①现行空气质量日报中,未计入空气污染指数项目的是A(填序号)。
A.二氧化碳 B.二氧化硫 C.氮氧化物 D.可吸入颗粒物 E.臭氧
②大气中的CO2含量不断上升引起的环境问题是温室效应;大气中的CO2是不是越少越好?为什么?
不是,因为植物的光合作用需要二氧化碳(或二氧化碳太少,地表生物将遭受强烈紫外线的伤害,甚至地球也可能会变成冰球等)。
③人类降低空气中CO2含量的两个研究方向:一是增强对CO2的吸收,另一个是减少排放。“低碳经济”是一种以低能耗和高效能等为主要特征,以较少二氧化碳排放获得较大产出的新经济发展模式。下列做法中不符合“低碳经济”理念的是B(填序号)。
A.为了节约用纸,两面使用草稿纸
B.为了“QQ”能够升级,长期把“QQ”挂在线上
C.减少使用私家车次数,多乘公交车、骑自行车或步行
D.开发新能源,逐渐取缔直接利用化石燃料的历史
(5)研制和开发不含碳并可工业生产的清洁能源,一直是科学家不懈追求的目标,目前液氨被人们认为是一种潜在的清洁燃料。
①氨气在空气中充分燃烧的产物是氮气和水,试写出氨气燃烧反应的化学方程式:4NH3+3O22N2+6H2O。
②液氨和液氢燃料相比有关数据见下表,据此判断正确的是ACD(填序号)。
燃料
沸点(℃)
燃烧放热(kJ/g)
相对分子质量
爆炸极限
液态密度(g/ cm3)
氢
-252.6
119.20
2.0
4.0%~75.6%
0.07
氨
-33.50
18.65
17.0
16%~25%
0.61
A.以氨和氢为燃料时,可以减缓温室效应
B.氨泄漏到空气中比氢气更易发生爆炸
C.等质量的氨和氢分别燃烧,氢放出的热量多
D.氨的液化比氢容易得多
③在实验室中为探究氨气的性质,常用碱石灰和硫酸铵两种固体混合加热的方法制取氨气。通常情况下,氨气是一种极易溶于水,密度比空气小的气体。
请回答下列问题:
实验室制取氨气的发生装置为A(填字母序号,下同),在C、D、E三种装置中,收集氨气应选择D,若用装置F收集氨气,则应将c(选填“c”或“d”)与发生装置相连接。
图3-16-19