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第三节 环境保护与绿色化学
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边的高考专家!】环境保护与绿色化学
[学业达标]
1．“化学，让生活更美好”，下列叙述不能直接体现这一主旨的是( )
A．风力发电，让能源更清洁
B．合成光纤，让通讯更快捷
C．合成药物，让人类更健康
D．环保涂料，让环境更宜居
2．下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是( )
A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C．节能减排符合低碳经济的要求
D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
3．下列说法正确的是( )
A．利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向
B．光合作用是将光能转化为化学能的有效途径
C．石油、煤、天然气属于二次能源
D．绿色化学最显著的特征是在生产化工产品过程中必须以绿色植物为原料
4．下列说法不正确的是( )
A．采用原煤脱硫技术，可减少燃煤燃烧时产生的SO2
B．自来水可用氯气来杀菌消毒，说明氯气无毒
C．氮氧化物可以破坏臭氧层，也能形成酸雨
D．化石燃料燃烧产生大量CO2，会导致温室效应
5．将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是( )
①使煤充分燃烧，提高煤的利用率 ②减少SO2的产生，避免造成“酸雨” ③减少有毒的CO产生，避免污染空气 ④减少CO2的产生，避免“温室效应”
A．①②③
B．②③④
C．①③④
D．①②③④
6．化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是( )
A．向煤中加入适量生石灰，可减少SO2对大气的污染
B．用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料，减少白色污染
C．光化学烟雾、硝酸型酸雨的形成都与氮氧化合物有关
D．人造纤维、合成纤维和光导纤维都属于有机高分子化合物
7．绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。下列不符合绿色化学理念的是( )
A．尽可能使用无毒无害的原材料
B．尽可能减少生产过程中的能量消耗
C．治理产生的污染优于防治污染的产生
D．尽可能采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线
[等级突破]
8．绿色化学实验是指在绿色化学的思想指导下，对常规实验进行改革而形成的实验新方法。下列符合绿色化学实验操作的是( )
A．将一氧化碳还原氧化铜的尾气直接排入空气中
B．将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中
C．将跟氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全
D．将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离
9．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。部分城市已将PM2.5列入空气质量播报指标。下列有关说法中不正确的是( )
A．空气中PM2.5含量较高时，容易引起呼吸系统疾病
B．国家应该大力开发和使用太阳能、风能、天然气等可再生能源来降低环境污染
C．PM2.5在空气中不一定能形成气溶胶
D．研制开发燃料电池汽车，减少机动车尾气排放，在某种程度上可以减少空气中PM2.5含量
10．下列反应最符合绿色化学原子经济性要求的是( )
①乙烷与氯气制备一氯乙烷
②乙烯聚合为聚乙烯高分子材料
③苯和硝酸反应制备硝基苯
④2CH2===CH2＋O2
A．①④
B．②④
C．①③
D．②③
11．空气污染物通常以气态形式进入地面或低层大气环境。空气污染物与其主要来源不对应的是( )
污染物
来源
A
HCHO
家具生产与使用、质量低劣的涂料的使用
B
NO和NO2
飞机、汽车尾气
C
悬浮颗粒物
建筑施工、燃煤的使用
D
SO2
雷电时在空气中产生
12.绿色化学是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应不符合绿色化学概念的是( )
A．消除硫酸厂尾气排放：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3
B．消除硝酸厂的氮氧化物污染：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
C．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D．制CuSO4：2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O
13．绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。
(1)下列各项符合“绿色化学”要求的是________。
A．处理废弃物
B．治理污染点
C．减少有毒物
D．杜绝污染源
(2)在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是________。
A．建在西部干旱区可以脱贫致富
B．应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区
C．企业有权自主选择厂址
D．不宜建在人口稠密的居民区
(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。
在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？
________。应增加哪些措施防止污染________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．我国城市为了减少燃煤造成的大气污染，对于作民用燃料的煤进行了多方面的改进。
(1)为了除去煤中的含硫化合物，采用FeCl3脱硫，即用FeCl3溶液浸洗煤粉，发生如下反应：FeS2＋14FeCl3＋8H2O===2FeSO4＋13FeCl2＋16HCl。
①该反应中的氧化剂是__________________，若有1
mol
FeS2被除去，则发生转移的电子的物质的量是________。
②为了充分利用Fe2＋并减少酸(HCl)污染，本方法中可利用工业废铁屑和氯气让废液重新利用生成FeCl3。请写出这一过程中有关的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)另一种方法是采用“固硫法”，即在燃料中加入生石灰，使含硫煤在燃烧时生成的SO2不能逸出而进入炉渣中，试用化学方程式表示这一“固硫”过程：________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(3)某城市采用了以油制气代替煤作民用燃料的做法。油制气的主要成分是丙烷，请写出其燃烧的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)绿色能源是人类的理想能源，不会造成环境污染，下列能源属于绿色能源的是________。
A．氢能源
B．太阳能
C．风能
D．石油
课时作业19 环境保护与绿色化学
1．解析：风力发电过程中，不涉及化学知识，不能直接体现“化学，让生活更美好”这一主题。合成光纤、合成药物、环保涂料都是通过化学方法制取的，体现了“化学，让生活更美好”这一主题。
答案：A
2．解析：N2不是造成温室效应的气体。
答案：A
3．解析：利用化石燃料燃烧法使水分解制氢气需要消耗大量的能源，A错误；光合作用是将光能转化为化学能的有效途径，B正确；石油、煤、天然气属于一次能源，C错误；绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，反应物的原子全部转化为期望的最终产物，D错误。
答案：B
4．解析：氯气有毒，自来水可用氯气来杀菌消毒是因为Cl2与H2O反应生成了HClO，B项错。
答案：B
5．解析：煤中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素，直接燃烧时燃烧不充分会造成资源浪费，还会产生SO2、CO、氮氧化物等有毒气体污染环境，但将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，就会减少SO2产生，减少CO的产生，使煤燃烧更充分。
答案：A
6．解析：A项，CaSO3易被氧化为CaSO4，向煤中加入适量生石灰，在煤燃烧时SO2最终生成CaSO4，故A正确；B项，利用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料，将CO2转化为可降解塑料，实现了“碳”的循环利用，可以减少白色污染，故B正确；C项，光化学烟雾、硝酸型酸雨的形成都与氮氧化合物有关，故C正确；D项，光导纤维的主要成分是SiO2，不属于有机高分子化合物，故D错误。
答案：D
7．解析：根据绿色化学的含义，可以判断应该是防治污染的产生优于治理产生的污染。
答案：C
8．解析：一氧化碳还原氧化铜的尾气中含有未反应的一氧化碳，它是有毒气体，对环境有害，A项不符合绿色化学实验操作；将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中，会腐蚀下水道，污染水资源，B项不符合绿色化学实验操作；将跟氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全，产生的二氧化硫有毒，污染空气，C项不符合绿色化学实验操作；将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离，防止了残余物对环境的污染，D项符合绿色化学实验操作。
答案：D
9．解析：A项，空气中PM2.5含量较高时，由于微粒粒径较小，易被人直接吸入呼吸道内，从而引起呼吸系统疾病，正确；B项，天然气是不可再生能源，错误；C项，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，如果其直径介于1～100
nm之间，则能形成气溶胶，否则不能，正确；D项，研制开发燃料电池汽车，就可以减少机动车化石燃料的燃烧，进而可以减少汽车尾气的排放，因此可以减少固体颗粒物的排放，所以在某种程度上可以减少空气中PM2.5含量，正确。
答案：B
10．答案：B
11．解析：A.甲醛主要来源于用复合地板、油漆、涂料制成的人造家具、用具，故A正确；B.大气中的氮氧化物的主要来源是燃煤、汽车尾气排放，故B正确；C.悬浮颗粒物的来源主要是化石燃料的燃烧和施工产生的扬尘，故C正确；D.SO2的来源主要是化石燃料的燃烧及冶金厂产生的废气，故D错误。故选D。
答案：D
12．解析：C项在生成CuSO4的同时，还生成了SO2，会污染大气。
答案：C
13．解析：(1)根据题干描述：绿色化学是“预防污染”的根本手段，因此应从“源头”上杜绝。(2)化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区，同时要考虑水资源和交通问题。(3)第③步由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。
答案：(1)D (2)BD (3)第③步 增加冷凝回收装置
14．解析：(1)反应中FeS2中S由－1价升高至＋6价，每1
mol
FeS2被氧化，转移14
mol电子，FeCl3中Fe由＋3价降至＋2价，FeCl3作氧化剂。加入废铁屑是消耗H＋，减少污染，而通入Cl2是氧化Fe2＋。(2)“固硫法”是利用生石灰将SO2转化为CaSO3在高温时被氧化为CaSO4。(3)C3H8燃烧方程式为C3H8＋5O23CO2＋4H2O。(4)氢能源、太阳能、风能属于绿色能源。
答案：(1)①FeCl3 14
mol ②Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(2)SO2＋CaOCaSO3 2CaSO3＋O22CaSO4
(3)C3H8＋5O23CO2＋4H2O
(4)ABC
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-第三节 环境保护与绿色化学
核心微网络
素养新目标
1.了解环境问题的现状和意义。
2．认识常见的环境污染类型和治理途径。
3．了解绿色化学的含义。
学
业
基
础
[预习新知]
一、化学与环境保护
1．环境问题的含义
指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的______________，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
2．当今化学工作者面临的重要任务
环境情况的监测、三废的治理、寻找________________的生产工艺等。
3．三废
(1)废气：大气污染物主要来自______________和工业生产过程中产生的________及其____________。
(2)废水：含有复杂的成分，任意排放会导致?____________的污染。
(3)废渣：对废渣等固体废弃物的处理兼有?____________和?____________两个重要目的。
二、绿色化学
1．核心
利用化学原理?____________________________________。
2．原子经济的含义
原子经济要求反应物中的原子全部转化为____________，这时原子利用率达到________。
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一。( )
(2)形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物。( )
(3)大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气。( )
(4)水华、赤潮等水体污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的。( )
(5)绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理。( )
2．下列关于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
3．“节能减排，保护环境”已经深入人心，下列举措与这一主题不吻合的是
( )
A．用“绿色化学”工艺，使原料完全转化为产物
B．推广燃煤脱硫技术，防治SO2污染
C．推广垃圾的分类存放、回收、处理
D．大量使用农药、化肥，提高粮食产量
核
心
素
养
目标 环境与化学
[例] 化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是( )
A．CO2属于大气污染物
B．酸雨是pH小于7的雨水
C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
环境污染有各种类型
(1)按环境要素分：大气污染、水体污染、土壤污染。
(2)按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。
(3)按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染(噪声、放射性、热、电磁波等)、固体废物污染、能源污染。
[提升] 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期望的最终产物，即原子利用率为100%。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 ⑦酯化反应
A．②⑤⑥ B．②④⑤
C．只有⑥
D．只有⑥⑦
[核心能力]
常见的环境问题与危害
环境问题
主要污染物
主要危害
(1)温室效应
CO2
造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等
(2)酸雨
SO2、NOx
土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
(3)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
(4)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
(5)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
(6)赤潮和水华
废水中含氮、磷元素的营养物质
使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化
(7)PM2.5
颗粒物
污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康
绿色化学对化学生产和化学反应的要求
学考评价
1．下列环境问题与所对应的物质不相关的是( )
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．白色污染——一次性塑料制品的使用
2．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
3．以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是( )
A．发展氢能和太阳能
B．限制塑料制品的使用
C．提高原子利用率，发展绿色化学
D．尽量用纯液态有机物代替水作溶剂
4．在绿色化学工艺中，最理想状态是反应物原子全部转化为欲制的产物，即原子利用率为100%。以下反应最符合绿色化学“原子经济”要求的是( )
A．乙烯聚合为聚乙烯高分子材料
B．甲烷与氯气制备一氯甲烷
C．以铜和浓硫酸为原料生产硫酸铜
D．用二氧化硅制备高纯硅
练后感悟
“绿色化学”的具体内容
(1)开发绿色反应，将原子利用率提高到100%。
(2)使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。
(3)开发绿色工艺。
(4)开发和生产绿色产品。
第三节 环境保护与绿色化学
学
业
基
础
[预习新知]
生态环境破坏
源头治理环境污染 化石燃料燃烧 废气 携带的颗粒物 土壤、水源 减少环境污染 资源回收利用 从源头上减少和消除工业生产对环境的污染 期望的最终产物 100%
[即学即练]
1．答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
2．解析：A项，温室气体包括CO2、CH4等气体，正确；B项，二氧化硫主要来源于煤、石油等化石燃料的燃烧排放的废气，会造成大气污染，错误；C项，用液化石油气减少燃油中硫等杂质燃烧产生的空气污染物，正确；D项，燃料不完全燃烧会产生CO，CO易与血红蛋白结合，从而阻碍血红蛋白与氧的结合使人体或动物窒息中毒，是大气污染物之一，正确。
答案：B
3．答案：D
核
心
素
养
[例] 解析：常见的大气污染物有：颗粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氢化合物等。二氧化碳不属于大气污染物，A错误；酸雨是pH小于5.6的降雨，B错误；酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的，二氧化碳不会引起酸雨，C错误；全球气温变暖的温室效应，城市中的热岛效应，还有海洋中的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象等其产生都和二氧化碳的排放有关系，D正确。
答案：D
[提升] 解析：据四种基本反应类型的定义即判断出只有化合反应产物唯一。在有机反应类型中，取代反应、酯化反应、水解反应的产物均不唯一，而加成产物、加聚产物唯一，反应物中的原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为100%。
答案：A
学考评价
1．答案：C
2．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。
答案：A
3．解析：所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到社会经济发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展氢能和太阳能、限制塑料的使用和发展绿色化学，都符合低碳经济。
答案：D
4．解析：乙烯聚合为聚乙烯高分子材料，为加聚反应，反应物中的原子全部转化为欲制的产物，原子利用率为100%，A正确；甲烷与氯气制备一氯甲烷为取代反应，有HCl生成，原子利用率达不到100%，B错误；以铜和浓硫酸为原料生产硫酸铜，有二氧化硫生成，原子利用率达不到100%，C错误；用二氧化硅制备高纯硅，有CO生成，原子利用率达不到100%，D错误。
答案：A
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