2023版高中化学 第八章 化学与可持续发展 第三节 环境保护与绿色化学课时讲练作业 新人教版必修第二册.docx

1、第三节环境保护与绿色化学一、化学与环境保护1.环境问题与环境保护(1)环境问题由于人类_自然资源而造成的生态环境破坏,以及_和_所造成的环境污染。(2)环境保护的任务环境质量监测:对_等进行分析和测定,为控制和消除污染提供可靠的数据。治理工业“三废”(_、_、_)。寻找源头治理环境污染的生产工艺:杜绝污染物的排放,能从根本上解决环境问题。2.三废的治理(1)大气污染及处理污染物的来源寻找_,减少_的使用是减少空气污染的有效途径。(2)污水的处理处理方法处理的流程a.一级处理:通常采用_方法,即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。b.二级处理:采用_方法(又称_法)及某些化学方法,除去水

2、中的可降解有机物等污染物。c.三级处理:主要采用_法、_法、_法和_法等,对污水进行深度处理和净化。(3)固体废物的处理处理原则:_、_和_。目的:_和_。二、绿色化学1.绿色化学也称_化学,与颜色_(填“有”或“没有”)关系。2.核心思想:改变“先污染后治理”的观念和做法,利用化学原理和技术手段,减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从源头_或_环境污染。3.原子经济性反应:反应物的原子全部转化为期望的最终产物,原子利用率_。原子利用率=_100%。1.2022年4月22日是第53个“世界地球日”,我国的宣传主题为“珍爱地球,人与自然和谐共生”。下列有关活动或行为不符合这一主题

3、的是()A.采用绿色化学工艺,使原料尽可能转化为产品B.大量开采煤和石油,以满足生产和生活的要求C.对燃料进行脱硫处理,对工业废气进行净化后再排放D.节约能源,提高能源利用率2.“绿水青山就是金山银山”,下列措施不利于改善大气质量的是()A.开发新能源,减少煤等化石燃料的燃烧B.研制新型高效新能源汽车C.将煤转化为水煤气,发展洁净燃煤技术D.增加汽车排气管的长度以降低CO和NO的排放量3.绿色化学又称环境友好化学。下列叙述符合绿色化学理念的是()A.绿色化学的核心是利用化学原理对工业生产造成的环境污染进行治理B.用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等,以减少木材使用C.研制新型杀虫剂,使

4、其只对目标昆虫有毒杀作用而对其他昆虫无害D.现代石油化工采用银做催化剂,将乙烯直接氧化生成环氧乙烷,该反应属于“原子经济性反应”4.为了可持续发展,下列环保建议中,你认为不能采纳的是()A.汽车的排气管上装有“催化转化器”,使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2B.用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料,减少白色污染C.向煤中加入适量石灰石,使煤燃烧产生的SO2转化成CaSO4,可减少对大气的污染D.用明矾代替二氧化氯处理生活污水,可提高杀菌消毒效果5.以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题,请根据已知信息回答下列问题:(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是_(填字母)。A.

5、CH2CH2+HClCH3CH2ClB.CH3CH2OH+HClCH3CH2Cl+H2OC.CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HClD.CH2CHCl+H2CH3CH2Cl由上述四个反应可归纳出,原子经济性最高的是_(填反应类型)。(2)有毒物质的无害化处理也是绿色化学研究的内容之一。ClO2(沸点为11 )是一种性能优良的消毒剂,它可将废水中少量的CN-等有毒的酸根离子氧化除去。请写出常温常压下用ClO2将废水中的CN-氧化成无毒气体的离子方程式:_ _,该方法的优点是_。(3)ClO2也可用于自来水的消毒,利用了它的_性。6.科学家提出有关甲醇(CH3OH)的碳循环如图所示。下列说法正

6、确的是(“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当)()A.图中能量转化方式只有2种B.CO2、CH3OH均属于有机物C.CO2和H2合成CH3OH的反应中原子利用率为100%D.利用CO2合成CH3OH燃料有利于促进“碳中和”7.使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体,可以减少汽车尾气中有毒气体的排放。下列有关说法不正确的是()A.CO在铂表面被氧化生成CO2,铂起催化作用B.汽车尾气中NOx在铂表面发生反应的产物是N2C.NOx可以引起光化学烟雾D.NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合8.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利

7、用NaOH溶液来“捕捉”CO2,其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)。下列有关该方法的叙述正确的是()能耗小是该方法的一大优点整个过程中,有两种物质可以循环利用“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是过滤、蒸发、结晶该方法可减少碳排放,捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品A.B.C.D.9.二氧化氯(ClO2)是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂,对酸性污水中的Mn2+也有明显的去除效果,其反应原理为ClO2+Mn2+MnO2+Cl-(部分反应物和产物省略、未配平),下列有关该反应的说法正确的是()A.工业上可用更为廉价的Cl2来代替ClO2B.利用该原理处理含Mn2+的污水后溶液的pH

8、升高C.该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为25D.理论上处理含5 mol Mn2+的污水,需要的ClO2的物质的量为2 mol10.煤是一种常用的燃料,由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘,会对环境造成污染,因此需要对煤进行加工后再燃烧或将废气净化后再排放。(1)将煤直接进行燃烧,造成环境污染的主要原因之一是形成硝酸型酸雨。写出煤燃烧废气中有关物质转化为硝酸的化学方程式:_ _、_。下列关于硝酸型酸雨的说法没有道理的是_(填字母)。a.使水中的浮游生物死亡,减少鱼类食物来源,破坏水生生态系统b.对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害c.破坏臭氧层d.硝

9、酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐,向植物提供氮肥(2)对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图如图,试结合图中信息分别写出废气脱硫并形成副产物(CaSO3、CaSO4和石膏CaSO42H2O)的过程中所发生的主要化学反应的化学方程式:_;_;_。(3)脱硫以后,在废气中含量明显增加的气体是_(写物质名称),它对环境的负面影响是_。(4)检验脱硫后废气中是否含有SO2的简单方法是_。(5)某硫酸化工厂,使用一种含杂质为25%的黄铁矿石(FeS2)为原料。若取2吨该矿石,可制得98%的浓硫酸_吨(假设生产过程中96% SO2转化为SO3)。第三节环境保护与绿色化学必备知识 落实一、

10、1.(1)不合理地开发和利用工农业生产人类生活(2)污染物的存在形态、含量废气废水废渣2.(1)化石燃料的燃烧新能源化石燃料(2)生物氧化还原沉淀a.物理b.生物微生物c.化学沉淀氧化还原离子交换反渗透(3)无害化减量化资源化减少环境污染资源回收利用二、1.环境友好没有2.减少消除3.100%期望产物的总质量生成物的总质量知能素养 进阶1.B采用绿色化学工艺,使原料尽可能转化为产品,符合绿色环保要求,A正确;大量开采煤和石油,会造成化石能源浪费,同时会造成环境污染,不符合绿色环保要求,B错误;对燃料进行脱硫处理,对工业废气进行净化后再排放,不仅保护了环境,同时也使废物资源化,符合绿色环保要求,

11、C正确;节约能源,提高能源利用率,既满足了人们对资源的利用,同时也保护了环境,D正确。2.D开发新能源,减少煤等化石燃料的燃烧,能有效减少SO2、固体颗粒物的排放,有利于改善大气质量,A正确;机动车尾气中含有CO、NO等污染物,利用和开发新能源汽车,消除了机动车尾气污染,有利于改善大气质量,B正确;将煤转化为水煤气,发展洁净燃煤技术,可减少污染物的排放,C正确;增加汽车排气管的长度,不能降低汽车尾气中NO和CO的排放量,D错误。3.D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,并非对环境污染进行治理,A错误;聚苯乙烯等塑料难降解,易产生“白色污染”,B错误;杀虫剂会在农

12、作物中残留,损害人体健康,C错误;在Ag做催化剂的条件下,CH2CH2与O2反应生成环氧乙烷,该过程原子利用率为100%,符合“原子经济性反应”的要求,D正确。4.D二氧化氯有杀菌消毒效果,明矾能吸附水中的悬浮杂质,不具有杀菌消毒效果,D不可行。5.【解析】(1)A、D两项中的原子利用率都是100%,原子经济性最高。(2)把CN-氧化成无毒气体,说明C、N分别生成了CO2、N2,ClO2的还原产物应该是无毒的Cl-。(3)ClO2具有强氧化性,所以可用于自来水的消毒。答案:(1)AD加成反应(2)2ClO2+2CN-2CO2+N2+2Cl-产物为无毒无害的Cl-、CO2和N2(3)强氧化6.D

13、图中能量转化方式有风能转化为电能、太阳能转化为电能、电能转化为化学能、化学能转化为热能等,所以能量转化方式不止2种,A项错误;二氧化碳是碳的氧化物,属于无机物,B项错误;若原子利用率为100%,反应物全部转化为产品即甲醇,但CO2和H2合成CH3OH的反应中还生成了水:CO2+3H2CH3OH+H2O,原子利用率未达到100%,C项错误;利用CO2合成CH3OH燃料,给人们提供了燃料,同时消耗了二氧化碳,减少对化石能源的依赖并减少碳排放,有利于促进“碳中和”,D项正确。7.D根据信息“使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体”,可以得出CO在铂表面被氧化生成CO2,铂起催化作用,故A

14、正确;由题给信息可知汽车尾气中NOx在铂表面反应转化为N2,故B正确;光化学烟雾主要是由氮氧化物引起的,故C正确;CO2是无毒气体,在CO2浓度高的地方人容易窒息死亡,而不是CO2与人体中的血红蛋白结合,使人中毒,故D错误。8.B根据题中信息可知,基本过程中有两个反应:二氧化碳与氢氧化钠反应,碳酸钙的高温分解,循环利用的应该有CaO和NaOH两种物质,捕捉室中的反应为二氧化碳与氢氧化钠反应,得到的Na2CO3和CaO在溶液中反应得到NaOH和CaCO3,由此可分析判断。碳酸钙高温分解需要消耗大量的能源,不正确;氧化钙与氢氧化钠可以循环使用,正确;碳酸钙不溶于水,所以“反应分离”环节中,分离物质

15、的基本操作是过滤,不正确;工业上可以用CO2合成甲醇,正确。9.D氯气是有毒的气体,所以不能代替ClO2,故A错误;用ClO2处理酸性污水中的Mn2+,反应的离子方程式为2ClO2+5Mn2+6H2O5MnO2+2Cl-+12H+,所以处理后溶液的pH是减小的,故B错误;该反应的氧化产物为MnO2,还原产物为Cl-,由反应方程式可知,二者的物质的量之比为52,故C错误;由反应的离子方程式可知,处理1 mol Mn2+,需要25 mol的ClO2,则处理5 mol Mn2+,需要2 mol ClO2,故D正确。10.【解析】(1)煤燃烧废气中NO与O2反应生成NO2,NO2溶于水反应生成HNO3

16、,有关物质转化为硝酸的化学方程式为2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO;硝酸是强酸,具有强氧化性,能杀死水中的浮游生物,减少鱼类食物的来源,破坏水生生态系统,a正确;硝酸具有酸性,电线、铁轨、桥梁含有金属,它们能和硝酸反应,房屋含有金属和硅酸盐,也能和硝酸反应,会造成严重损害,b正确;导致臭氧层空洞的是氟氯代烃,不是硝酸,c错误;硝酸中含有氮元素,硝酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐,可向植物提供氮肥,d正确。(2)由脱硫流程图可知:脱硫过程中SO2和CaCO3反应生成CO2和CaSO3,CaSO3在空气中不稳定,很容易转化为CaSO4,进而形成副产物石膏CaSO42H2

17、O,则脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要反应的化学方程式为SO2+CaCO3CO2+CaSO3、2CaSO3+O22CaSO4、CaSO4+2H2OCaSO42H2O;(3)由脱硫流程图可知,脱硫过程反应生成CO2,使脱硫后的尾气中CO2的含量明显增加,CO2会导致温室效应,导致全球气候变暖;(4)检验SO2常用品红溶液,操作为将气体通入品红溶液观察溶液是否褪色,若溶液褪色,说明废气中含有SO2;若溶液不褪色,说明废气中不含SO2。(5)依据反应前后硫元素质量不变可知:FeS22SO22SO32H2SO4,设制备浓硫酸的质量为m,生产过程中96% SO2转化为SO3,则:FeS22SO22SO32H2SO4120196275%96%tm98%120196=275%96% tm98%解得m=2.4 t答案:(1)2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NOc(2)SO2+CaCO3CO2+CaSO32CaSO3+O22CaSO4CaSO4+2H2OCaSO42H2O(3)二氧化碳使“温室效应”加剧,导致全球气候变暖(4)将气体通入品红溶液观察溶液是否褪色,若溶液褪色,说明废气中含有SO2;若溶液不褪色,说明废气中不含SO2(5)2.4