2019-2020学年高中化学人教版必修2一课三测：4-2 资源综合利用　环境保护

2019-2020学年高中化学人教版必修2一课三测：4-2 资源综合利用　环境保护

www.ks5u.com 第二节　资源综合利用　环境保护 记一记 ‎1.煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，石油的分馏属于物理变化。‎ ‎2．水煤气的主要成分是CO和H2；焦炉气的主要成分是H2、CH4、C2H4、CO。‎ ‎3．石油裂化的目的是提高轻质油的产量，石油裂解的目的是获得气态短链不饱和烃作化工原料。‎ ‎4．绿色化学的核心是：杜绝污染源，实现零排放。原子利用率为100%的反应类型有：化合反应，加成反应，加聚反应。‎ ‎5．六大环境问题：(1)酸雨；(2)光化学烟雾；(3)臭氧空洞；(4)温室效应；(5)水华与赤潮；(6)白色污染。‎ 探一探 ‎1.从煤的干馏产物中可以分离出苯或甲苯，煤中含有苯、甲苯等物质吗？‎ ‎[提示]　煤是有机物和少量无机物构成的复杂混合物，本身不含有苯、甲苯等物质，在干馏时发生化学变化生成了这些物质。‎ ‎2．石油裂化和裂解的目的相同吗？‎ ‎[提示]　石油裂化的目的是提高轻质油(特别是汽油)的产量；石油裂解的目的是为了得到短链的不饱和烃(如乙烯)作化工原料，二者不相同。‎ ‎3．造成酸雨的主要原因是什么？有哪些措施可以减少或消除酸雨？‎ ‎[提示]　二氧化硫和氮氧化合物的排放是造成酸雨的主要原因。‎ 为减少或消除煤炭燃烧产生的二氧化硫，人们向煤炭中加入石灰石或生石灰作为固硫剂制成型煤。反应的化学方程式为2CaCO3＋2SO2＋O2CaSO4＋2CO2。‎ 为减少汽车尾气的排放，人们在汽车排气管上安装“催化转化器”，使尾气中的一氧化碳和一氧化氮(NO)转化为氮气和二氧化碳，反应的化学方程式为2NO＋2CON2＋2CO2。‎ ‎4．NOx能引起哪些大气污染？‎ ‎[提示]　NOx能引起酸雨、臭氧层破坏和光化学烟雾。‎ ‎5．防止环境污染，用化学方法处理“工业三废”是一种重要的手段。这种措施是否符合绿色化学的理念？‎ ‎[提示]　不符合。绿色化学的核心是利用化学原理从源头上消除或减少对环境的污染，即不产生或少产生污染物，而不是产生污染后再治理。‎ 探究感悟　　‎ ‎　‎ 判一判 判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)‎ ‎(1)煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源。(×)‎ ‎(2)把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏。(×)‎ ‎(3)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一。(×)‎ ‎(4)煤是由有机物和少量无机物组成的混合物。(√)‎ ‎(5)煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品，该过程属于物理变化。(×)‎ ‎(6)工业上大量燃烧含硫燃料会形成“酸雨”。(√)‎ ‎(7)石油是多种烃的混合物。(√)‎ ‎(8)石油的分馏、裂化和裂解都属于化学变化。(×)‎ ‎(9)天然气的主要用途就是作燃料。(×)‎ ‎(10)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。(√)‎ 练一练 ‎1.[2019·辽宁学考真题]2019年3月召开的“两会”指出，当前我国城乡居民正在进入生活质量全面提升时期，人们对生态环境质量非常关注，迫切希望生态环境越来越好。下列做法有利于环境保护的是(　　)‎ A．市区禁止自行车通行 B．自己尽量不做饭，多叫外卖 C．提倡将生活垃圾进行分类处理 D．将工业废水注入地下岩石层，减少排放量 答案：C ‎2．[2019·辽宁学考真题]下列有关环境保护与绿色化学的叙述不正确的是(　　)‎ A．形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物 B．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 C．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 D．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 答案：C ‎3．[2019·浙江学考真题，有改动]下列说法不正确的是(　　)‎ A．乙烷分子中的所有原子处于同一平面上 B．煤的液化、气化和干馏均属于化学变化 C．乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使其褪色 D．苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键交替出现的结构 答案：A ‎4．[2019·辽宁学考真题]下列说法正确的是(　　)‎ A．氨基酸为高分子化合物，种类较多，分子中都含有—COOH和—NH2‎ B．乙酸分子中含有碳氧双键，能使溴水褪色 C．苯分子中不存在碳碳双键，但在一定条件下能与氢气发生加成反应 D．石油分馏是化学变化，可以得到汽油、煤油等产品 答案：C 知识点一 煤的综合利用 ‎1.[2019·江苏盐城期末]下列气体主要成分是CH4的是(　　)‎ A．水煤气 B．裂解气 C．焦炉气 D．天然气 解析：水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，A项错误；裂解气的主要成分是甲烷及碳原子数为2～5的烯烃和烷烃，B项错误；焦炉气又称焦炉煤气，是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品，焦炉气中含量最高的气体是氢气，C项错误；天然气的主要成分是甲烷，D项正确。‎ 答案：D ‎2．[2019·广东普通高中1月学业水平考试]中国是世界上最早利用煤的国家。下列关于煤的描述正确的是(　　)‎ A．主要成分是硫 B．是可再生资源 C．燃烧只产生SO2 D．煤干馏可制得焦炭 解析：煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，含有的主要元素是碳，还有少量的氢、氧、硫、氮等元素，A项错误；煤是化石燃料，是不可再生资源，B项错误；煤燃烧产生的主要物质是CO2，C项错误；煤干馏得到出炉煤气、煤焦油和焦炭，D项正确。‎ 答案：D ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏 B．煤的气化属于化学变化 C．煤是工业上获得芳香烃的一种重要原料来源，‎ 芳香烃主要存在于煤高温干馏所得的焦炉气中 D．煤中含有苯和甲苯，可用先干馏后分馏的方法把它们分离出来 解析：将煤直接加强热会燃烧，故煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，A项错误；煤的气化是煤和水在高温条件下反应生成CO和H2的过程，有新物质生成，属于化学变化，B项正确；焦炉气是多种气体的混合物，主要成分是甲烷、氢气等，芳香烃主要存在于煤焦油中，C项错误；煤中不含苯和甲苯，苯和甲苯是将煤干馏后生成的，D项错误。‎ 答案：B 知识点二 石油的炼制 ‎4.关于石油炼制的说法正确的是(　　)‎ A．石油的炼制过程是将相对分子质量较大分子变成相对分子质量较小分子的过程 B．石油分馏的目的是将含碳原子数较多的烃先汽化，经冷凝而分离出来 C．石油经过分馏、裂化等工序后得到大量乙烯、苯等不饱和烃 D．石油经分馏得到的各馏分仍然是多种烃的混合物 解析：A项，石油的炼制包括分馏、裂化和裂解；裂化是在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量较小、沸点较低的烃，裂解则为深度裂化，错误；B项，石油分馏的目的是将石油分成多种在一定沸点范围内的馏分，错误；C项，石油经过裂解得到乙烯、丙烯、丁二烯等，石油经催化重整可得到苯和甲苯等，错误；D项，石油分馏得到的各馏分中含有多种烃类物质，是混合物，正确。‎ 答案：D ‎5．石油裂化的主要目的是(　　)‎ A．提高轻质液体燃料的产量 B．便于分馏 C．获得短链不饱和气态烃 D．提高汽油的质量 解析：石油裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量和质量，其中以提高产量为主要目的。‎ 答案：A 知识点三 环境保护与绿色化学 ‎6.十九大报告中指出：“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 解析：开发清洁能源有利于减少空气污染，保护环境；有效提高能源利用率，可以减少能源的消耗，保护环境；研制易降解的生物农药，可以减少农药的残留，保护环境；对废电池做深埋处理，电池中的重金属离子会污染土壤和地下水，故D项符合题意。‎ 答案：D ‎7．某市拟投资建设一个工业酒精厂，目的是用工业酒精与汽油混合制成“乙醇汽油”。已知制酒精的方法有三种：‎ ‎①CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH ‎②CH3CH2Br＋H2OCH3CH2OH＋HBr ‎③(C6H10O5)n(淀粉)＋nH2OnC6H12O6(葡萄糖)‎ C6H12O6(葡萄糖)2C2H5OH＋2CO2↑‎ 从绿色化学(“原子利用率”最大化)的角度看，制酒精最好的方法是(　　)‎ A．① B．③ C．①③ D．①②③‎ 解析：加成反应的原子利用率是100%，符合绿色化学的思想，所以制酒精最好的方法是①，A项正确。‎ 答案：A 知识点四 合成高分子材料 ‎8.某高分子化合物含有如下结构片段：‎ 对其结构的分析正确的是(　　)‎ A．它是缩聚反应的产物 B．合成它的小分子是CH3OH和HCOOH C．合成它的小分子是CH2===CH2和HCOOCH3‎ D．合成它的小分子是CH2===CHCOOCH3‎ 解析：从给出的结构片段可判断该高分子化合物的重复结构单元为，推知该高分子应为通过加聚反应生成的，D项正确。‎ 答案：D ‎9．由石油裂化和裂解得到的乙烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下：‎ 根据以上材料和你所学的化学知识回答下列问题。‎ ‎(1)由CH2===CH2制得有机物A的化学方程式是__________________，反应类型是____________。‎ ‎(2)由A与B合成丙烯酸乙酯的化学方程式是________________________，反应类型是____________。‎ ‎(3)由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：类比制取乙酸乙酯的反应可知有机物A为CH3CH2OH，B为CH2===CHCOOH，故A为乙烯与H2O发生加成反应的产物。聚乙烯是以乙烯为单体，通过加聚反应制得的，故合成聚乙烯塑料的化学方程式为nCH2===CH2―→CH2—CH2。‎ 答案：‎ ‎(1)CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH　加成反应 ‎(2)CH2===CHCOOH＋CH3CH2OH CH2===CHCOOCH2CH3＋H2O　取代反应(或酯化反应)‎ ‎(3)nCH2===CH2―→CH2—CH2 基础达标 ‎1．下列行为中不符合促进“低碳经济”宗旨的是(　　)‎ A．发展水电，开发新能源，如核能、太阳能、风能等，减少对矿物能源的依赖 B．尽量使用含C的产品，减少使用含C或C的产品 C．推广煤的干馏、气化、液化技术，提供清洁、高效燃料和基础化工原料 D．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替代液化石油气 解析：使用含C的产品，同样会增加CO2的排放，不利于低碳经济，B项错误。‎ 答案：B ‎2．下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(　　)‎ A．石油裂解得到的汽油是纯净物 B．石油产品都可用于聚合反应 C．天然气是一种清洁的化石燃料 D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料 解析：裂解汽油是由含碳原子数为5～11的烷烃和烯烃等组成的混合物，A项错误；石油产品中有些不含双键的烃类物质不能用于聚合反应，B项错误；以甲烷为主要成分的天然气是一种很好的清洁燃料，C项正确；水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料，D项错误。‎ 答案：C ‎3．下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是(　　)‎ A．煤的干馏就是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物质的过程 B．煤的液化就是将煤转化成甲醇、乙醇等液态物质的过程 C．煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程 D．石油通过催化裂化，可以获得碳原子数较少的轻质油 解析：A项，煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，煤的干馏产品主要有焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等；B项，煤的液化是将煤转化为液体燃料(如甲醇等)的过程；C项，煤的气化是将煤转化为气体燃料(如CO、H2)的过程；D项，石油的催化裂化是将相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程，从而获得轻质油。‎ 答案：C ‎4．下列有关说法正确的是(　　)‎ A．煤的干馏和石油的分馏均属于化学变化 B．液化石油气和天然气的主要成分都是甲烷 C．煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠 D．石油裂解可以得到更多的汽油，这种汽油是一种纯净物 解析：煤的干馏属于化学变化，而石油的分馏属于物理变化，A项错误；液化石油气的主要成分是含有3个或4个碳原子的烃，天然气的主要成分是甲烷，B项错误；煤油是由石油经分馏或裂化得到的，可用作燃料，且密度比钠小，可用于保存少量金属钠，C项正确；石油分馏得到的汽油仍为混合物，D项错误。‎ 答案：C ‎5．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是(　　)‎ 选项 氧化物 环境问题 主要来源 A CO2‎ 酸雨 化石燃料的燃烧 B SO2‎ 光化学烟雾 汽车尾气的排放 C NO2‎ 温室效应 工厂废气的排放 D CO CO中毒 燃料的不完全燃烧 解析：A项中，CO2对应的环境问题是温室效应；B项中，SO2‎ 对应的环境问题是酸雨，主要来源于煤的燃烧和硫酸厂排放的废气；C项中，NO2对应的环境问题是酸雨及光化学烟雾，主要来源于汽车尾气的排放。‎ 答案：D ‎6．如图所示是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中(　　)‎ A．a的沸点最高 B．b的沸点最低 C．c的平均相对分子质量最大 D．每一种馏分都是纯净物 解析：石油分馏得到的每一种馏分都是混合物，沸点最低的最先蒸出，故a、b、c三种馏分中，a馏分的沸点最低，c馏分的沸点最高，沸点最高的馏分含碳原子数最多，即平均相对分子质量最大。‎ 答案：C ‎7．下列符合化学实验“绿色化学”的有(　　)‎ ‎①在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水　②在铜和浓硝酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝　③将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放 A．①② B．①③‎ C．②③ D．①②③‎ 解析：溴水有挥发性，溴蒸气有毒；利用铜丝可控制反应，避免产生太多的氮氧化物，污染空气；酸、碱液对环境有腐蚀性，故应中和后排放。‎ 答案：D ‎8．天然气的主要成分——CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下列是有关天然气的几种叙述，其中正确的是 (　　)‎ ‎①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源 ‎②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大 ‎③燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一 ‎④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇 A．①②③ B．①②④ ‎ C．③④ D．②③‎ 解析：①天然气与煤、柴油相比，氢元素的质量分数高，氢燃烧产物无污染，是相对清洁的能源；②CH4的摩尔质量为16 g·mol－1，CO2的摩尔质量为44 g·mol－1，则等质量时，CH4产生的温室效应大于CO2；③天然气燃烧不产生硫、氮的氧化物，不会形成酸雨；由CH4的用途知④正确。‎ 答案：B ‎9．如何实现化石燃料的综合利用，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。下列关于化石燃料及其使用的一些说法中不正确的是(　　)‎ A．煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤，以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧 B．天然气除可用作清洁能源外，也可用于合成氨和生产甲醇等 C．石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分不相同 D．化石燃料也是重要的化工原料，乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料 解析：A项中，煤的气化是将固态煤转化为可燃性气体的过程，主要反应的化学方程式为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。‎ 答案：A ‎10．“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(　　)‎ 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项中反应物全部转化为生成物。‎ 答案：C ‎11．“保护我们生存的环境，因为地球只有一个”，这已成为各国的共识。全球环境面临的三大热点问题是酸雨、臭氧层的破坏、温室效应。‎ ‎(1)酸雨形成的主要原因是人们向空气中排放了大量的________。‎ A．二氧化硫 B．二氧化碳 C．一氧化碳 D．硫化氢 ‎(2)臭氧层易被破坏的原因是________。‎ A．臭氧氧化性强，不稳定 B．臭氧还原性强，不稳定 C．臭氧被紫外线破坏 D．臭氧与氢气合成雨水 ‎(3)目前地球气温普遍上升是由温室效应而引起的，引起温室效应的主要原因是________。‎ A．CO2能放出能量，使大气层中空气的温度升高 B．植物的光合作用需要CO2，可促进光合作用 C．CO2可产生温室效应，使地球温度升高 D．CO2能阻挡太阳光由地面反射回高空的红外辐射 解析：酸雨的主要成分是H2SO4和HNO3，其中H2SO4含量较高。酸雨的形成是大量含硫物质燃烧和汽车尾气所致，2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4, 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。氮氧化物、氟氯烷烃是破坏臭氧层的主要物质。‎ 答案：(1)A (2)A (3)D ‎12．某市家用燃料的更新经历了如图几个过程：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)为了使煤充分燃烧，可采取的措施是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)煤的气化可产生管道煤气，其主要反应是碳与水蒸气在高温下生成两种常见的可燃性气体，这两种气体是____________。‎ ‎(3)液化石油气的主要成分是丙烷(C3H8)，丙烷完全燃烧的化学方程式是______________________。‎ ‎(4)天然气作燃料比煤更清洁的原因是______________________________(答一条即可)。‎ 解析：(1)为了使煤充分燃烧，可以通入适量的空气或增大固体表面积(即将煤粉碎)。(2)C＋H2OCO＋H2，即碳与水蒸气在高温条件下反应生成CO和H2。‎ ‎(3)丙烷完全燃烧生成二氧化碳和水：C3H8＋5O23CO2＋4H2O。(4)天然气燃烧生成二氧化碳和水，无粉尘污染。‎ 答案：‎ ‎(1)通入足量的空气，将煤粉碎 ‎(2)CO和H2‎ ‎(3)C3H8＋5O23CO2＋4H2O ‎(4)减少了粉尘污染(答案合理即可)‎ 能力达标 ‎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____________。‎ 解析：(1)由题意知，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)由于汞的沸点低、易挥发、有毒，在第③步加热操作时，汞会挥发，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．酸雨形成的原理之一可简示如下：‎ 含硫燃料AB硫酸 请回答下列问题：‎ ‎(1)A物质的化学式为________，B物质的化学式为________。‎ ‎(2)三个反应中，不属于氧化还原反应的是________(填序号)。‎ ‎(3)SO2中硫元素显＋4价，它可以降低到0价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的________(填“氧化剂”或“还原剂”)除去SO2，达到减少污染的目的。‎ ‎(4)雨水的pH<5.6时，就判断为酸雨。已知pH＝－lgc(H＋)，经测定某次雨水只含硫酸，且其浓度为5×10－5 mol·L－1，则这次降雨________(填“是”或“不是”)酸雨。‎ ‎(5)火力发电厂燃烧的煤中含有大量的硫，其排出的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害的SO2气体，在英国已进行了一个研究，结果表明：高烟囱可以有效降低地面SO2的浓度。在20世纪60年代到70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于高烟囱的建造，地面SO2浓度降低了30%之多。‎ ‎①你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是________。‎ A．少用煤作燃料 B．把工厂的烟囱造高 C．燃料脱硫 D．把工厂迁移到农村 E．开发新能源 ‎②请从全球环境保护的角度，分析这种建高烟囱的方法是否可取？________，理由是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)(2)图示原理为：含硫燃料SO2SO3H2SO4，其中反应③不是氧化还原反应。(3)SO2中硫元素化合价降低，SO2被还原，应加入还原剂。(4)c(H2SO4)＝5×10－5 mol·L－1，则c(H＋)＝2×5×10－5 mol·L－1＝1×10－4 mol·L－1，所以pH＝－lg(1×10－4)＝4<5.6，是酸雨。(5)①少用煤作燃料，燃料脱硫，开发新能源都会减少SO2的排放，A、C、E三项正确；②建高烟囱，向环境中排放的总SO2未减少，所以该方法不可取。‎ 答案：‎ ‎(1)SO2　SO3　(2)③　(3)还原剂　(4)是 ‎(5)①ACE　②不可取　未减少二氧化硫的总排放量