2021届高考化学一轮复习绿色化学相关的综合应用作业

2021届高考化学一轮复习绿色化学相关的综合应用作业

绿色化学相关的综合应用 一、选择题(本题包括6小题,每小题6分,共36分)‎ ‎1.(2017·江苏高考)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 ‎【解析】选C。A项,空调温度低时,需要消耗大量的电能,错误;B项,一次性塑料袋和纸巾会产生“白色污染”,也浪费资源,错误;C项,少开私家车,可以减少汽车尾气的排放,正确;D项,豪华包装会浪费不必要的材料,错误。‎ ‎2.(2019·荆门模拟)下表中解决相对应的环境问题所采取的措施不科学的是 ‎(　　)‎ 环境问题 措施 A 臭氧空洞 限制氟氯烃类物质的生产量和消耗量 B 酸雨 改变能源结构,减少二氧化硫和氮氧化物的排放量 C 白色污染 回收利用废旧塑料,开发可降解塑料 D 水体富营养化 禁止使用含磷洗衣粉及施用氮肥 ‎【解析】选D。氟氯烃是造成臭氧空洞的主要原因;减少二氧化硫、氮氧化物的排放有利于控制酸雨的产生;对废旧塑料回收利用及开发可降解塑料制品均有利于减少白色污染;禁止施用氮肥不符合农业现状,故D项不科学。‎ ‎3.(2019·南宁模拟)化学与环境密切相关,下列有关说法错误的是 (　　)‎ A.NO2、NO含氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物 B.对酸性物质的排放加以控制,开发新清洁能源是减少酸雨的有效措施 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 ‎【解析】选C。A.N的氧化物可导致光化学烟雾发生,则NO2、NO含氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物,A正确;B.二氧化硫可导致酸雨发生,为减少酸雨发生,对酸性物质的排放加以控制,开发新清洁能源是减少酸雨的有效措施,B正确;C.溶解CO2的雨水为正常雨水,而NO2或 SO2都会导致酸雨的形成,C错误;D.二氧化碳过量排放可导致全球温度升高,则CO2含量的增加会导致温室效应加剧,D正确。‎ ‎4.废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使N完全转化为N2,该反应可表示为2N+3ClO-N2↑+3Cl-+2H++3H2O。下列说法中,不正确的是 ‎(　　)‎ A.反应中氮元素被氧化,氯元素被还原 B.还原性:N>Cl-‎ C.反应中每生成1 mol N2,转移6 mol电子 D.经此法处理过的废水可以直接排放 ‎【解析】选D。反应中N元素由-3价升高为0价,N为还原剂,Cl元素由+1价降低为-1价,被还原生成Cl-,Cl-为还原产物,还原性:N>Cl-,A、B两项正确;C项,N元素由-3价升高为0价,被氧化,所以反应中每生成1 mol N2,转移6 mol电子,正确;D项,由反应的离子方程式可知经此法处理过的废水呈酸性,不能直接排放,错误。‎ ‎5.为减少雾霾、降低大气中有害气体含量,研究机动车尾气中CO、NOx及CxHy的排放量意义重大(注CxHy为可燃烧的有机物)。机动车尾气污染物的含量与空/燃比(空气与燃油气的体积比)的变化关系如图所示,则下列说法不正确的是 ‎(　　)‎ A.空/燃比的增大使氧气的含量增大,因而CO、CxHy的含量会慢慢变小 B.当空/燃比达到15后由于燃油气含量减少,燃油气燃烧放出的热量相应减少,环境温度降低,故NOx减少 C.空/燃比的增大,燃烧产生的高温及火花塞放电能促使空气中的氮气与氧气直接生成NO2‎ D.在机动车尾气出口处使用催化剂能将CO、NOx转化为无害的N2和CO2‎ ‎【解析】选C。根据图象可知随空/燃比增大,CO和CxHy的含量减少,这是由于空/燃比增大,燃油气燃烧更充分,故CO、CxHy含量减少,A正确;当空/燃比达到15后, NOx减少的原因可能是反应N2(g)+O2(g)2NO(g)是吸热反应,当空/燃比大于15后,由于燃油气含量减少,‎ 燃油气燃烧放出的热量相应减少,环境温度降低,使该反应不易进行,故NOx减少,B正确;氮气与氧气不能直接转化为NO2,C错误;在机动车尾气出口处使用催化剂能将CO、NOx转化为无害的N2和CO2,D正确。‎ ‎6.二氧化碳捕获和封存技术(CCS)是当今化学的前沿技术,下面通过化学反应捕获CO2的反应中,原子利用率达到100%的是 (　　)‎ A.2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2‎ B.Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3‎ C.Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO D.2Mg+CO22MgO+C ‎【解析】选B。B项中生成物只有一种,无副产物生成,原子利用率达100%。‎ 二、非选择题(本题包括4小题,共64分)‎ ‎7.(16分)海洋是人类的巨大宝库,在淡水资源短缺的今天,对海水(含Na+、Cl-、Mg2+、S、K+、Br-等)进行淡化处理是获得淡水的一种重要途径,水的净化处理是一项极为常见而又重要的工作。‎ ‎(1)在净水过程中需用到混凝剂,混凝剂除去悬浮物质的过程中发生了________ (填“物理”“化学”或“物理和化学”)变化,其中不能作为混凝剂使用的是________(填字母)。 ‎ a.硫酸铝　　　　　　 b.氧化铝 c.碱式氯化铝 d.氯化铁 ‎(2)最早用于海水淡化的方法是蒸馏法,其原理是________________________,此方法需要大量的能源,但现代蒸馏法可利用太阳能提供蒸馏所需要的能量,此过程中的能量转化形式为________。 ‎ ‎(3)离子交换法是海水淡化的一种重要方法,其工作原理为使海水分别通过阳离子交换树脂(成分表示为RH)和阴离子交换树脂(成分表示为ROH,两种树脂均不易电离),工作时海水中的离子分别与树脂上的—H、—OH交换,—H、—OH分别以H+、OH-形式进入水中,某海水淡化车间的生产流程如图所示。则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂为A柱____________(填“RH”或“ROH”),这样放置可以防止因形成沉淀造成交换膜功能下降,写出形成沉淀时的离子方程式: ________,另外写出海水中S被留在离子交换树脂中的离子方程式:______ _________________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)净水过程从悬浮物质变化角度看,它是被混凝剂吸附后形成大颗粒而沉淀下来,是物理变化;从混凝剂角度看,因Al3+、Fe3+最终转化为Al(OH)3、Fe(OH)3胶体,故是化学变化。由于Al2O3不溶于水且无吸附性,故它不能作混凝剂。‎ ‎(2)蒸馏的原理是海水中盐与水沸点不同,加热使沸点低的水汽化形成水蒸气,水蒸气经冷凝后得淡水。‎ ‎(3)利用离子交换法淡化海水时,应将海水先通过阳离子交换树脂RH,后通过阴离子交换树脂ROH;因为若先通过阴离子交换树脂,交换下来的OH-会与海水中的Mg2+反应生成难溶的Mg(OH)2,这样会使离子交换膜发生堵塞从而影响交换效果。‎ 答案:(1)物理和化学　b ‎(2)水的沸点低于盐的沸点,加热海水时,沸点低的水先汽化形成水蒸气,经冷凝后得淡水,而盐则留在残余物中　太阳能转化为热能 ‎(3)RH　Mg2++2OH-Mg(OH)2↓‎ ‎2ROH+SR2SO4+2OH-‎ ‎8.(16分)(2019·淄博模拟)Ⅰ.NH3与NO2是常见的氮的化合物,研究它们的综合利用有重要意义。‎ ‎(1)NO2产生的环境问题有________(填一种)。 ‎ ‎(2)热电厂通常用NH3消除燃煤烟气中的NO2,写出该反应的化学方程式_______。 ‎ ‎(3)氨气与氯化氢气体混合的现象是____________, 该反应可用于_______。 ‎ ‎(4)若将少量氨气与过量氯气混合,则生成一种酸性气体和另一种化合物A,A中所有原子均满足8电子稳定结构,试写出A的电子式______________,A在一定条件下能与水反应,可用于饮用水的消毒,试写出此反应的化学方程式_______。 ‎ Ⅱ.向SO2的饱和溶液中加入BaCl2溶液无明显现象,得混合溶液M。‎ ‎(5)若将下列各物质分别加入溶液M中,均可产生沉淀。其中原理相同、沉淀相同的是________。 ‎ a.氨水、NaOH溶液　　 b.氯水、FeCl3溶液 c.H2S溶液、氯水 d.硫酸、溴水 ‎(6)若向溶液M中加入CaCO3粉末,则产生亚硫酸钡沉淀,请用化学反应原理予以解释(用离子方程式结合必要的文字) _________________________  __。 ‎ ‎【解析】Ⅰ.(1)NO2产生的环境问题有光化学烟雾污染、酸雨、臭氧空洞等。‎ ‎(2)NH3与NO2发生氧化还原反应生成N2和H2O。‎ ‎(3)NH3与HCl反应生成NH4Cl固体,可观察到产生白烟。该反应可以用于检验NH3、HCl是否泄漏,可以用于气体的验满等。‎ ‎(4)A中所有原子均满足8电子稳定结构,则只能是N和Cl形成的化合物,根据N、Cl的原子结构,可以推断出A为NCl3,电子式为。根据题中信息可写出NCl3与H2O反应的化学方程式为NCl3+3H2O3HClO+NH3。‎ Ⅱ.(5)a项,氨水、NaOH溶液均可将SO2转化为S,最终生成BaSO3沉淀,原理相同,a项符合题意;b项,加入氯水、FeCl3溶液,Cl2、Fe3+均可将SO2氧化为S,最终生成BaSO4沉淀,原理相同,b项符合题意;c项,加入H2S溶液,发生反应2H2S+SO23S↓+2H2O,生成的沉淀为S,加入氯水,Cl2将SO2氧化为S,最终生成BaSO4沉淀,原理不同,沉淀也不相同,故c项不符合题意;加入硫酸,S与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,加入溴水,Br2将SO2氧化为S,最终生成BaSO4沉淀,原理不同,d项不符合题意。‎ 答案:Ⅰ.(1)光化学烟雾污染(或酸雨、臭氧空洞等)‎ ‎(2)8NH3+6NO27N2+12H2O ‎(3)产生白烟　检验NH3(或HCl)是否泄漏、用于气体的验满等 ‎　NCl3+3H2O3HClO+NH3(或NCl3+4H2O3HClO+ NH3·H2O)‎ Ⅱ.(5)ab ‎(6)SO2溶于水生成H2SO3:SO2+H2OH2SO3,H2SO3在水溶液中发生电离:H2SO3 H++HS、HSS+H+,加入的CaCO3与H+反应,使溶液中c(H+)降低,上述平衡向右移动,c(S)增大,S与Ba2+反应产生BaSO3沉淀 ‎9.(16分)(2019·成都模拟)有关含氮化合物的性质实验。‎ Ⅰ.某研究性学习小组利用如图装置研究硝酸的性质。‎ 实验一:甲组同学用如图装置来证实稀硝酸与铜反应生成NO ‎(1)从A中向U形管中注满稀硝酸后,发生的现象是________________。 ‎ ‎(2)以下收集NO气体的各种装置中,合理的是________________________。 ‎ ‎(填序号,多选不给分)‎ ‎(3)在100 mL混合溶液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1,‎ ‎0.1 mol·L-1,向该混合液中加入‎1.92 g铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是________。 ‎ 实验二:乙组同学利用上述装置完成浓硝酸与铜的反应 ‎(4)乙组同学发现实验室里有几瓶浓硝酸呈黄色,请用化学方程式和简单的文字说明解释这种现象:____________________________________________。 ‎ Ⅱ.某同学用如下实验装置(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请回答下列问题:‎ ‎(5)写出制取氨气的化学方程式:______________________________。 ‎ ‎(6)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论)____________ ____________。 ‎ ‎【解析】Ⅰ.(1)铜与稀硝酸反应生成无色气体NO,气压增大使U形管液面左低右高。‎ ‎(2)NO会与O2反应且密度接近空气的密度,不能用排空气法收集,用排水法收集时导气管应短进长出。‎ ‎(3)3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O,H+量不足,按H+计算,c(Cu2+)=‎ ‎=0.225 mol·L-1。‎ 答案:Ⅰ.(1)U形管左侧有无色气体产生,液面左低右高 ‎(2)CE　(3)0.225 mol·L-1‎ ‎(4)硝酸易分解,4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,生成的NO2又溶于硝酸中,使硝酸呈黄色 Ⅱ.(5)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ‎(6)将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝,则说明已收集满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟产生,则证明已收集满)‎ ‎10.(16分)某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要的意义。请回答下列问题:‎ ‎(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:‎ 离子 H+‎ K+‎ Na+‎ N S N Cl-‎ 浓度/‎ mol·L-1‎ 未测 定 ‎4×‎ ‎10-6‎ ‎6×‎ ‎10-6‎ ‎2×‎ ‎10-5‎ ‎4×‎ ‎10-5‎ ‎3×‎ ‎10-5‎ ‎2×‎ ‎10-5‎ 根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为________,试样的pH=________。 ‎ ‎(2)为减少SO2的排放,常采取的措施有:‎ ‎①将煤转化为清洁气体燃料。‎ ‎②洗涤含SO2的烟气。‎ 以下物质可作洗涤剂的是________。 ‎ A.Ca(OH)2　　　　 B.Na2CO3‎ C.CaCl2 D.NaHSO3‎ ‎(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化:‎ ‎①已知汽缸中生成NO的反应为N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH>0。汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是______________________。 ‎ ‎②目前,在汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学方程式为_________________________________________________________。 ‎ ‎(4)利用氨水可以将SO2和NO2吸收,原理如图所示。‎ NO2被吸收的离子方程式是___________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)待测试样中离子的电荷守恒为c(H+)+c(K+)+c(Na+)+c(N)= ‎2c(S)+c(N)+c(Cl-),代入数据可得c(H+)=1.0×10-4 mol·L-1,即pH=4。‎ ‎(2)SO2为酸性气体,可用碱性溶液来吸收。‎ ‎(3)①温度升高,反应N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH>0正向移动,并且反应速率加快,单位时间内生成的NO的量增加。②由题意知产物应为CO2和N2,反应的化学方程式为2CO+2NO2CO2+N2。‎ ‎(4)由图示看出NO2将NH4HSO3中的HS氧化为S,本身还原为N2,可写出氧化还原反应的离子方程式。‎ 答案:(1)酸性　4　(2)AB　(3)①温度升高,反应速率加快,平衡右移　②2CO+2NO2CO2+N2‎ ‎(4)2NO2+4HSN2+4S+4H+‎