新教材2023年高中化學(xué)第8章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第3節(jié)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)提能作業(yè)新人教版必修第二冊(cè)

第八章第3節(jié)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．近年來，冠以“綠色”的新概念不斷產(chǎn)生，如綠色食品、綠色能源、綠色化學(xué)等，綠色化學(xué)要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng)。由單質(zhì)鎂制硝酸鎂的下列4個(gè)方案中，你認(rèn)為可行而且符合“綠色化學(xué)”要求的方案是(C)A．Mgeq\o(→,\s\up7(HNO3))Mg(NO3)2B．Mgeq\o(→,\s\up7(Cl2))MgCl2eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(稀硝酸))Mg(NO3)2C．Mgeq\o(→,\s\up7(O2))MgOeq\o(→,\s\up7(稀硝酸))Mg(NO3)2D．Mgeq\o(→,\s\up7(濃硫酸))MgSO4eq\o(→,\s\up7(Ba(NO3)2溶液))Mg(NO3)2解析：A、D項(xiàng)中分別生成污染性氣體NO2、SO2，不符合綠色化學(xué)要求，B項(xiàng)反應(yīng)復(fù)雜，消耗原料較多，經(jīng)濟(jì)上不可行，C項(xiàng)先生成MgO，MgO再與HNO3反應(yīng)生成Mg(NO3)2，綠色環(huán)保，故選C。2．下列有關(guān)“綠色化學(xué)”及“綠色食品”的描述均正確的組合是(A)①“綠色化學(xué)”是指絕對(duì)無(wú)污染的化學(xué)過程②“綠色化學(xué)”是指依靠綠色植物來完成的化學(xué)過程③“綠色化學(xué)”是沒有或盡可能少污染的化學(xué)過程④“綠色化學(xué)”是人們理想中的化學(xué)過程，無(wú)法實(shí)現(xiàn)⑤治理工業(yè)“三廢”屬于“綠色化學(xué)”范疇⑥合理施用農(nóng)藥屬于“綠色化學(xué)”⑦加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)屬于“綠色化學(xué)”過程⑧開發(fā)利用氫能源屬于“綠色化學(xué)”⑨富含葉綠素的食品屬于“綠色食品”⑩新鮮的蔬菜屬于“綠色食品”?無(wú)污染的安全、優(yōu)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)類食品屬于“綠色食品”?貼有“綠色”防偽標(biāo)志的食品屬于“綠色食品”A．③⑧? B．①②③⑤⑥⑧⑩C．②⑥⑦⑨ D．④3．“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并利用。如可利用NaOH溶液來“捕捉”CO2，其基本過程如圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)。下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是(B)①能耗小是該方法的一大優(yōu)點(diǎn)②整個(gè)過程中，有兩種物質(zhì)可以循環(huán)利用③“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中，分離物質(zhì)的基本操作是過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶④該方法可減少碳排放，捕捉到的CO2還可用來制備甲醇等產(chǎn)品A．①③ B．②④C．③④ D．①④解析：根據(jù)題中信息可知，基本過程中有兩個(gè)反應(yīng)：①二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)；②碳酸鈣的高溫分解，循環(huán)利用的物質(zhì)有CaO和NaOH兩種物質(zhì)，捕捉室中的反應(yīng)為二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)，得到Na2CO3，Na2CO3和CaO在溶液中反應(yīng)得到NaOH和CaCO3，由此可分析判斷。①碳酸鈣高溫分解需要消耗大量的能量，不正確；②氧化鈣與氫氧化鈉可以循環(huán)使用，正確；③碳酸鈣不溶于水，所以“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中，分離物質(zhì)的基本操作是過濾，不正確；④工業(yè)上可以用CO2合成甲醇，正確。綜上所述，B項(xiàng)正確。二、非選擇題4．酸雨形成的原理之一可簡(jiǎn)示如下：含硫燃料eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(反應(yīng)①))Aeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(反應(yīng)②))Beq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(反應(yīng)③))硫酸請(qǐng)回答下列問題：(1)A物質(zhì)的化學(xué)式為SO2，B物質(zhì)的化學(xué)式為SO3。(2)三個(gè)反應(yīng)中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是③(填序號(hào))。(3)SO2中硫元素顯＋4價(jià)，它可以降低到0價(jià)，利用這一性質(zhì)可在工廠的煙道氣中通入合適的還原劑(填“氧化劑”或“還原劑”)除去SO2，達(dá)到減少污染的目的。(4)雨水的pH＜5.6時(shí)，就判斷為酸雨。已知pH＝－lgc(H＋)，經(jīng)測(cè)定某次降雨中只含硫酸，且其濃度為5×10－5mol·L－1，則這次降雨是(填“是”或“不是”)酸雨。(5)火力發(fā)電廠燃燒的煤中含有大量的硫，其排出的廢氣中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。為了除去有害的SO2氣體，在英國(guó)已進(jìn)行了一個(gè)研究，結(jié)果表明：高煙囪可以有效降低地面SO2的濃度。在20世紀(jì)60年代到70年代的10年間，由發(fā)電廠排放的SO2增加了35%，但由于高煙囪的建造，地面SO2濃度降低了30%。(ⅰ)你認(rèn)為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采取的措施是(ACE)A．少用煤作燃料 B．把工廠的煙囪建高C．燃料脫硫 D．把工廠遷到農(nóng)村E．開發(fā)新能源(ⅱ)請(qǐng)從全球環(huán)境保護(hù)的角度，分析這種建高煙囪的方法是否可取不可取，理由是沒有減少SO2的排放量。解析：(1)酸雨形成的反應(yīng)原理為含硫燃料eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(反應(yīng)①))SO2eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(反應(yīng)②))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(反應(yīng)③))H2SO4，故A為SO2，B為SO3。(2)以上三個(gè)反應(yīng)中，反應(yīng)③不是氧化還原反應(yīng)。(3)SO2中硫元素顯＋4價(jià)，由SO2→S的反應(yīng)中，SO2作氧化劑，故需加入還原劑。(4)雨水中c(H＋)＝2c(H2SO4)＝2×5×10－5＝10－4mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lg10－4＝4＜5.6，故這次降雨為酸雨。(5)(ⅰ)煤燃燒可產(chǎn)生大量SO2，故少用煤作燃料及燃料脫硫、開發(fā)新能源都能減少SO2的排放；把工廠煙囪建高及把工廠遷到農(nóng)村，都不能減少SO2的排放。(ⅱ)把工廠煙囪建高，排放SO2的量沒有改變，只是減少了地面SO2的含量。能力提升一、選擇題(每小題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)反應(yīng)提出了“原子經(jīng)濟(jì)性”(原子節(jié)約)的新概念及要求。理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)零排放。下列說法與“節(jié)能減排”不相符的是(AC)A．為推廣氫能的使用，工業(yè)上可采用電解水法制取大量氫氣B．將石油裂化、裂解，綜合利用石油資源C．加快開采煤、石油、天然氣等礦物資源D．倡導(dǎo)“綠色化學(xué)”理念，逐步實(shí)現(xiàn)化工業(yè)零排放解析：用電解水法制取H2會(huì)消耗大量電能，與“節(jié)能減排”不相符，A項(xiàng)符合題意；將石油進(jìn)行深加工能提高原料的利用率，符合“節(jié)能減排”，B項(xiàng)不符合題意；資源是有限的，有效合理地開采煤、石油、天然氣等符合“節(jié)能減排”，C項(xiàng)符合題意；實(shí)現(xiàn)工業(yè)零排放是原子經(jīng)濟(jì)性的目的，符合綠色化學(xué)理論，D項(xiàng)不符合題意。2．“天問一號(hào)”火星探測(cè)器正在奔赴火星的路上，發(fā)射該探測(cè)器的長(zhǎng)征五號(hào)遙四火箭使用的是兩種推進(jìn)劑組合液：液氧/煤油和液氧/液氫。下列說法錯(cuò)誤的是(AB)A．煤油是一種可再生能源B．煤油和氫氣是自然界中原本存在的能源C．氫氣是比煤油更清潔的能源D．煤油不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生C和CO等污染物3．中國(guó)宣布了到2030年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放量持續(xù)降低的減排目標(biāo)。下列措施與這一目標(biāo)無(wú)關(guān)的是(A)A．給汽車安裝尾氣處理器B．自備購(gòu)物布袋，不用塑料袋C．使用節(jié)能電器，及時(shí)關(guān)閉電器設(shè)備，節(jié)約用電D．開發(fā)新能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能等，減少對(duì)化石能源的依賴4．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)(如圖所示)。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)A．霧和霾的分散劑相同B．霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨C．NH3是形成無(wú)機(jī)顆粒物的催化劑D．霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)5．不僅化工生產(chǎn)應(yīng)遵循綠色化學(xué)的原則，化學(xué)實(shí)驗(yàn)也應(yīng)遵循綠色化學(xué)的原則，實(shí)現(xiàn)原料和過程的綠色化。下列實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)過程遵循綠色化學(xué)原則的是(D)①在銅與濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，將銅片改為可調(diào)節(jié)高度的銅絲②將實(shí)驗(yàn)室的廢酸液和廢堿液中和后再放入指定位置集中處理③用雙氧水代替高錳酸鉀制氧氣④將用銅粉與濃硫酸反應(yīng)制取硫酸銅的實(shí)驗(yàn)方案改為先將銅粉在空氣中充分加熱制得氧化銅，再將氧化銅溶解在稀硫酸中A．①② B．②③C．③④ D．①②③④解析：①銅與濃硝酸劇烈反應(yīng)產(chǎn)生有毒的NO2氣體，將銅片改為可調(diào)節(jié)高度的銅絲可及時(shí)終止反應(yīng)，減少NO2氣體的排放量；②將實(shí)驗(yàn)室的廢酸液和廢堿液中和后可以減少污染；③用雙氧水制氧氣的副產(chǎn)物為水，不產(chǎn)生污染；④既杜絕了產(chǎn)生SO2而導(dǎo)致的污染，又提高了硫原子的利用率。以上過程均做到了從源頭上減少或杜絕污染，符合綠色化學(xué)的思想。6．二氧化氯(ClO2)是國(guó)際上公認(rèn)的安全、無(wú)毒的綠色消毒劑，對(duì)酸性污水中的Mn2＋也有明顯的去除效果，其反應(yīng)原理為ClO2＋Mn2＋→MnO2↓＋Cl－(部分反應(yīng)物和產(chǎn)物省略、未配平)，下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是(CD)A．工業(yè)上可用更為廉價(jià)的Cl2來代替ClO2B．利用該原理處理含Mn2＋的污水后溶液的pH升高C．該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為5∶2D．理論上處理含5molMn2＋的污水，需要的ClO2的物質(zhì)的量為2mol解析：氯氣是有毒的氣體，所以不能代替ClO2，則A錯(cuò)誤；用ClO2處理酸性污水中的Mn2＋，反應(yīng)的離子方程式為2ClO2＋5Mn2＋＋6H2O=5MnO2↓＋2Cl－＋12H＋，所以處理后溶液的pH是減小的，故B錯(cuò)誤；該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為MnO2，還原產(chǎn)物為Cl－，由反應(yīng)方程式可知，二者的物質(zhì)的量之比為5∶2，故C正確；由反應(yīng)的離子方程式可知，處理1molMn2＋，需要eq\f(2,5)mol的ClO2，則處理5molMn2＋，需要2molClO2，故D正確。二、非選擇題7．Ⅰ.近年來，人類生產(chǎn)、生活所產(chǎn)生的污染，如機(jī)動(dòng)車、燃煤、工業(yè)等排放的廢氣，使灰霾天氣逐漸增多?；姻擦Ｗ颖容^小，平均直徑大約在1000～2000nm左右。下列有關(guān)說法正確的是AD(填字母)。A．灰霾是一種分散系B．灰霾能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)C．灰霾形成的是非常穩(wěn)定的體系D．戴口罩不能完全阻止吸入灰霾粒子Ⅱ.霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)，是近地面層空氣中水汽凝結(jié)(或凝華)的產(chǎn)物。霾也稱灰霾，空氣中的灰塵(如煤炭及三氧化二鐵粉塵)、一氧化氮、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ邮勾髿鉁啙幔斐梢曇澳：?dǎo)致能見度較低。請(qǐng)回答下列問題：(1)形成灰霾的主要物質(zhì)中能發(fā)生若干反應(yīng)，其中金屬氧化物與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O，碳氧化物與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O。(2)霾中的硫酸主要來源于含硫燃料的燃燒，其反應(yīng)過程為S→SO2→SO3→H2SO4，為減少SO2的排放，工業(yè)上常常采用加入石灰石的方法脫硫，首先形成CaSO3、CaSO3再與空氣中的O2反應(yīng)最終形成CaSO4。寫出工業(yè)上加入石灰石脫硫生成CaSO4的反應(yīng)方程式：CaCO3＋SO2eq\o(=,\s\up7(△))CaSO3＋CO2，2CaSO3＋O2=2CaSO4。Ⅲ.根據(jù)以上信息并結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，提出治理灰霾的兩項(xiàng)可行的措施：減少機(jī)動(dòng)車使用量，發(fā)展新型能源(合理均可)。解析：Ⅰ.灰霾是灰霾粒子分散到空氣中形成的分散系，故A正確；灰霾是灰霾粒子分散到空氣中形成的分散系，灰霾粒子平均直徑大約在1000～2000nm，不符合膠體微粒直徑的范圍，不屬于膠體，不能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；灰霾在大氣中不穩(wěn)定，故C錯(cuò)誤；灰霾粒子直徑小，能通過口罩，所以戴口罩不能完全阻止吸入灰霾粒子，故D正確；Ⅱ.(1)Fe2O3屬于金屬氧