人教版高中化學必修二文檔：第4章 化學與自然資源的開發(fā)利用 第二節(jié) 含答案

高中化學必修課程PAGEPAGE13第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護[學習目標定位]1.能夠認識化石燃料綜合利用的意義。2.以酸雨的防治和無磷洗滌劑的使用為例，認識化學對環(huán)境保護的意義。3.了解合成新物質對人類生活的影響，知道在化工生產中遵循“綠色化學”思想的重要性。一化石燃料的綜合作用1．煤的綜合利用(1)煤的組成煤eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(物質組成：有機物和少量無機物,元素組成：主要含碳元素、還含少量氫、氧、氮、硫等元素))(2)綜合利用①干餾eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：將煤隔絕空氣加強熱使其分解的過程,主要產品：焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦爐氣))②氣化eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：將煤轉化為可燃性氣體的過程,主要反應：Cs＋H2Og\o(→,\s\up7(高溫))COg＋H2g))③液化eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(直接液化：煤＋H2→液體燃料,間接液化：煤\o(→,\s\up7(氣化))CO和H2\o(→,\s\up7(催化劑))甲醇))2．天然氣的綜合利用天然氣的主要成分是甲烷，它是一種清潔的化石燃料，主要用于合成氨和生產甲醇等。3．石油的綜合利用(1)石油的組成：石油是由多種碳氫化合物組成的混合物，主要是多種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等組成的，沒有固定的沸點。(2)石油的精煉①分餾eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：利用原油中各組分沸點的不同進行分離的,過程,成分：分餾可得到汽油、煤油、柴油等輕質油))②裂化eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(目的：為了獲得輕質油，特別是汽油的產量,原理：C12H26\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(加熱、加壓))C6H14＋C6H12))③裂解eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(目的：為了獲得乙烯、丙烯、甲烷等化工基本原料,原理：C4H10\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(加熱、加壓))CH4＋C3H6,C4H10\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(加熱、加壓))C2H4＋C2H6))④重新調整：石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結構的重新調整，使鏈狀烴轉化為環(huán)狀烴。4．以煤、石油和天然氣為原料生產合成材料(1)三大合成材料：塑料、合成橡膠、合成纖維。(2)加聚反應：由相對分子質量小的化合物生成相對分子質量很大的化合物(高分子化合物)的反應叫聚合反應。由不飽和的小分子相互加成的聚合反應，叫加成聚合反應，簡稱加聚反應。例如，乙烯可發(fā)生加聚反應生成聚乙烯。聚合反應中的單體、鏈節(jié)和聚合度：(3)縮聚反應：相對分子質量小的化合物在生成高分子化合物的同時有小分子化合物生成的反應，如聚酯纖維的合成：歸納總結1．下列說法中錯誤的是()A．石油中含有C5～C11的烷烴，可以通過石油的分餾得到汽油B．含C20以上的烷烴的重油經過催化裂化可以得到汽油C．煤是由有機物和無機物組成的復雜的混合物D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來答案D解析石油通過分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質液體燃料，但產量不高。通常采用裂化的方法，把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量小、沸點低的烴，提高汽油的產量。煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物，主要含碳元素，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干餾得到焦炭、煤焦油、焦爐氣等。煤焦油是含有多種芳香族化合物的混合物，可以生產芳香族化合物苯和甲苯。2．下列關于乙烯和聚乙烯的敘述正確的是()A．二者都能使溴水褪色，性質相似B．二者互為同系物C．二者最簡式相同D．二者相對分子質量相同答案C解析單體CH2=CH2與鏈節(jié)—CH2—CH2—的組成元素相同，二者的區(qū)別是CH2=CH2分子中有，而CH2—CH2分子中無，結構上不相似，所以性質不同，不是同系物，故正確答案為C。二環(huán)境保護和綠色化學1．環(huán)境保護(1)環(huán)境問題：主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農業(yè)生產和人類生活所造成的環(huán)境污染。(2)環(huán)境保護的科學理念：從源頭上減少和消除污染。2．綠色化學(1)“綠色化學”可以詮釋為環(huán)境友好化學，它的核心內涵是在反應過程和化工生產中，盡量減少或徹底消除使用和產生有害物質。它研究對環(huán)境沒有任何副作用的化學試劑、化學制品和化學工藝。(2)綠色化學的核心就是利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產對環(huán)境造成的污染。按照綠色化學的原則，最理想的“原子經濟”就是反應物的原子全部轉化為期望的最終產物(即沒有副反應，不生成副產物，更不能產生廢棄物)，這時原子利用率為100%。歸納總結3．下列有關“綠色化學”及“綠色食品”的描述均正確的組合是()①“綠色化學”是指絕對無污染的化學過程②“綠色化學”是指依靠綠色植物來完成的化學過程③“綠色化學”是沒有或盡可能少污染的化學過程④“綠色化學”是人們理想中的化學過程，無法實現(xiàn)⑤治理工業(yè)“三廢”屬于“綠色化學”范疇⑥合理施用農藥屬于“綠色化學”⑦加強環(huán)境監(jiān)測屬于“綠色化學”過程⑧開發(fā)利用氫能源屬于“綠色化學”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”?無污染的安全、優(yōu)質、營養(yǎng)類食品屬于“綠色食品”?貼有“綠色”防偽標志的食品屬于“綠色食品”A．③⑧? B．①②③⑤⑥⑧⑩C．②⑥⑦⑨ D．④答案A解析①～⑧是對綠色化學的敘述。綠色化學的核心是從源頭上減少或消除工業(yè)生產對環(huán)境的污染，強調最理想的原料經濟性原則和污染物的零排放。所以①中的“絕對無污染”、②中的“依靠綠色植物”、④中的“無法實現(xiàn)”、⑤中的“治理三廢”、⑥中的合理施用農藥、⑦中的“加強環(huán)境監(jiān)測”等內容都是錯誤的或不屬于綠色化學范疇，③、⑧正確。⑨～?是對綠色食品的描述，只有?正確。1．下列關于化石燃料的加工說法正確的是()A．石油裂化主要得到乙烯B．石油分餾是化學變化，可得到汽油、煤油C．煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣D．煤制煤氣是物理變化，是高效、清潔地利用煤的重要途徑答案C解析石油裂化的目的主要是獲得汽油等輕質燃料油，而石油裂解的目的才是獲得乙稀，A項錯誤；石油分餾是物理變化，B項錯誤；煤制煤氣是化學變化，D項錯誤；煤干餾的目的就是獲得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣，C正確。2．下列屬于物理變化的是()①石油的分餾②煤的干餾③石油的裂化④鋁熱反應⑤由乙烯制備聚乙稀⑥將氧氣轉化為臭氧⑦乙烯催熟果實⑧將苯加入溴水中⑨海水蒸餾制取淡水A．①②③④ B．①②⑤⑦C．①⑧⑨ D．①②⑥⑨答案C解析蒸餾和分餾的原理相同，都是利用沸點不同分離物質，將苯加入溴水中不發(fā)生化學反應，而是苯萃取溴水中的溴，故①⑧⑨均屬于物理變化，其余各項均發(fā)生了化學變化。3．常見的污染分為一次污染和二次污染。二次污染是排入環(huán)境中的一次污染物在物理、化學因素或微生物作用下發(fā)生變化所生成的新污染物，如反應2NO＋O2=2NO2中，二氧化氮為二次污染物。下列三種氣體：①二氧化硫；②二氧化氮；③硫化氫。其中能生成二次污染物的是()A．只有①② B．只有②③C．只有①③ D．①②③答案D解析題中給出了二次污染物的定義是指一次污染物經過變化后還能生成污染物的物質。其中SO2和NO2本身都是有毒氣體，是污染物，而它們與雨水反應生成酸雨，是二次污染物；H2S被氧化后的產物是SO2氣體，因而也能產生二次污染。4．“綠色化學”實驗已走進課堂，下列做法符合“綠色化學”的是()①實驗室中收集氨氣采用圖甲所示裝置②實驗室中做氯氣與鈉反應實驗時采用圖乙所示裝置③實驗室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸反應生成銨鹽的實驗④實驗室中采用圖丙所示裝置進行銅與稀硝酸的反應A．②③④ B．①②③C．①②④ D．①③④答案C解析因為氨氣的密度比空氣小，實驗室用向下排空氣法收集氨氣，氨氣溶于水呈弱堿性，可以使滴有酚酞的水變紅，①符合“綠色化學”；氯氣有毒，與鈉反應后，多余的氯氣被堿液吸收，②符合“綠色化學”；銅與稀硝酸反應生成的一氧化氮有毒，一氧化氮可以用氣球收集，④符合“綠色化學”；濃鹽酸和濃氨水都易揮發(fā)，③不符合“綠色化學”。5．20世紀90年代初，國際上提出了“預防污染”這一新概念。綠色化學是“預防污染”的根本手段，它的目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料，最大限度地節(jié)約能源，在化工生產各個環(huán)節(jié)中都實現(xiàn)凈化和無污染。(1)下列各項屬于“綠色化學”要求的是________(填字母，下同)。A．處理廢棄物 B．治理污染點C．減少有毒物 D．杜絕污染源(2)在我國西部大開發(fā)中，某省為籌建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你認為可行的是________。A．建在西部干旱區(qū)可以脫貧致富B．應建在水資源豐富和交通方便且遠離城市的郊區(qū)C．企業(yè)有權自主選擇廠址D．不宜建在人口稠密的居民區(qū)(3)某化工廠排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四種離子。甲、乙、丙三位學生分別設計了從該污染水中回收純凈的金屬銅的方案。在能制得純銅的方案中，哪一步操作會導致環(huán)境污染？________。應增加哪些措施防止污染？________。答案(1)D(2)BD(3)丙方案的第③步增加冷凝回收裝置解析(1)根據題干描述，綠色化學是“預防污染”的根本手段，因此應從“源頭”上杜絕。(3)丙方案第③步中，由于汞的沸點低、易揮發(fā)、有毒，因此會造成環(huán)境污染。40分鐘課時作業(yè)[經典基礎題]一、煤的組成及應用1．將煤塊粉碎、經脫硫處理、在適當過量的空氣中燃燒，這樣處理的目的是()①使煤充分燃燒，提高煤的利用率②減少SO2的產生，避免造成“酸雨”③減少有毒的CO產生，避免污染空氣④減少CO2的產生，避免“溫室效應”A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②③④答案A解析煤中含有碳、氫、氧、氮、硫等元素，直接燃燒時燃燒不充分會造成資源浪費，還會產生SO2、CO、氮氧化物等有毒氣體污染環(huán)境，但將煤塊粉碎、經脫硫處理、在適當過量的空氣中燃燒，就會減少SO2產生，減少CO的產生，使煤燃燒更充分。2．下圖是實驗室模擬煤的干餾的實驗裝置，下列有關敘述錯誤的是()A．圖示實驗中發(fā)生了化學變化B．實驗后水溶液的pH>7，溶液Y是黑色黏稠的煤焦油，上層X是粗苯等C．氣體Z易燃，可以還原氧化銅D．液體Y是一種純凈物答案D解析煤的干餾是化學變化，A項正確；所得產物有焦爐氣(含有CH4、H2、C2H4、CO等)、煤焦油(不溶于水的一種多成分混合物)、粗氨水、焦炭等，焦爐氣中的H2、CO可還原氧化銅，且易燃，C項正確；氨水的pH>7，煤焦油居于水層以下，粗苯密度小于水，在上層，故B項正確；煤焦油中含有多種物質，屬混合物，D項錯誤。二、石油化學工業(yè)3．下列關于石油的說法不正確的是()A．石油主要含C、H兩種元素B．石油通過催化重整可得到環(huán)狀烴C．石油裂化是物理變化D．石油分餾得到的汽油是混合物答案C解析石油裂化是化學變化。4．石油裂解的目的主要是()A．提高輕質液體燃料的產量B．提高汽油的產量C．改善汽油的質量D．獲得短鏈不飽和烴答案D解析石油裂解的主要目的是獲得乙烯、丙烯等工業(yè)原料。5．含有6個碳原子的烷烴，經催化裂化可生成的烷烴最多有()A．3種B．4種C．5種D．6種答案C解析C6H14裂解的方式可能有下列四種：C6H14eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(加熱、加壓))CH4＋C5H10C6H14eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(加熱、加壓))C2H6＋C4H8C6H14eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(加熱、加壓))C3H8＋C3H6C6H14eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(加熱、加壓))C4H10＋C2H4其中CH4、C2H6、C3H8分別為甲烷、乙烷、丙烷，沒有同分異構體，而C4H10有2種同分異構體CH3—CH2—CH2—CH3、因此考慮C4H10的同分異構體，最終生成的烷烴最多有5種。三、綠色化學與環(huán)境保護6．化學能源開發(fā)、環(huán)境保護、資源利用等密切相關。下列說法正確的是()A．為提高農作物的產量和質量，應大量施用化肥和農藥B．綠色化學的核心是應用化學原理對環(huán)境污染進行治理C．實現(xiàn)化石燃料清潔利用，無需開發(fā)新能源D．垃圾是放錯地方的資源，應分類回收利用答案D解析大量施用化肥會破壞土壤結構，大量施用農藥會污染環(huán)境，A項不正確；綠色化學的核心是從源頭上阻止環(huán)境污染，而不是出現(xiàn)污染后再去治理，B項不正確；化石能源是有限的，仍需開發(fā)新能源，C項不正確。7．下列關于化學與生產、生活的認識不正確的是()A．CO2、CH4、N2等均是造成溫室效應的氣體B．使用清潔能源是防止酸雨發(fā)生的重要措施之一C．節(jié)能減排符合低碳經濟的要求D．合理開發(fā)利用可燃冰(固態(tài)甲烷水合物)有助于緩解能源緊缺答案A解析N2不是造成溫室效應的氣體。8．下列說法不正確的是()A．采用原煤脫硫技術，可減少燃煤燃燒時產生的SO2B．自來水可用氯氣來殺菌消毒，說明氯氣無毒C．氮氧化物可以破壞臭氧層，也能形成酸雨D．化石燃料燃燒產生大量CO2，會導致溫室效應答案B解析氯氣有毒，自來水可用氯氣來殺菌消毒是因為Cl2與H2O反應生成了HClO，B項錯。9．最近，國際上提出的“綠色化學”是指化學工業(yè)生產中()A．對廢水、廢氣、廢渣進行嚴格處理B．化學生產中不排放任何有害物質C．化工廠及周圍種草、種樹、種花，使工廠成為花園式工廠D．以綠色植物為原料，以生物催化劑實現(xiàn)化工生產過程的化學答案B解析綠色化學的研究重點有四個：一是選用對人類健康和環(huán)境危害小的、淘汰有毒的反應起始物(原材料)；二是選擇最佳的反應(生產)條件，以實現(xiàn)最大限度地節(jié)能和零排放；三是研究最佳的轉換反應和良性的試劑(含催化劑)；四是合成對人類健康和環(huán)境更安全的目標化合物(最終產品)。[能力提升題]10．下列對合成材料的認識不正確的是()A．有機高分子化合物稱為聚合物或高聚物，是因為它們大部分是由小分子通過聚合反應而制得的C．聚乙烯(CH2—CH2)是由乙烯加聚生成的純凈物D．高分子材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料兩大類答案C解析有機高分子化合物分為天然高分子化合物和合成高分子化合物兩大類，合成高分子化合物主要由加聚、縮聚兩類反應制備，加聚和縮聚是聚合反應的兩種類型。對于高分子化合物來說，盡管相對分子質量很大，卻沒有一個準確的相對分子質量，只有一個范圍，但它們的結構均是由若干鏈節(jié)組成的。11．人造象牙的主要成分結構是CH2—O，它是通過加聚反應制得的，則合成人造象牙的單體是()A．(CH3)2O B．HCHOC．CH3CHO 答案B解析題目中給出的高聚物是由單體經加聚反應制得的，由高聚物的鏈節(jié)組成和單體組成相同可知，單體應為CH2O。12．石油裂化和裂解過程得到的CH2=CH2，在一定條件下可以聚合成高分子化合物。含有結構的化合物與CH2=CH2一樣，可在一定條件下聚合成高分子化合物。(1)廣泛用作農用薄膜的聚氯乙烯塑料，是由聚合成的，其化學方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)電器包裝中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯它是由__________(寫結構簡式)聚合而成的。答案(1)(2)解析加聚反應方程式的書寫：a.反應物分子前面要寫上n，表示n個分子參加反應；b.生成物就是把反應物分子中的雙鍵打開一個，在雙鍵兩端的碳原子上各伸出一條短線，然后用[]括起來，最后在右下角寫上n；c.一定要注意加聚時只是雙鍵碳反應，寫聚合物時原來的主鏈不一定是鏈節(jié)上的主鏈。13．下圖是實驗室干餾煤的裝置圖：(1)指出圖中儀器名稱：a.________，d.________。(2)儀器d的作用是__________________________________________________________，c中液體有________和________，其中無機物里溶有________，可用________檢驗出來。有機物可以通過________的方法使其中的重要成分分離出來。(3)e處點燃的氣體主要成分有____________(填化學式)，火焰的顏色是________。答案(1)酒精噴燈燒杯(2)盛裝冷水對蒸氣進行冷卻粗氨水煤焦油氨酚酞溶液分餾(3)H2、CH4、CH2=CH2、CO淡藍色解析本題是關于煤干餾的實驗，根據煤干餾的主要產品，b中得到的應是焦炭，c中得到的應是粗氨水和煤焦油，e處點燃的應是焦爐氣。其中粗氨水中溶有氨，呈堿性，可用酚酞溶液等檢驗；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，應用分餾的方法分離；焦爐氣的主要成分有CH4、CO、H2、CH2=CH2，燃燒時呈淡藍色火焰。14．汽車的發(fā)明與使用，是人類智慧的杰出體現(xiàn)，它為人們的生活和生產帶來了極大的方便，同時由此引發(fā)的環(huán)境污染問題也越來越引起人們的關注。(1)汽車排放的尾氣中因含有氮的氧化物而污染大氣，造成產生氮的氧化物的主要原因是________(填字母，下同)。A．燃燒含氮化合物燃料引起的B．燃燒含鉛汽油引起的C．是由于汽油燃燒不充分引起的D．是汽缸中的N2被氧化生成的(2)下列有關城市各項污染源與其造成的惡果對應關系正確的是________。A．汽車尾氣—光化學煙霧；工業(yè)廢氣—酸雨；工業(yè)廢水—“公害病”B．汽車尾氣—酸雨；工業(yè)廢水—“公害病”；工業(yè)廢水—光化學煙霧C．汽車尾氣—“公害病”；工業(yè)廢氣—酸雨；工業(yè)廢水—光化學煙霧D．汽車尾氣—光化學煙霧；工業(yè)廢氣—“公害病；”工業(yè)廢水—酸雨(3)一氧化氮和一氧化碳都是汽車尾氣里的有害物質，它們能緩慢地發(fā)生如下反應；2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)(放熱反應)?，F(xiàn)利用此反應，擬設計一種環(huán)保裝置以消除汽車尾氣對大氣的污染。下列設計方案可以提高尾氣處理效果的是____________。①選