2021学年高中化学第四章第二节2环境保护与绿色化学时作业含解析人教版必修2

　环境保护与绿色化学

　时间：45 分钟 一、选择题 1．下列有关环境问题的分析，不正确的是( D ) A．向空气中排放硫酸厂的废气和大量使用含硫煤会加剧酸雨的形成 B．工厂废液任意排放，会导致土壤、水源的污染 C．含氮、磷生活污水的任意排放，会导致水华、赤潮等污染 D．大量排放硫氧化物、氮氧化物和天然气会导致温室效应加剧 解析：大量使用含碳能源，如煤、石油和天然气等化石能源，大量排放二氧化碳是导致温室效应加剧的主要原因。

　2．构建和谐社会的总要求之一是人与自然和谐相处，下列做法不符合这一主题的是( B ) A．中科院广州化学所在利用二氧化碳制取可降解塑料的技术方面处于世界领先水平，该技术的成功应用将有效改善以二氧化碳为主的温室气体引发的“厄尔尼诺”“拉尼娜”等全球气候异常现象 B．许多国家对聚乙烯等塑料垃圾进行了深埋或者倾倒入海处理，达到消除“白色污染”的目的 C．山东单县采用以杂草、秸秆等为原料的生物质发电，有效地减少了二氧化硫的排放 D．汽油中掺入酒精使用，可以降低对环境的污染和节约能源 解析：聚乙烯等塑料垃圾难分解，深埋或倾倒入海并不能根除危害，只是起到转移危害的作用。

　3．减少酸雨产生的途径可采取下列措施中的( D ) ①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫

　④飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料，如天然气、甲醇等 ⑤开发新能源 A．①②③④

　 B．②③④⑤ C．①②③⑤

　 D．①③④⑤ 解析：煤、石油中含硫，在燃烧时会产生 SO 2 污染环境，因此对燃料脱硫，减少煤、石油等燃料的使用，用清洁燃料或开发使用新能源均可减少大气污染物的排放，而把工厂烟囱造高，只能减少近地面污染物的浓度，而向环境中排放总量不变，因此，不会减少 SO 2 的排放，故选 D。

　4．下列有关日常生活中的化学知识，说法错误的是( B ) A．用完的干电池应回收处理，不可以随意丢弃 B．增加摩托车排气管的长度可以降低尾气中 CO 和 NO 的含量 C．化妆品中含有很多对人体及环境有害的物质，所以应该慎重使用化妆品

　D．应尽量减少含磷洗涤剂的生产，以免导致水中的藻类疯长 5．化学环境、材料、信息、能源关系密切，下列说法不正确的是( B ) A．利用催化设施，可以将汽车尾气中 CO 和 NO 转化为无害气体 B．对“地沟油”蒸馏可以获得汽油 C．对废旧电池进行回收处理主要为了防止重金属污染水源 D．半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是硅 解析：利用催化设施，可以将汽车尾气中 CO 和 NO 转化为无害气体二氧化碳和氮气，故A 正确；地沟油属于酯类，汽油属于烃类，对“地沟油”蒸馏不可能获得汽油，故 B 错误；废旧电池中含有重金属，重金属能污染水源和土壤，所以对废旧电池进行回收处理，故 C正确；半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是硅，故 D 正确。

　6．最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中

　( B ) A．对废水、废气、废渣进行严格处理 B．不排放任何有害物质 C．在化工厂及周围种草、种树、种花，使工厂成为花园式工厂 D．以绿色植物为原料，以生物催化剂实现化工生产过程的化学 7．化学在自然资源的开发和利用中具有重要的意义，下列对其认识中不正确的是

　( C ) A．利用化学知识和化学规律，人们可以更好地开发和利用资源 B．利用化学知识和化学规律，人们可以制取更多物质，丰富物质世界 C．人们在开发和利用资源的过程中，对环境造成了污染，化学对此无能为力 D．人们对资源的开发和利用过程中，时刻不能忘记资源的可持续发展 8．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持，下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( D ) A．推广使用燃煤脱硫技术，防治污染 B．实施绿化工程，防治扬尘污染 C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染 D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应速度 9．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应中原子全部转化为欲制得产物，即原子的利用率为 100%。在用丙炔 CH≡CCH 3 合成甲基丙烯酸甲酯( )的过程中，欲使原子的利用率达到最高，在催化剂作用下还需要其他的反应物是( A )

　A．CO 和 CH 3 OH

　 B．CO 2 和 H 2 O C．CH 2 ＝CH 2 和 CO

　 D．CH 3 OH 和 H 2

　解析：根据原子利用率为 100%这一观点，利用质量守恒定律，要把 1 个 C 3 H 4 分子变成 1个 C 5 H 8 O 2 分子，还必须增加 2 个 C 原子、4 个 H 原子、2 个 O 原子，即原料中 C、H、O 的原子个数比为 2 4 2。CO 和 CH 3 OH，这两种物质如果按照分子个数比 1 1 组合，则很容易使 C、H、O 的原子个数比达到 2 4 2，故 A 正确；B、C、D 不论怎样组合也得不到 C 5 H 8 O 2 ，故错误。

　10．下图是某煤发电厂处理废气的装置示意图。下列说法错误的是( B )

　A．使用此废气处理装置可减少酸雨的形成 B．装置内发生的反应有化合、分解、置换和氧化还原反应 C．整个过程的反应可表示为 2SO 2 ＋2CaCO 3 ＋O 2 ===2CaSO 4 ＋2CO 2

　D．可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标 解析：A 项，使用此废气处理装置可减少 SO 2 的含量，减少酸雨的形成；B 项，装置内发生的反应有化合反应 CaO＋SO 2 ===CaSO 3 、分解反应 CaCO 3 =====高温CaO＋CO 2 ↑、氧化还原反应：2CaSO 3 ＋O 2 ===2CaSO 4 ，无置换反应，B 错误；C 项，整个过程的反应可表示为 2SO 2 ＋2CaCO 3＋O 2 ===2CaSO 4 ＋2CO 2 ，正确；D 项，可用酸性高锰酸钾溶液检验废气中的 SO 2 ，以检验废气处理后是否达标。

　11．在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为 100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是( A ) ①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反应 ⑤加成反应 ⑥加聚反应 ⑦酯化反应 A．②⑤⑥

　B．②④⑤ C．只有⑥

　D．只有⑥⑦ 解析：据四种基本反应类型的定义即判断出只有化合反应产物唯一。在有机反应类型中，

　取代反应、酯化反应、水解反应的产物均不唯一，而加成产物、加聚产物唯一，反应物中的原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为 100%。

　12．科学家曾提出一种“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把 CO 2 从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的 CO 2 转变为甲醇。其技术流程如图：

　下列说法中不正确的是( D ) A．碳酸钾溶液所起的作用是富集空气中的 CO 2

　B．分解池中发生反应的化学方程式为：2KHCO 3 =====△K 2 CO 3 ＋H 2 O＋CO 2 ↑ C．上述流程中能循环利用的物质有碳酸钾溶液和水 D．合成塔中生成甲醇的反应，其原子利用率理论上可以达到 100% 解析：碳酸钾能和二氧化碳反应生成碳酸氢钾，所以碳酸钾的作用是：吸收空气中二氧化碳，富集空气中的 CO 2 ，故 A 正确；在加热条件下，碳酸氢钾能分解生成碳酸钾、二氧化碳和水，化学方程式为：2KHCO 3 =====△K 2 CO 3 ＋CO 2 ↑＋H 2 O，故 B 正确；在吸收池中碳酸钾、水是反应物，在分解池中碳酸钾、水是生成物，所以碳酸钾、水可循环使用，故 C 正确；CO 2与 H 2 在 300 ℃、催化剂、一定压强的条件下生成水和甲醇，化学方程式为：CO 2 ＋3H 2 =====300 ℃、催化剂一定压强H 2 O＋CH 3 OH，产物有甲醇，还有 H 2 O，不符合转化率 100%，故 D 错误。

　二、非选择题 13．汽车的发明与使用，是人类智慧的杰出体现，它为人们的生活和生产带来了极大的方便，同时由此引发的环境污染问题也越来越引起人们的关注。

　(1)汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大气，造成产生氮的氧化物的主要原因是( D ) A．燃烧含氮化合物燃料引起的 B．燃烧含铅汽油引起的 C．是由于汽油燃烧不充分引起的 D．是汽缸中的 N 2 被氧化生成的 (2)下列有关城市各项污染源与其造成的恶果对应关系正确的是( A ) A．汽车尾气—光化学烟雾；工业废气—酸雨；工业废水—“公害病”

　B．汽车尾气—酸雨；工业废气—“公害病”；工业废水—光化学烟雾 C．汽车尾气—“公害病”；工业废气—酸雨；工业废水—光化学烟雾 D．汽车尾气—光化学烟雾；工业废气—“公害病”；工业废水—酸雨 (3)新型环保出租车采用 LPG＋汽油的双燃料系统，其尾气中的有毒气体成分较普通车型下降 80%左右，缓解了汽车尾气排放给城市环境造成的污染问题。下列物质中不属于上述有害气体的是 A。

　A．CO 2 和 H 2

　B．NO 2 和 NO C．CO 和 SO 2

　D．炭粒和含铅化合物 (4)为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类：一类是压缩天然气，另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分都是 B。

　A．碳水化合物

　 B．碳氢化合物 C．氢气

　 D．醇类 解析：(1)汽车在工作时，发动机的活塞在汽缸中运行一个循环时要经过进气、压缩、点火燃烧和排气四个过程，在压缩和点火燃烧等过程中由于高压高温，故空气中 N 2 和 O 2 发生如下反应：N 2 ＋O 2 =====高温、高压2NO、2NO＋O 2 ===2NO 2 ，生成污染大气的 NO 2 、NO。

　(2)可结合汽车尾气、废气、废水的主要成分及危害进行分析。

　(3)CO 2 和 H 2 均不属于有毒气体。

　(4)天然气(主要成分 CH 4 )和液化石油气(主要成分为含有 3～4 个碳原子的烃)的主要成分都是碳氢化合物。

　14．二氧化硫是一种危害严重的大气污染物，烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要技术手段。

　(1)利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如下图所示：

　某研究小组为探究提高含硫烟气中 SO 2 的吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如下图所示。

　 ①根据图示实验结果，为了提高一定浓度含硫烟气中 SO 2 的吸收效率，下列措施正确的是 ABD(填字母)。

　A．降低通入含硫烟气的温度 B．减小通入含硫烟气的流速 C．减少天然海水的进入量 D．在天然海水中加入生石灰 ②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有 H 2 SO 3 ，使用空气中的氧气将其氧化，写出该反应的离子方程式 2H 2 SO 3 ＋O 2 ===4H＋ ＋2SO 2－4 。

　③该小组采用如图装置在实验室测定烟气中 SO 2 的体积分数(假设烟气中其余组分不能与水反应且不溶于水，实验在标准状况下进行)：

　Ⅰ.上述装置连接的正确顺序是：原料气→c→d→b→a→e。(填 a、b、c、d、e) Ⅱ.下列试剂中(浓度、体积一定)，可以用来代替试管中的I 2 ­淀粉溶液的是AC(填字母)。

　A．酸性 KMnO 4 溶液

　 B．NaOH 溶液 C．溴水

　 D．氨水 (2)石灰石­石膏湿法烟气脱硫工艺技术的工作原理：使烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO 4 ·2H 2 O)。写出该反应的化学方程式：2SO 2 ＋O 2 ＋2CaCO 3 ＋4H 2 O===2(CaSO 4 ·2H 2 O)＋2CO 2 。某电厂用煤 300 吨(煤中硫的质量分数为 2.5%)，若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，用石灰石­石膏湿法烟气脱硫中有 96%的硫转化为石膏，则可生产石膏 38.7 吨。

　解析：(1)①总体看，SO 2 的吸收效率随温度的升高而降低；当温度和 SO 2 的浓度一定时，SO 2 的吸收效率随烟气流速的增大而降低；当温度和烟气流速一定时，SO 2 的吸收效率随 SO 2浓度的增大而降低，所以，要提高一定浓度含硫烟气中 SO 2 的吸收效率，应降低含硫烟气的温度、减小烟气流速。在天然海水中加入生石灰也可以提高 SO 2 的吸收效率。②H 2 SO 3 具有还原性，能被氧气氧化为 H 2 SO 4 。③该测定实验的原理是烟气通过一定浓度一定体积的 I 2 ­淀粉溶液后，其中的 SO 2 与 I 2 发生氧化还原反应，恰好完全反应时，溶液的蓝色消失，根据碘的物质的量可求出 SO 2 的物质的量，余下的气体排入广口瓶，将水压入量筒，由量筒中水的体积可确定剩余气体的体积。能与 SO 2 反应且能明确指示反应终点的是酸性 KMnO 4 溶液和溴水，故它们可以代替试管中的 I 2 ­淀粉溶液。(2)SO 2 在与 CaCO 3 反应生成石膏的过程中，被 O 2 氧化，同时还生成了 CO 2 。

　S～SO 2

　 ～

　CaSO 4 ·2H 2 O 32

　 172 300 t×2.5%×96%

　m

　m ＝38.7 t。

　15．南太平洋岛国图瓦卢被迫全国移民到新西兰。该国前总理佩鲁曾声称图瓦卢是“温室效应的第一个受害者”。目前该国正面临生存环境严重恶化的局面。该国岛屿近 20 年来已经被海水侵蚀得千疮百孔，岛上的淡水日益减少；海水的大量侵入使土壤盐碱化，粮食和蔬菜无法正常生长。图瓦卢陆地最高处仅海拔 4.5 米，由于海平面日渐升高，据估计这些岛屿将于 50 年内被海水淹没。请根据以上材料分析：

　(1)温室效应导致海平面上升，引起温室效应的人为原因主要是：化石燃料的燃烧。

　(2)为了控制温室效应。各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态 CO 2 密度大于海水密度的事实，设想将 CO 2 液化后，送入深海海底。以减小大气中 CO 2 的浓度。为使 CO 2液化，可采用的措施是( D ) A．减压、升温

　B．增压、升温 C．减压、降温

　 D．增压、降温 (3)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。

　如将 CO 2 和 H 2 以 1 4 的比例混合，通入反应器。在适当的条件下反应，可获得一种重要的能源。请完成以下化学方程式：CO 2 ＋4H 2 ―→CH 4 ＋2H 2 O 若将 CO 2 与 H 2 混合，在一定条件下以 1 3 的比例发生反应，生成某种重要的化工原料和水。该化工原料可能是( BC ) A．甲烷

　 B．乙烯 C．乙醇

　 D．苯 (4)快速、有效地减缓大气中 CO 2 大量增加的生态学措施是

　 ( BC )

　A．使用天然气等燃料 B．控制全球人口增长 C．植树造林，保护森林 D．立即减少煤和石油的燃烧