第5讲 化学与可持续发展-【金版教程】2025年高考化学一轮复习解决方案全书word（新教材，经典单选版）

金版教程 高考科学复习解决方案 化学 （经典 单选版 第5讲　化学与可持续发展 复习目标　1.以煤、石油、天然气等的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。2.能借助国家关于安全生产、食品安全、药物开发等方面的法律、法规分析与化学有关的社会热点问题。3.以酸雨的防治和废水处理为例，体会化学对环境的保护作用。4.能运用“绿色化学”思想分析和讨论化工生产的相关问题。 考点一　煤、石油、天然气的综合利用 1．煤的综合利用 (1)煤的组成 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，另有少量氢、氧、氮、硫等元素。 (2)煤的加工 ①煤的干馏 定义：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的物理、化学变化过程。 主要产品：出炉煤气(包含焦炉气、粗氨水、粗苯)、煤焦油、焦炭等。 提醒：煤中不含有苯等芳香烃，而是在干馏时生成了芳香烃，将煤焦油蒸馏可得苯。 ②煤的气化 将煤转化为可燃性气体的过程，目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气。化学方程式为C＋H2O(g)CO＋H2。 ③煤的液化 直接液化：煤＋氢气液体燃料。 间接液化：煤＋水水煤气甲醇等。 2．石油的综合利用 (1)石油的成分：由多种碳氢化合物组成的混合物。所含元素以碳、氢元素为主。 (2)石油的加工 方法 过程 目的 分馏 把原油中各组分分离成沸点不同的分馏产物 获得各种燃料用油 裂化 把碳原子多的烃断裂成碳原子少的烃 提高汽油等轻质油的产量和质量 裂解 深度裂化 得到乙烯、丙烯、甲烷等化工原料 催化重整 在加热和催化剂作用下，使链状烃转化为环状烃 得到苯、甲苯等 3.天然气的综合利用 (1)天然气的主要成分是甲烷，它是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇等。 (2)天然气与水蒸气反应制取H2原理：CH4＋H2O(g)CO＋3H2。 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。(×) 错因：煤干馏得到的煤焦油和粗苯中含有苯、甲苯、二甲苯等。 (2)石油是混合物，经分馏后得到汽油、煤油和柴油等纯净物。(×) 错因：汽油、煤油、柴油均为混合物。 (3)乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到。(×) 错因：乙烯通过石油裂解生成，苯可通过煤的干馏或石油催化重整生成。 (4)煤经气化、液化和干馏等物理变化，可获得清洁能源和重要的化工原料。(×) 错因：煤的气化、液化和干馏均属化学变化。 (5)石油裂化可以得到乙烯、丙烯等小分子有机物。(×) 错因：石油裂化主要得到裂化汽油。 (6)汽油与水互不相溶，可以用裂化汽油萃取溴水中的溴。(×) 错因：裂化汽油中含有不饱和键，可与溴发生反应。 化学中的“三馏”“两裂”比较 (1)化学中的“三馏” 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气、高温下使物质分解 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同 产物 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点相近的各组分组成的混合物 变化类型 化学变化 物理变化 物理变化 (2)化学中的“两裂” 名称 定义 目的 裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量 裂解 在高温下，使具有长链的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃 1．下列有关煤、石油、天然气的说法正确的是(　　) A．石油裂解得到的汽油是纯净物 B．煤的气化就是将煤在高温条件由固态转化为气态的物理变化过程 C．天然气是一种清洁的化石燃料 D．煤就是碳，属于单质 答案　C 2．化学与人类的生活密切相关，下列说法中正确的是(　　) ①天然气和液化石油气的主要成分都是甲烷 ②石油的裂解、煤的气化、橡胶的老化、海水制镁的过程都包含化学变化 ③绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 ④PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为“细颗粒物”，PM2.5在空气中有可能形成胶体 A．③ B．①④ C．②③④ D．②④ 答案　D 3．有关煤的综合利用如图所示。下列说法错误的是(　　) A．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程 B．条件a为Cl2/光照 C．反应②为置换反应 D．B为甲醇或乙酸时，反应③原子利用率均可达到100% 答案　A 4．下列说法正确的是(　　) A．石油是混合物，汽油是纯净物 B．沸点：汽油>煤油>柴油>润滑油 C．直馏汽油和裂化汽油成分完全相同 D．石油的分馏是物理过程，而裂化和裂解属于化学过程 答案　D 解析　石油、汽油都是混合物，A错误；沸点：汽油<煤油<柴油<润滑油，B错误；直馏汽油多为饱和烃，而裂化汽油含有不饱和烃，两者组成上不完全相同，C错误。 考点二　化学品的合理使用、环境保护与绿色化学 一、化学品的合理使用 1．化肥、农药的合理施用 (1)合理施用化肥 (2)农药的合理使用 ①早期农药有除虫菊、烟草等植物和波尔多液、石灰硫黄合剂等无机物。 ②后来，研制出有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药。 ③农药的发展方向：向着高效、低毒和低残留方向发展。 (3)不合理使用农药的危害 ①农药对生态系统和自然环境造成广泛而复杂的影响。 ②农药会造成土壤和作物的农药残留超标。 ③农药会造成大气、地表水和地下水的污染。 2．合理用药 (1)药物分类：药物按来源分为天然药物与合成药物。 (2)药物作用机理 (3)阿司匹林 ①阿司匹林化学名称是乙酰水杨酸，具有解热镇痛作用。 ②以水杨酸为原料可以制取阿司匹林。 ③不良反应：阿司匹林在人体内产生的水杨酸会刺激胃黏膜，长期大量服用可能会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。 (4)合理使用药物 ①在医生、药师指导下，遵循安全、有效、经济、适当等原则合理用药。 ②处方药和非处方药： ③滥用药物危害巨大，如无处方长期服用安眠药或镇静剂；滥用抗生素；运动员服用兴奋剂等。 ④拒绝毒品。 3．安全使用食品添加剂 (1)食品添加剂 ①含义：为改善食品品质和色、香、味，以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。 ②按来源分类：天然和人工合成两大类。 (2)常见的食品添加剂 ①着色剂、增味剂——如柠檬黄、味精等。 ②膨松剂、凝固剂——如NaHCO3、硫酸钙等。 ③防腐剂、抗氧化剂——如苯甲酸及其钠盐、抗坏血酸(即维生素C)。 ④营养强化剂——如食盐加“碘”、酱油加“铁”。 二、化学与环境保护 1．环境问题与环境保护 (1)环境问题 (2)环境保护的任务 2．三废的治理 (1)大气污染 ①大气污染物的来源 ②次生污染物的形成 ③两类酸雨的形成过程 a．硫酸型酸雨 途径1：SO2SO3H2SO4 途径2：SO2H2SO3H2SO4 b．硝酸型酸雨 NOxHNO3 (2)污水处理方法 (3)固体废物的处理遵循的原则及目的 三、绿色化学 1．绿色化学的核心思想 利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染。 2．绿色化学示意图 3．开发和利用自然资源遵循的原则 4．原子经济性反应 最理想的“原子经济性反应”：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率达到100%。 原子利用率＝×100% 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)为保障粮食高产，尽量多施用化肥。(×) 错因：过量施用化肥会削弱庄稼生产能力，同时还会造成环境污染等。 (2)抗生素能抵抗细菌感染，对人体有益，可以大量使用。(×) 错因：抗生素使用不当可能引起不良反应，也可能造成细菌耐药性增长，威胁人体健康。 (3)为了使火腿肠颜色更鲜红，可以多加一些亚硝酸钠。(×) 错因：亚硝酸钠有毒，要严格控制用量。 (4)绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行彻底治理。(×) 错因：绿色化学的核心是利用化学原理和技术手段从源头减少或消除环境污染。 (5)工业上用铜与浓硫酸反应制取硫酸铜符合绿色化学的理念。(×) 错因：该反应有SO2产生，不符合绿色化学的理念。 (6)无机中的化合反应、有机中的取代和加成反应都符合绿色化学原子经济性的要求。(×) 错因：取代反应不符合原子经济性的要求。 角度一　理解与辨析化学品的合理使用 1．下列不属于农药污染综合治理措施的是(　　) A．研制低毒、低残留农药 B．改进农药使用方法，控制一次使用量 C．禁止在农田中使用农药 D．综合防治植物病虫，减少农药用量 答案　C 2．下列关于药品和食品添加剂的说法正确的是(　　) A．处方药的包装上印有“OTC”标识 B．阿司匹林化学名称为乙酰水杨酸，具有解热镇痛作用，长期大量服用对人体无害 C．果汁饮料中可以添加适量苯甲酸钠，苯甲酸钠是一种抗氧化剂 D．味精能增加食品的鲜味，是一种常用的增味剂，其化学名称为谷氨酸钠 答案　D 角度二　归纳与应用绿色化学与环境保护 3．(2023·江苏南通市高三一模)党的二十大报告指出“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”。下列做法不合理的是(　　) A．研制可降解塑料，控制白色污染产生 B．研发新能源汽车，降低汽油柴油消耗 C．开发利用天然纤维，停止使用合成材料 D．研究开发生物农药，减少作物农药残留 答案　C 4．(2023·辽宁实验中学高三期中)下列关于环境保护与绿色化学的说法中，正确的是(　　) A．在环保相关领域中，将废气、废水(液)和废渣简称为“三废” B．汽车尾气中的硫化物、氮化物与光化学烟雾的产生密切相关 C．原子利用率的定义是：产品实际产量(质量)与产品理论产量(质量)之比 D．化肥的过度使用会影响土壤的酸碱性和土壤结构，但不会造成水体富营养化 答案　A 解析　与光化学烟雾的产生密切相关的是氮氧化物，故B错误；原子利用率是指期望产物的总质量与生成物的总质量之比，故C错误；化肥的过度使用会造成水体富营养化，故D错误。 高考真题演练 1．(2023·海南卷)化学的迅速发展为满足人民日益增长的美好生活需要做出突出贡献。下列说法不合理的是(　　) A．为增强药效，多种处方药可随意叠加使用 B．现代化肥种类丰富，施用方法依据对象营养状况而定 C．规范使用防腐剂可以减缓食物变质速度，保持食品营养价值 D．在种植业中，植物浸取试剂类医药也应慎重选用 答案　A 2．(2022·浙江1月选考)下列说法不正确的是(　　) A．液化石油气是纯净物 B．工业酒精中往往含有甲醇 C．福尔马林是甲醛的水溶液 D．许多水果和花卉有芳香气味是因为含有酯 答案　A 3．(2022·广东高考)陈述Ⅰ和Ⅱ均正确但不具有因果关系的是(　　) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 用焦炭和石英砂制取粗硅 SiO2可制作光导纤维 B 利用海水制取溴和镁单质 Br－可被氧化，Mg2＋可被还原 C 石油裂解气能使溴的CCl4溶液褪色 石油裂解可得到乙烯等不饱和烃 D FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体 FeCl3可用作净水剂 答案　A 解析　焦炭具有还原性，工业上常利用焦炭与石英砂(SiO2)在高温条件下的反应制备粗硅，这与SiO2是否作光导纤维无因果关系。 4．(2021·全国甲卷)化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是(　　) A．食品加工时不可添加任何防腐剂 B．掩埋废旧电池不会造成环境污染 C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体 D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染 答案　C 5．(2021·河北高考)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是(　　) A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因 B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5 C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定 D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除 答案　D 解析　SO2是无色有刺激性气味的气体，A错误；汽车尾气的主要大气污染物为NOx和CO等，B错误；氮的固定指的是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物，C错误。 课时作业 [建议用时：40分钟] 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列食品添加剂的使用目的与反应速率有关的是(　　) A．增稠剂 B．调味剂 C．着色剂 D．抗氧化剂 答案　D 2．下列变化中，不属于化学变化的是(　　) A．从石油中分馏出汽油 B．煤的气化制水煤气 C．煤的干馏制焦炭 D．油脂的水解制肥皂 答案　A 3．下列有关说法不正确的是(　　) A．碘、硒等微量元素对人体健康只有微小作用 B．施用化肥和农药是作物增产的重要途径 C．医疗上硫酸钡可用作钡餐透视 D．氯化钠可用作调味品和防腐剂 答案　A 4．化石燃料与生活生产息息相关，下列说法错误的是(　　) A．天然气的主要成分甲烷是高效、较洁净的燃料 B．石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化 C．石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油 D．燃煤中加入CaO可以除去煤燃烧生成的SO2，减少酸雨的形成 答案　B 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 答案　D 6．(2023·辽宁实验中学高三期中)下列关于自然资源的开发利用的说法中，错误的是(　　) A．F、Br、I都是海水中的微量元素 B．煤的干馏又称为煤的焦化，可以得到粗氨水 C．回收的铝制饮料罐通常被制成铝锭(块状铝单质)，而不用来制备铝盐 D．重油(C20以上)通过减压蒸馏可得到燃料油、石蜡、润滑油 答案　A 7．(2023·辽宁实验中学高三期中)下列关于化学品合理使用的说法中，正确的是(　　) A．OTC需要凭医生处方才能从药房或药店获得，且必须在医生的指导下使用 B．农药的开发需本着“高效、低毒、低残留”的原则 C．常见的天然色素有β­胡萝卜素、红曲红、柠檬黄、靛蓝等 D．抗坏血酸(即维生素C)是水果罐头中常用的营养强化剂 答案　B 解析　OTC为非处方药，不需要凭医生处方就能从药房或药店获得，故A错误；柠檬黄、靛蓝为合成色素，故C错误；维生素C是常用的抗氧化剂，故D错误。 8．某环境监测站每隔一段时间抽取雨水试样，测定其pH，数据如下： 测定时间/min 0 1 2 3 4 5 pH 4.9 4.7 4.5 4.4 4.4 4.4 下列有关说法不正确的是(　　) A．雨水的酸性持续减小 B．雨水的酸性一段时间后趋于稳定 C．雨水对农作物的生长会产生一定的影响 D．工业废气中的硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要因素 答案　A 9．(2023·广东六校高三联考)科学、安全、有效和合理地使用化学品是每一位生产者和消费者的义务和责任。下列说法错误的是(　　) A．因为NaNO2具有一定毒性，还会与食物作用生成致癌物，所以NaNO2不可用作食品添加剂 B．不合理施用化肥会影响土壤的酸碱性及土壤结构 C．阿司匹林的主要成分乙酰水杨酸(结构简式)可以发生水解反应 D．有机含氯杀虫剂DDT等给环境带来了负面作用，已被禁止生产和使用 答案　A 10．(2023·长治高三质量检测)下列有关说法不正确的是(　　) A．煤、石油、天然气等化石燃料仍然是当前人类利用最多的常规能源 B．CO2的过多排放可导致酸雨的产生 C．通过“人工光合作用”以二氧化碳为原料合成淀粉有利于推动碳中和 D．减少火力发电，推广风力、光伏发电等措施有利于实现碳达峰 答案　B 11．已知某藻类的分子式为C106H263O110N16P，该藻类过度生长，是导致“水华”的原因之一。下列与此信息相关的叙述错误的是(　　) A．该藻类由碳、氢、氧、氮、磷5种元素组成 B．若使用无磷洗衣粉，可有效防止该藻类的过度生长 C．向河中过量排放含有氮肥的农田水，也可能造成该藻类的过度生长 D．禁止施用化肥是防止“水华”的最好方法 答案　D 二、非选择题 12．(1)人的胃液中含有大量的盐酸，可以为胃蛋白酶提供酸性环境，同时还可以杀死随食物进入胃部的细菌，但胃液酸度过高会患胃酸过多症，下列物质不宜用作治疗胃酸过多的药物的主要成分的是________(填字母，下同)。 A．小苏打粉 B．Al(OH)3粉 C．氧化钙粉 D．纯碳酸钙粉 (2)胃镜检查发现胃少量出血，说明胃溃疡已深及黏膜下层，此种情况下胃溃疡患者胃酸过多可考虑选用(1)中的________。 (3)某品牌抗酸药的主要成分有糖衣、碳酸镁、氢氧化铝、淀粉。 ①写出该抗酸药发挥药效时的化学方程式：__________________________________________________________________。 ②淀粉在抗酸药中作为填充剂、黏合剂，淀粉在人体内酶的催化作用下发生水解反应，最终转化为________(填分子式)。 ③服用抗酸药时，为什么一般要嚼碎后吞服？__________________________________________________________________________________________________________________。 答案　(1)C　(2)B (3)①MgCO3＋2HCl===MgCl2＋CO2↑＋H2O、Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O　②C6H12O6　③将抗酸药嚼碎后吞服，可防止其黏附在胃壁上不能充分起作用，以及可能导致呕吐等不良反应 13．氨氮已成为环境的主要污染物并引起了社会各界的关注，氨氮在水体中以NH3(pH>11)和NH(pH<7)两种形式存在，开发经济、高效的除氮技术成为水污染治理的重点和热点。回答下列问题： (1)生物脱氮法 通常包括生物硝化和生物反硝化两个阶段，反应流程如下： ①写出“反应1”的离子方程式：_______________________________________ ________________________________。 ②反硝化阶段，在缺氧条件下，反硝化菌与有机碳源(醇、有机酸等)使NO转化为N2，从而消除污染，则有机碳源的作用是____________________。 (2)汽提法 当废水中pH较高时(氨氮以NH3分子存在)，利用水蒸气将其从水中吹出，消除污染。该操作一般在吹脱塔中进行，废水从吹脱塔的塔顶往下流，水蒸气从下面鼓入。用水蒸气吹出NH3的原理是__________________________________；吹脱塔中进料方式的优点为__________________________________________ __________________________________________。 答案　(1)①2NH＋3O22NO＋4H＋＋2H2O　②提供电子，作还原剂 (2)NH3在热水中溶解度减小，易于挥发　废水与水蒸气逆流相遇，接触面积增大，有利于热交换，利于NH3吹出 解析　(1)②由题意可知，反硝化阶段，硝酸根离子中氮元素的化合价降低被还原，硝酸根离子为反应的氧化剂，则有机碳源为反应的还原剂，失去电子发生氧化反应。 15 学科网（北京）股份有限公司 $$