第4章 第22讲 化学与可持续发展(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 单选版）

第22讲　化学与可持续发展　►对应学生用书P1 【备考目标】　1.了解绿色化学的含义，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。2.了解常见的环境污染，认识化学对环境保护的意义。3.了解煤、石油、天然气的组成及综合应用。4.了解常见的化学品，认识化学品对农业生产、生命健康的意义。了解合理使用化学品的方法和原则，知道不合理使用化学品造成的危害。 考点1　环境保护与绿色化学 1．常见的环境污染及其成因 污染名称 主要污染物及形成原理 PM2.5 大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物，也称为细颗粒物 雾霾 SO2、NOx和可吸入颗粒物与雾气结合的混合物 酸雨 SO2、NOx是导致酸雨形成的主要原因：SO2＋H2O⇌H2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4；2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 光化学烟雾 机动车尾气中的碳氢化合物和氮氧化物在光照条件下生成复杂的污染物 臭氧空洞 NOx、氟氯代烷等与臭氧发生作用，导致臭氧层的损耗 水体污染 由化肥、农药的过度使用，工业“三废”和生活污水的随意排放引起。水体富营养化可引起“水华”或“赤潮”。污水处理常见的化学方法有：中和法、氧化还原法、沉淀法 温室效应 化石燃料的大量使用使大气中的CO2大量增加，从而使地表温度上升的现象 白色污染 各种废弃塑料制品对环境所造成的污染，塑料很难降解，会破坏土壤结构 2.绿色化学 (1)核心思想：改变“先污染后治理”的观念和做法，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)最理想的“原子经济性反应”：原子利用率是100%，即反应物的原子全部转化为期望的最终产物。 (3)开发和利用自然资源必须遵循的原则：减量化、再利用和再循环。 一、常见环境污染与环境保护 1．保护自然环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题。下列说法不正确的是(　　 ) A．实现化石燃料的综合利用，提高利用率 B．将含氮、磷的大量污水任意排向湖泊、水库和近海海域 C．利用可降解塑料代替聚氯乙烯等塑料，减少白色污染 D．将硫氧化物、氮氧化物与廉价易得的化学物质反应加以控制、消除或回收利用 解析：选B。综合利用化石燃料，提高其利用率，有利于保护环境，A正确；含氮、磷元素的大量污水任意排入湖泊、水库和近海海域，会造成水华、赤潮等水体污染问题，B错误；塑料的化学性质稳定，在自然界中很难降解而造成“白色污染”，因此用可降解塑料代替传统塑料，可减少白色污染，C正确；硫氧化物、氮氧化物会形成酸雨，因此将硫氧化物和氮氧化物与廉价易得的化学物质反应加以控制、消除或回收利用，可减少环境污染，D正确。 2．(2023·广西南宁二中模拟)化学在环境污染治理中发挥了重要作用。下列治理措施与化学原理无对应关系或有误的是(　　 ) 选项 治理措施 化学原理 A 向工业废水中添加FeS以除去废水中的Cu2＋ FeS具有还原性 B 在汽车尾气系统中安装催化转化器以减少尾气污染 CO和NO在催化剂作用下发生反应，生成无毒气体 C 用聚酯塑料替代传统塑料以减少白色污染 聚酯具有生物可降解性 D 向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成 CaO具有碱性氧化物的通性 解析：选A。向工业废水中添加FeS 以除去废水中的Cu2＋，是铜离子和FeS生成了硫化铜沉淀，没有体现FeS的还原性，A错误；在汽车尾气系统中安装催化转化器以减少尾气污染，是排气系统中CO和NO在催化剂作用下发生反应，生成无毒气体氮气和二氧化碳减少污染，B正确；聚酯塑料具有生物可降解性，易于降解，可减少白色污染， C正确；向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成，是因为氧化钙能和二氧化硫等气体反应，体现了CaO具有碱性氧化物的通性，D正确。 二、绿色化学 3．“绿水青山就是金山银山”，化学工业在发展过程中秉承绿色、环保、可持续的科学理念。下列做法不符合这一理念的是(　　 ) A．最理想的反应就是追求原子利用率为100% B．大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源 C．大量开采化石燃料，促进经济发展 D．工业废水必须经无害化处理后才能排放 解析：选C。大量开采化石燃料，会对环境造成危害，不符合可持续的科学理念。 4．(2023·江西名校联考)下列生产原理符合绿色化学中最理想的“原子经济性反应”思想的是(　　 ) A．工业上电解熔融氯化镁制备镁 B．石油工业中乙烯催化氧化制环氧乙烷 C．工业上以黄铁矿为原料制备硫酸 D．工业上用焦炭和石英砂制备粗硅 解析：选B。电解熔融的氯化镁产生氯气和金属镁，A不符合； “原子经济性反应”是原子利用率为100%的反应，即产物只有一种，B符合；黄铁矿与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，C不符合；焦炭与石英砂反应生成粗硅和一氧化碳，D不符合。 考点2　煤、石油、天然气的综合利用 1．煤的组成与加工利用 (1)组成 (2)综合利用 2．石油的组成与综合利用 (1)组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。 (2)综合利用 【提醒】　(1)石油分馏属于物理变化，由于石油中有些物质的沸点很接近，所以分馏产物一般为混合物。常压蒸馏的原料为石油，减压蒸馏的原料为重油。 (2)石油分馏所得汽油为直馏汽油，多为饱和烃。石油裂化所得汽油叫裂化汽油，其中含有不饱和烃，能与卤素单质反应。 3．天然气的综合利用 (1)天然气的主要成分是CH4，是一种清洁的化石燃料和重要的化工原料。 (2)天然气与水蒸气反应制取H2的化学方程式为CH4＋H2O(g)CO＋3H2 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)煤的干馏、液化和气化是化学变化，而石油的分馏、裂化是物理变化(×) (2)煤中含粗苯、煤焦油等物质，可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃(×) (3)直馏汽油与裂化汽油均可以作溴水或碘水的萃取剂(×) (4)天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料(√) (5)石油的裂解可得到甲烷、乙烯、丙烯等重要化工原料(√) (6)石油在加热和催化剂的作用下，可通过结构重整，获取苯、甲苯等环状烃(√) 1．下列说法正确的是(　　 ) A．煤炭是赋存于地下的再生性化石能源资源，素有“工业粮食”之称 B．裂化汽油可以用来萃取溴水中的溴 C．石油的分馏和煤的液化都是发生了物理变化 D．天然气是较清洁的能源 解析：选D。煤炭是不可再生的化石能源资源，A项错误；裂化汽油可与溴发生加成反应，不可以用来萃取溴水中的溴，B项错误；煤的气化、液化都是化学变化，C项错误；天然气燃烧后生成水和二氧化碳，是较清洁的能源，D项正确。 2．某研究学习小组在实验室中模拟石油的炼制，设计了如图所示的装置。 实验过程中，可观察到b中试管内有少量液体凝结且闻到有汽油的气味，c中试管内酸性高锰酸钾溶液褪色。 (1)实验研究小组模拟的是______________(填化工工艺名称)。 (2)c中试管内酸性KMnO4溶液褪色，体现了酸性KMnO4溶液的________性。 (3)写出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化学方程式：________________________________________________________________________。 (4)实验过程中，装置d中的溴水褪色，写出验证烯烃与溴水的反应是加成反应而不是取代反应的方法：________________________________________________________________。 答案：(1)石油的裂化　(2)氧化　(3)C16H34C8H18＋C8H16 (4)向反应后的溶液中滴加石蕊溶液，溶液不变红，则说明该反应为加成反应而非取代反应 考点3　合理使用化学品 1．化肥、农药的合理施用 (1)合理施用化肥 ①考虑因素：土壤酸碱性、作物营养状况、化肥本身的性质。 ②不合理施用化肥的危害：造成浪费、水体富营养化，影响土壤的酸碱性和土壤结构。 (2)合理施用农药 ①农药的发展方向：高效、低毒、低残留。 ②农药对生态系统和自然环境的影响：破坏害虫与天敌之间的生态平衡，一些害虫还会产生抗药性；引起传粉昆虫的大量死亡；造成土壤和作物的农药残留超标，以及大气、地表水和地下水的污染。 2．合理用药 (1)药物按来源分为天然药物与合成药物。 【提醒】　①处方药需要凭医生处方才能从药房或药店获得，并要在医生的指导下使用。非处方药则不需要凭医生处方，消费者可自行购买和使用，其包装上有“OTC”标识。②阿司匹林的化学名称是乙酰水杨酸，具有解热镇痛作用。 (2)合理使用药物：遵循安全、有效、经济、适当等原则；滥用药物危害巨大；远离毒品。 3．安全使用食品添加剂 (1)食品添加剂：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)常见的食品添加剂 类别 功能 举例 着色剂 改善食品色泽 天然色素(红曲红、β­胡萝卜素等)；合成色素(苋菜红、柠檬黄等) 增味剂 增加食品鲜味 味精(主要成分为谷氨酸钠) 膨松剂 使食品松软或酥脆 碳酸氢铵、碳酸氢钠等 凝固剂 改善食品形态 氯化镁、硫酸钙等 防腐剂 防止食品腐败变质 苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐等 抗氧化剂 防止食品因氧化而变质 抗坏血酸(维生素C) 营养强化剂 补充必要的营养成分 碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁等 (3)食品添加剂的使用：在规定范围内合理使用食品添加剂，对人体健康不会产生不良影响，但违规使用或者超量使用食品添加剂，都会损害人体健康。 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)大雨天追肥有利于农作物的吸收(×) (2)小苏打片可以治疗胃病，主要是可以中和过多的胃酸，缓解胃部不适(√) (3)安眠药可以帮助睡眠，因此每当失眠时就可以服用安眠药(×) (4)天然的食品添加剂对人体无害，人工合成的食品添加剂对人体有害(×) (5)幼儿生长发育快，钙是幼儿不可缺少的营养元素，因此在幼儿奶粉中可多加入碳酸钙等补钙剂(×) 1．正确施用化肥和农药可以促进农业生产，下列说法正确的是(　　 ) A．长期施用DDT不会导致残留 B.使用可溶性磷肥有利于植物对磷的吸收 C．(NH4)2SO4和草木灰混合施用肥效更佳 D．有机磷杀虫剂可降解，可以大量使用 解析：选B。DDT难降解，长期施用会残留，A错误；磷肥分为水溶性、弱酸溶性、难溶性，施用可溶性磷肥更利于植物吸收，B正确；草木灰呈碱性，铵态氮肥与碱性物质反应会释放氨气，降低肥效，C错误；大量施用有机磷杀虫剂可能导致人中毒，D错误。 2．下列有关合理用药的说法错误的是(　　 ) A．对症下药是合理用药的首要原则 B．能被充分、快速吸收而无刺激性的药物，可在饭前口服 C．一种药物的用量，是经过严格的科学实验和大量的临床研究确定的 D．中药全部来自天然物质，因此无任何毒副作用 解析：选D。药物一般都有一定的毒副作用，长期大量服用，会危害人体健康，故D错误。 1．(2023·海南高考)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 解析：选A。多种处方药随意叠加使用，相互间可能发生化学反应，处方药需要按照医嘱和药物说明进行使用，A错误；化肥在施用时需依据对象营养状况针对性地选择不同的化肥，B正确；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，提高食品的口感，C正确；在种植业中，植物浸取试剂类医药也应慎重选用，D正确。 2．(2021·全国卷乙)我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中促进碳中和最直接有效的是(　　) A．将重质油裂解为轻质油作为燃料 B．大规模开采可燃冰作为新能源 C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D．研发催化剂将CO2还原为甲醇 解析：选D。将重质油裂解为轻质油作为燃料，实质是长链烃断裂为短链烃，燃烧后排放的CO2的量并没有改变，A错误；可燃冰是甲烷的水合物，大量开采、使用会释放出CO2，不利于碳中和，B错误；通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，只是减少了SO2的排放，并没有减少CO2的排放，C错误；研发催化剂将CO2还原为甲醇，有助于CO2的减少，对促进碳中和最直接有效，D正确。 3．(2020·浙江1月选考)下列说法不正确的是(　　 ) 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．厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能 解析：选B。A项，天然气的主要成分为甲烷，完全燃烧生成二氧化碳和水，是较清洁的燃料，故A正确；B项，煤的气化和液化均为化学变化，故B错误；C项，石油裂化主要是为了得到轻质油，故C正确；D项，厨余垃圾中蕴藏着以生物质为载体的能量，故D正确。 4．(2017·全国卷Ⅲ)化学与生活密切相关。下列说法错误的是(　　 ) A．PM2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物 B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染 C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放 D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料 解析：选C。燃煤中加入CaO是为了除去煤燃烧生成的SO2，可减少酸雨的形成，但不能减少温室气体的排放，故C项错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$