内容正文:
[课下巩固精练卷(二十二)] 化学与可持续发展
知识点
题目难易程度
较易
中档
较难
环境保护与绿色化学
2
5、9、10
11
煤、石油、天然气的综合利用
3、4、6
12
合理使用化学品
1
7、8
一、选择题(每题5分,共10题,共50分)
1.化学品的使用要求科学、合理、安全和有效。下列对化学品使用的观念正确的是( )
A.超量施用化肥,提高粮食产量
B.禁止施用农药,生产绿色食品
C.服用过期药品,防止药品浪费
D.禁止沾染毒品,维护生命健康
解析:选D。超量施用化肥,会导致土壤酸化、板结等,不能提高粮食产量,A错误;完全禁止施用农药,害虫无法有效控制,粮食产量不能保证,B错误;服用过期药品,药品变质后产生有害物质,不利于身体健康,C错误;毒品危害生命安全,应禁止沾染,D正确。
2.做好生态环境保护工作,要正确处理高质量发展与高水平生态环境保护之间的关系。下列做法正确的是( )
A.秸秆在农田里焚烧成草木灰,使之变成肥料
B.大力实施垃圾分类与回收,实现垃圾资源化
C.用硝酸溶解电路板上的铜,残渣倒入下水道
D.向含Hg2+废水加入过量碱溶液,反应后直接排放
解析:选B。田间焚烧秸秆虽然能增加草木灰肥料,但燃烧过程中产生大量二氧化碳、灰尘,易造成环境污染,且易引起火灾,A项不符合题意;用硝酸溶解电路板上的铜后,残渣倒入下水道,残渣中含有的有害物质会污染水源,造成环境污染,C项不符合题意;向含Hg2+的废水中加过量碱溶液反应后直接排放,反应液中含有的有害物质会污染水源,造成环境污染,D项不符合题意。
3.下列说法正确的是( )
A.煤和石油都是混合物,都只由碳和氢两种元素组成
B.石油含有烷烃、环烷烃、芳香烃,煤含有苯、甲苯、二甲苯等有机物
C.煤的气化、液化是使煤变成清洁能源、减小环境污染的有效途径
D.沸点范围:汽油>煤油>柴油>重油
解析:选C。石油含有烷烃、环烷烃、芳香烃,煤干馏后生成苯、甲苯、二甲苯等芳香烃,故B错误;煤的气化、液化是使煤变成清洁能源的有效途径,故C正确;石油分馏时,首先分馏出的是汽油,其次是煤油,再次是柴油、重油,故沸点:汽油<煤油<柴油<重油,故D错误。
4.石油蒸馏装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.仪器W的名称:圆底烧瓶
B.碎瓷片的作用:催化剂
C.冷却水的流向:X进水,Y出水
D.收集到的60~150 ℃的馏分为混合物
解析:选D。A错,仪器W的名称是蒸馏烧瓶;B错,碎瓷片的作用是防止暴沸,不是催化剂;C错,冷凝管中冷却水从下口通入,上口流出,故X是出水口,Y是进水口;D对,石油分馏得到汽油、煤油、柴油等馏分,都是多种烃的混合物。
5.环境是人们赖以生存的条件,了解生活中的化学问题是必要的。下列说法正确的是( )
A.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
B.在室内喷洒大量酒精,关闭门窗会达到较好的消毒效果
C.牛奶盒、玻璃类、金属类、骨骼、污染的纸张放入有“”标识的垃圾桶
D.根据污染等级对重污染企业采取限产限排、机动车限行等措施
解析:选D。“绿色化学”的核心是从源头上减少或消除污染物,而不是应用化学原理对环境污染进行治理,A错误;酒精是易燃物品,喷洒在空气中,可能会使空气中酒精混合气体处于爆炸浓度范围内,一旦遇到火星等,会发生爆炸,B错误;“”标识的垃圾桶盛放的是可回收垃圾,骨骼、污染的纸张不属于可回收垃圾,C错误。
6.下列关于煤和石油的说法正确的是( )
A.由于石油中含有乙烯,所以石油裂解气中乙烯的含量较高
B.由于煤中含有苯、甲苯等芳香族化合物,所以可从煤干馏的产品中分离得到苯
C.石油没有固定的熔、沸点,但其分馏产物有固定的熔、沸点
D.石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性KMnO4溶液褪色
解析:选D。石油是由多种碳氢化合物组成的复杂混合物,不含乙烯,A项错误;煤经过干馏可得到苯和甲苯等,但煤本身不含苯和甲苯等,B项错误;石油分馏所得的馏分仍是混合物,没有固定的熔、沸点,C项错误;石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气中均含有烯烃,都能使酸性KMnO4溶液褪色,D项正确。
7.(2023·陕西咸阳三模)化学与生活、科技及环境密切相关。下列说法正确的是( )
A.明矾和二氧化氯均可作净水剂,且净水原理相同
B.过量服用阿司匹林引起酸中毒后,可用静脉注射NaHCO3溶液的方法解毒
C.食品袋中放置的CaO可直接防止食品氧化变质
D.太阳能电池使用的材料主要成分是SiO2
解析:选B。明矾溶于水发生水解反应得到氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性,二氧化氯作净水剂利用了其氧化性,A错误;过量服用阿司匹林引起酸中毒后,可用静脉注射NaHCO3溶液的方法解毒,B正确;食品袋中放置的CaO只做干燥剂,无还原性,不可直接防止食品氧化变质,C错误;太阳能电池使用的材料主要成分是Si,D错误。
8.(2023·辽宁朝阳一中二模)化学与生活、生产等密切相关,下列说法正确的是( )
A.处方药需要凭医生处方才能从药房或药店获得,其包装上有“OTC”标识
B.除虫菊中含有的除虫菊酯是一种天然杀虫剂
C.亚硝酸钠是一种防腐剂和护色剂,可以大量用于一些肉制品食品添加剂
D.在奶粉中添加的硫酸钙等可作为食品的凝固剂
解析:选B。处方药需要医生开处方,但OTC为非处方药的标识,A错误;除虫菊中含有的除虫菊酯是天然杀虫剂,B正确;腌制熟食时,添加少量亚硝酸钠是为了防止食物腐败变质,但亚硝酸钠有毒,要控制合适用量,不能大量使用,C错误;硫酸钙、维生素在奶粉中添加是作营养强化剂, D错误。
9.(双选)(2024·广东惠州一中模拟)我国正面临巨大的CO2减排压力。燃煤电厂是CO2的主要排放源,直接从燃煤烟气中捕获CO2是缓解CO2排放危机最有效的手段。一种钙基吸收剂(主要成分为CaO)循环捕集烟气中CO2的过程如图所示,下列说法中错误的是( )
A.碳酸化反应器中发生了化合反应,且为吸热反应
B.生成的CaCO3附着在钙基吸收剂表面会堵塞孔隙,导致其捕集性能下降
C.1 mol CO2中含有16NA个电子
D.封存的CO2可以转化为甲醇等产品
解析:选AC。碳酸化反应器中燃煤烟气中的二氧化碳与氧化钙发生反应生成碳酸钙,该反应属于化合反应,且为放热反应,A错误;反应生成的CaCO3为颗粒状,所以生成的CaCO3附着在钙基吸收剂表面会堵塞孔隙,导致其捕集性能下降,B正确;分子中的电子数与质子数相同,所以1 mol CO2中含有(6+8×2) mol×NA mol-1=22NA个电子,C错误;根据元素守恒可知,CO2可以转化为甲醇等产品,符合“碳中和”理念,D正确。
10.(2023·天津津南期末)含氮化合物过多蓄积会导致水体富营养化,需将其从水体中除去,该过程称为脱氮。常用的脱氮方法有吹脱法和折点氯化法。
吹脱法:调节水体pH至8左右,然后持续向水中吹入空气。
折点氯化法:调节水体pH至6左右,向水中加入适量NaClO。
下列分析不正确的是( )
A.含氨和铵盐的水体中存在平衡:NH+OH-⇌NH3·H2O⇌NH3+H2O
B.吹脱法的原理是通过鼓气降低NH3浓度,从而降低水中NH3·H2O与NH的含量
C.折点氯化法除NH的原理为:2NH+3ClO-===N2↑+3Cl-+3H2O+2H+
D.吹脱法无法对含NO的水体脱氮,但折点氯化法可以对含NO的水体脱氮
解析:选D。含氨和铵盐的水体中存在一水合氨的电离平衡及一水合氨的分解平衡,所以含有氨和铵盐的水体中存在平衡NH+OH-⇌NH3·H2O⇌NH3+H2O,A正确;通过鼓气降低NH3溶解度从而降低其浓度,则NH+OH-⇌NH3·H2O⇌NH3+H2O中平衡正向移动,从而降低水中NH3·H2O与NH的含量,B正确;NH中N元素为-3价,所以具有还原性,NaClO具有强氧化性,则NH能被NaClO氧化生成氮气,离子方程式为2NH+3ClO-===N2↑+3Cl-+3H2O+2H+,C正确;吹脱法是利用物理方法脱氮,无法对含NO的水体脱氮,折点氯化法是利用ClO-的强氧化性将NO氧化成NO,N元素不能脱离水体,所以无法脱氮,D错误。
二、非选择题(共2题,共25分)
11.(8分)节能减排(指的是减少能源浪费和降低废气排放)是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措;是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择;是推进经济结构调整,转变增长方式的必由之路;是维护中华民族长远利益的必然要求。请分析并回答下列问题:
(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,具有“原子经济性”,下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是________(填字母)。(2分)
A.制备乙醇:CH2===CH2+H2OCH3CH2OH
B.制备硫酸铜:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
C.制备甲醇:2CH4+O22CH3OH
D.制备硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)工业上目前使用两种方法制取乙醛——“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”。下面两表提供生产过程中原料反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息:
表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量
乙炔水化法
乙烯氧化法
原料
乙炔、水
乙烯、空气
反应条件
HgSO4、100~125 ℃
PdCl2CuCl2、100~125 ℃
平衡转化率
乙炔平衡转化率90%左右
乙烯平衡转化率80%左右
日产量
2.5 t(某设备条件下)
3.6 t(相同设备条件下)
表二:原料来源生产工艺
原料生产工艺过程
乙炔
CaCO3CaOCaC2C2H2
乙烯
来源于石油裂解气
从两表中分析,现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因。
①从产率和产量角度分析:_______________________________________________。(3分)
②从环境保护和能耗角度分析:________________________________________________。(3分)
解析: (1)制备乙醇的反应属于加成反应,原子利用率高达100%,且产物无污染,故A符合;制备硫酸铜的过程中硫酸的利用率低,且生成的二氧化硫是有毒气体,故B不符合;制备甲醇的反应属于化合反应,原子利用率高达100%,且产物无污染,故C符合;铜与稀硝酸反应制备硝酸铜的过程中硝酸的利用率低,且生成的一氧化氮是有毒气体,故D不符合。
答案:(1)BD (2)①虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比乙炔水化法高得多 ②两者的反应条件中温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,毒性大;乙炔的制取要经过多步反应,且消耗大量的热能、电能;乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得
12.(17分)煤气化是有效利用化石能源的手段之一,有关反应为①C+H2O(g)CO+H2、②CO+H2OCO2+H2,获得的气体称为水煤气。某研究性学习小组为探究气体的成分,进行了如下实验:
[实验] 使水蒸气通过灼热的焦炭,收集反应后的气体。
[提出假设] 对气体的成分提出了三种假设。
假设1:该气体是CO、H2、H2O。
假设2:该气体是CO2、H2、H2O。
(1)假设3:_________________________________________________________。(2分)
[设计实验方案,验证假设]
拟用图中提供的仪器,选择必要的试剂,设计一个实验,验证上述假设3(加热装置和导管等在图中略去,实验前装置内部的空气已经排尽)。
(2)按气流从左至右连接各仪器,用图中小写字母表示接口的连接顺序(仪器可重复使用):混合气→dc→__________→__________→__________→________→________→ij。(5分)
(3)仪器A中需要加入的试剂名称为________,其中反应的化学方程式可能有________________________________________________________________________。(4分)
(4)仪器B中需加入试剂的名称是__________,其作用是________________________________________________________________________。(4分)
(5)本实验的尾气需处理,处理的方法为
________________________________________________________________________。(2分)
解析:(1)根据反应原理,混合气体组成存在三种情况,第三种情况的气体组成为CO、H2、H2O、CO2。
(2)为了验证混合气中含CO、H2、H2O、CO2,实验仪器的先后连接顺序为检验水分→检验二氧化碳→除掉二氧化碳→除掉水分→还原装置→检验水分→检验二氧化碳,仪器连接顺序为混合气体→dc→ij→gh→ef→ab→dc→ij。
(3)仪器A用于检验氢气和一氧化碳,可以选用氧化铜,利用氢气、一氧化碳加热还原氧化铜完成检验,反应的化学方程式为CuO+H2Cu+H2O、CuO+COCu+CO2。
(4)白色的无水硫酸铜遇水后变为蓝色,所以可在装置B中加入无水硫酸铜(CuSO4),通过观察颜色是否改变来确定混合气体中是否有水蒸气。
(5)一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,可在装置最后的导管口处放一个点燃的酒精灯,利用燃烧的方法消除CO的污染。
答案:(1)该气体是CO、H2、H2O、CO2 (2)ij gh ef ab dc
(3)氧化铜(或其他合理答案) CuO+H2Cu+H2O、CuO+COCu+CO2
(4)无水硫酸铜 检验混合气体中是否有水
(5)可在装置最后的导管口放一燃着的酒精灯将气体燃烧(或其他合理答案)
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