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巴黎奥运会中的绿色化学——2024年巴黎奥运会热点链接化学考点
【新闻内容】巴黎奥运会部分场馆的屋顶覆盖了太阳能电池板,例如水上运动中心的屋顶太阳能电池板,为场馆提供部分电力支持,减少了对传统化石能源的依赖,降低了碳排放,太阳能是一种清洁能源,在利用过程中不会产生污染物,符合绿色化学中对清洁能源的利用要求。在奥运会期间,用于赛事服务的车辆中部分采用新能源汽车,如电动汽车等,减少了尾气排放对环境的污染,降低了交通领域的碳排放,符合绿色化学在交通领域的应用理念,即减少有害物质的排放和对环境的影响。
【链接考点】巴黎奥运会的设计理念强调利用环保材料与减少二氧化碳的排放,体现了绿色化学思想。例如在运动场馆的建设中,使用环保材料可以减少对环境的污染。从化学角度看,绿色化学要求在化学产品的设计、生产和使用过程中,尽量减少或消除有害物质的使用和产生,遵循“原子经济性”原则,即尽可能使化学反应的原子利用率达到100%,使所有的原料都转化为产品,没有废弃物的产生。
【试题练习】
1.我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,“碳中和”是指的排放总量和减少总量相抵消,达到相对“零排放”。下列措施对推进“碳中和”无效的是( )
A.将煤炭转化为乙醇等液态清洁能源 B.“空气捕捉”法实现从空气中捕获
C.调整能源结构,减少化石能源的消耗 D.利用人工合成淀粉
2.实现减排的措施有多种,其中一种是将催化加氢转化为燃料(如图所示)。下列分析错误的是( )
A.图示中,“”代表
B.该反应的还原产物为
C.该反应中碳元素被还原,氢元素被氧化
D.该反应的化学方程式为
3.习近平总书记在二十大报告提出“加快规划建设新型能源体系,积极参与应对气候变化全球治理”。下列有关说法不正确的是( )
A.天然气、水能属于一次能源,水煤气、电能属于二次能源
B.煤经过气化和液化两步物理方法,可变成清洁能源
C.目前我国能源消费结构以煤为主,以石油、天然气为辅
D.催化加氢制甲醇,可以资源化转化二氧化碳,有助于碳中和
4.推进美丽中国建设,促进人与自然和谐共生,下列说法正确的是( )
A.汽车排气系统安装三元催化器,可以提高汽油燃烧效率
B.推广使用淀粉基环保农用薄膜,可以减少白色污染
C.将煤气化或液化后再使用,有利于实现“碳中和”
D.推广含磷洗涤剂的使用,可以减少水体污染
5.2024年5月15日是“全国低碳日”,今年的主题是“绿色低碳,美丽中国”。下列做法违背“低碳环保”理念的是( )
A.全面推广垃圾分类回收
B.从海水获得潮汐能、波浪能等能量
C.通过煤的干馏、气化和液化获得清洁燃料
D.广泛开采煤、石油、天然气等化石能源作为燃料
6.碳中和是指排放总量和减少总量相当。我国提出在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。下列说法错误的是( )
A.煤的液化、气化主要是为了减少的排放
B.减少碳排放有利于缓解全球变暖,减少极端天气发生的频率
C.大力支持风电、光伏发电、生物质发电等行业健康有序发展
D.全力推动绿色矿山绿色工厂建设,种植“碳中和林”
7.下列措施中能有效促进“碳中和”的是( )
A.合成淀粉 B.火力发电 C.燃煤脱硫 D.可燃冰开采
8.2022年北京冬奥会践行“绿色办奥”理念,成为首个实现“碳中和”的奥运会。下列措施中不利于实现“碳中和”的是( )
A.用氢气代替丙烷作为火炬燃料 B.场馆赛时常规电力需求由可再生能源供应
C.大规模开采可燃冰作为新能源 D.赛区推广氢燃料电池汽车替代燃油汽车
9.我国提出在2060年前实现碳中和,改善环境。碳中和是指排放总量和减少总量相当。下列措施中最有利于实现碳中和的是( )
A.转化废弃油脂生成“生物柴油”做燃料
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.推广使用煤的气化和液化技术
D.推广光伏发电
10.党的二十大报告指出“我们要推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展”。下列做法合理的是( )
A.通过燃煤脱硫技术减少煤燃烧造成的污染,是实现“碳中和”的有效手段
B.污水处理厂可以利用微生物降解污水中的有机污染物,以减少水污染
C.利用微生物可以将合成油脂,从而实现由无机小分子向有机高分子的转变
D.在制备有机物时,应尽量采用取代反应等理想的“原子经济性”反应
11.我国将于2060年前实现“碳中和”,下列措施对实现“碳中和”不具有直接贡献的是( )
A.推广使用煤液化技术 B.将转化为淀粉
C.发展捕集和储存技术 D.植树造林增加绿色植被的光合作用
12.化学与科技、生产、生活密切相关,下列说法正确的是( )
A. “碳中和”就是利用中和反应减少二氧化碳的排放
B. 醋酸除水垢,纯碱去油污都发生了化学变化
C. 汽车尾气处理是把氮的氧化物催化氧化为氮气
D. 利用合成了脂肪酸,实现了无机小分子向有机高分子的转变
13.我国宣布力争到2060年前实现“碳中和”目标。“碳中和”是指的排放总量和减少总量相当。下列做法有利于实现“碳中和”的是( )
A. 大力发展火力发电 B. 积极开展植树造林
C. 露天焚烧稻田秸秆 D. 增加工厂烟囱高度
14.化学与科技、生产、生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.我国科学家实现到淀粉的全合成,有助于减少大气污染
B.两种全新的芳香性环型碳和,二者互为同位素
C.光伏电池是以硅为基底的硅太阳能电池,将光能转化为化学能再转化为电能
D.用于汽车轴承的耐高温碳化硅陶瓷,属于新型无机非金属材料
15.碳中和是指碳的排放与吸收达到平衡,基本实现碳的零排放:碳“捕集”是助力碳中和的重要途径。为此,兴趣小组同学围绕着的吸收进行了实验探究。
活动一:寻找吸收的试剂
【设计与实验】
(1)甲、乙、丙三组分别利用所提供的实验用品设计了如下方案并进行实验:
组别
实验方案
现象
结论
甲组
向一个集满的软塑料瓶中加入适量的水,立即旋紧瓶盖,振荡
软塑料瓶变瘪
能被水吸收
乙组
向盛有饱和的澄清石灰水的试管中。通入适量的
_________
能被澄清石灰水吸收
丙组
组向盛有氢氧化钠溶液的试管中,通入适量的
无明显现象
不能被氢氧化钠溶液吸收
【解释与分析】
(2)甲组实验中软塑料瓶变瘪,是因为瓶内气压_________。
(3)小礼同学对丙组的实验结论提出质疑,为了证明与氢氧化钠发生了反应,他向丙组所得溶液中滴加足量的_________,观察到有气泡产生,从而证明能与氢氧化钠反应。
【得出结论】水、饱和石灰水和氢氧化钠溶液均能吸收。
活动二:比较吸收的效果
【提出问题】水、饱和石灰水和氢氧化钠浓溶液,哪个吸收的效果更好?
【讨论交流】
(4)饱和石灰水、水吸收的效果差不多,从物质的溶解性的角度分析,原因是_________。同学们一致认为,只需要比较氢氧化钠浓溶液、水吸收的效果。
【设计方案】
(5)请你利用下列提供的实验用品,帮助他们设计实验并写出实验方案:_________。
(实验用品:氢氧化钠浓溶液、水、装满的软塑料瓶若干个,其它仪器自选)
【实验与结论】通过实验,同学们得出氢氧化钠浓溶液吸收的效果比水的好。
【迁移应用】气体排放到空气中也会造成环境问题。同学们查阅资料。并利用下图所示装置和用品进行实验,来比较氢氧化钠浓溶液、水吸收的效果。
资料卡片
I.通常状况下,1体积水约能溶解40体积
II.与的化学性质相似,也能与氢氧化钠反应:
(6)请你分析,该实验能?达到实验目的。并阐述理由_________(已知实验装置气密性良好且操作均正确)。
【表达与交流】通过以上探究,同学们认识到科学探究需要严谨的思维。
答案以及解析
1.答案:A
解析:A.将煤炭转化为乙醇等液态清洁能源,不能减少二氧化碳的排放,对推进"碳中和"无效,故A符合题意;
B."空气捕捉"法实现从空气中捕获,可以减少二氧化碳的排放,对推进"碳中和"有效,故B不符合题意;
C.调整能源结构,减少化石能源的消耗,可以减少二氧化碳的排放,对推进"碳中和"有效,故C不符合题意;
D.利用人工合成淀粉,可以减少二氧化碳的排放,对推进"碳中和"有效,故D不符合题意;
故选A。
2.答案:B
解析:据图分析,可知“”、“”、“”和“”分别代表(甲烷)和分子,该反应的化学方程式为,反应中中碳元素化合价降低,被还原,中氢元素化合价升高,被氧化,因此既是氧化产物,又是还原产物,是氧化产物,因此B项错误。
3.答案:B
解析:A.一次能源是指以天然形式存在,没有经过加工和转换的能源资源,则天然气、水能属于一次能源,二次能源是指以人类活动的特定需求为目的,经由加工转换装置所生产的能源产品,则水煤气、电能属于二次能源,故A正确;B.煤的气化和液化过程中都有新物质生成,都是化学变化,故B错误;C.目前我国能源消费结构以煤为主,以石油、天然气为辅,以水能、核能、风能、太阳能为补充,故C正确;D.二氧化碳催化加氢制甲醇可以资源化转化二氧化碳,有利于减少二氧化碳的排放,有助于碳中和目标的实现,故D正确;故选B。
4.答案:B
解析:A.三元催化器可将汽车尾气排出的一氧化碳和氮氧化物等有害气体,通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气,不能提高汽油燃烧效率,A错误;B.淀粉基环保农用薄膜易降解,推广使用淀粉基环保农用薄膜,可以减少白色污染,B正确;C.煤经过气化、液化可以提高煤的利用率,并不能减少二氧化碳排放,C错误;D.含磷洗涤剂能污染水体,使水富营养化造成赤潮和水华现象,所以要使用无磷洗剂,D错误;故选B。
5.答案:D
解析:A.全面推广垃圾分类回收,可以节约资源,减少污染,故A正确;
B.从海水获得潮汐能、波浪能等能量,可以减少化石燃料的使用,减少污染物的排放,故B正确;
C.通过煤的干馏、气化和液化获得清洁燃料,可以减少污染物的排放,故C正确;
D.广泛开采使用煤、石油、天然气等化石能源作为燃料,会产生大量的污染物,故D错误;
故选D。
6.答案:A
解析:A.煤的液化、气化主要是为了提高煤的利用率,A错误;B.减少碳排放有利于缓解全球变暖,减少极端天气发生的频率,B正确;C.大力支持风电、光伏发电、生物质发电等行业健康有序发展,有利于实现碳中和,C正确;D.全力推动绿色矿山绿色工厂建设,种植碳中和林,有利于实现碳中和,D正确;答案选A。
7.答案:A
解析:A.将二氧化碳合成淀粉,减少二氧化碳的排放,能有效促进“碳中和”,故A符合;
B.火力发电要消耗更多的燃煤,会增加二氧化碳的排放,故B不符合;
C.燃煤脱硫可以减少二氧化硫的排放,不能减少二氧化碳的排放,故C不符合;
D.可燃冰的成分为甲烷水合物,燃烧时产生二氧化碳,故D不符合;
故选A。
8.答案:C
解析:A.丙烷是燃烧产生二氧化碳,氢气的燃烧产物为水,不含二氧化碳,用氢气代替丙烷作为火炬燃料有利于减少二氧化碳的排放,有利于实现“碳中和”,故A不符合题意;
B.场馆赛时常规电力需求由可再生能源供应,可减少煤等化石燃料的使用,从而减少二氧化碳的排放,有利于实现“碳中和”,故B不符合题意;
C.可燃冰的主要成分为甲烷,大规模开采可燃冰作为新能源,会增加二氧化碳的排放,不利于实现“碳中和”,故C符合题意;
D.氢燃料电池的产物为水,赛区推广氢燃料电池汽车替代燃油汽车,可以减少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放,有利于实现“碳中和”,故D不符合题意;
答案选C。
9.答案:D
解析:A.“生物柴油”燃烧会产生二氧化碳,转化废弃油脂生成“生物柴油”做燃料,不能减少二氧化碳的排放量,故A错误;
B.可燃冰燃烧会产生二氧化碳,大规模开采可燃冰作为新能源,不能减少二氧化碳的排放量,故B错误;
C.煤的气化和液化产物燃烧会产生二氧化碳,不能减少二氧化碳的排放量,故C错误;
D.推广光伏发电,可以减少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放量,故D正确;
故选D。
10.答案:B
解析:A. 通过燃煤脱硫技术减少煤燃烧造成的污染,是减少二氧化硫的排放,不能实现“碳中和”,故A不合理;
B.污水处理厂可以利用微生物降解污水中的有机污染物,以减少水污染,故B合理;
C.油脂不是有机高分子,故C不合理;
D.取代反应不是“原子经济性”反应,加成反应、加聚反应为“原子经济性”反应,故D不合理;
故选B。
11.答案:A
12.答案:B
解析:A.“碳中和”是指通过减少或抵消二氧化碳的排放量,使得大气中的二氧化碳浓度不再继续上升,达到减缓气候变化的目的,和中和反应无关,A错误;
B.醋酸除水垢是酸与盐或碱的反应,纯碱去油污涉及盐的水解及油脂的水解,均属于化学变化,B正确;
C.氮的氧化物转化为氮气的过程中N元素化合价降低,氮的氧化物发生还原反应,C错误;
D.常见的脂肪酸有:硬脂酸、油酸,二者相对分子质量虽大,但没有达到高分子化合物的范畴,不属于有机高分子,D错误;
故选B。
13.答案:B
解析:A.火力发电燃烧大量的化石燃料,产生大量二氧化碳,不利于实现“碳中和”,故A 不选;B.积极开展植树造林,植物光合作用可以减少二氧化碳的排放,对实现“碳中和”具有直接贡献,故B选;C.露天焚烧农作物秸秆,产生大量二氧化碳,不利于实现“碳中和”,故C不选;D.增加工厂烟囱高度,不能减少产生大量二氧化碳,不利于实现“碳中和”,故D不选;故选:B。
14.答案:D
15.答案:(1)澄清石灰水变浑浊
(2))减小
(3)稀盐酸或稀硫酸
(4)常温下,氢氧化钙微溶于水;
(5)将相同体积的水和NaOH浓溶液,分别加入两个充满二氧化碳且容积相同的软塑料瓶中,比较软塑料瓶变瘪的程度
(6)不能,倒吸进入瓶中的水,会继续吸收瓶内剩余的,最终充满整个集气瓶
解析:(1)向盛有饱和的澄清石灰水的试管中,通入适量的,能被澄清石灰水吸收,二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,可观察到澄清石灰水变浑浊;
(2)向一个集满的软塑料瓶中加入适量的水,立即旋紧瓶盖,振荡,软塑料瓶变瘪,是因为瓶内气压减小,大气压将软塑料瓶压瘪;
(3)实验结论是能与氢氧化钠反应,实验现象是观察到有气泡产生,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠和稀盐酸或稀硫酸反应都能生成二氧化碳气体,则为了证明与氢氧化钠发生了反应,他向丙组所得溶液中滴加足量的稀盐酸或稀硫酸;
(4)饱和石灰水、水吸收的效果差不多,从物质的溶解性的角度分析,原因是常温下,氢氧化钙微溶于水,水中溶解的氢氧化钙质量较少,故饱和石灰水、水吸收的效果差不多;
(5)二氧化碳能与氢氧化钠反应,二氧化碳能溶于水,且与水反应,设计实验验证氢氧化钠浓溶液、水吸收的效果,可以利用对比实验进行验证,实验变量是氢氧化钠溶液、水,其他都是常量,实验方案是将相同体积的水和NaOH浓溶液,分别加入两个充满二氧化碳且容积相同的软塑料瓶中,比较软塑料瓶变瘪的程度
(6)通常情况下,1体积的水约能溶解40体积的二氧化硫,注射器注入5mL水,约溶解200mL二氧化硫,此时倒吸进入瓶中的水,会继续吸收瓶内剩余的,最终充满整个集气瓶,所以该实验不能达到实验目的
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