微项目 论证重污染天气“汽车限行”的合理性（同步讲义） 化学鲁科版2019必修第一册

第3章　物质的性质与转化 微项目 论证重污染天气“汽车限行”的合理性 ——探讨社会性科学议题 教学目标 1．能够综合应用氮及其化合物的性质及转化关系探讨相关的社会性科学议题。 2．在寻求证据支持观点的过程中，能够综合运用信息查找、问卷调查、访谈等多种方法获得必要资料；能够对资料进行加工分析，依据观点、证据和结论之间的逻辑关系进行有条理的阐述，逐步培养“科学态度与社会责任”的学科核心素养。 3．能够从科学、环境、经济、社会等多个方面，权衡不同观点的利与弊，有依据地作出决策。 重点和难点 重点：综合应用氮及其化合物的性质及转化关系。 难点：能从氮氧化物等尾气排放的角度论证重污染天气“汽车限行”的可行性。 ◆知识点一 社会性科学议题及其分析框架 1.社会性科学议题 “社会性科学议题”(Socioscientific Issues，简称SSI)，指由利用当代科学技术研究开发所引起的一系列与________________________________等紧密相关的社会性问题。如重污染天气“汽车限行”、北方冬季为防止产生雾霾天气，实行天然气燃炉取暖代替传统燃煤锅炉取暖等，都是与化学密切相关的社会性科学议题。 2.社会性科学议题的分析框架 3.科学分析议题,理清议题中的科学问题和科学知识 (1)“汽车限行”议题的科学问题 汽车尾气中含有氮的化合物:________________________。 (2)氮及其化合物的转化关系图: 涉及的化学方程式: ________________________________________________特别提醒 应对重污染天气“汽车限行”议题涉及哪些科学问题? 涉及的问题有:①环境问题:汽车尾气成分,雾霾化学成分,汽车尾气与雾霾的关系等; ②经济问题:汽车限行对经济发展的问题; ③社会问题:汽车限行对人们出行的影响等。 即学即练 1.空气污染已成为人类社会面临的重大威胁。下列气体不属于大气污染物的是(　　) A.NO B.CO2 C.CO D.NO2 2.下列污染现象主要与NO2有关的是(　　) A.臭氧空洞 B.水体富营养化 C.光化学烟雾 D.温室效应 ◆知识点二 论证重污染天气“汽车限行”的合理性 1.科学议题中各种观点论证的方法 2.“汽车限行”能减轻空气污染观点的论证 ①收集相关资料:汽车行驶过程中会产生________;________会污染大气,是________________形成的原因等。  ②根据资料推理 ________________ ③反驳及其证据:汽车中装有净化装置,会将氮氧化物转化为________再排放。  ④再论证再推理:汽车净化装置中的催化剂容易中毒,不能有效吸收________,且我国汽车更换净化装置的比率很低。  ⑤形成可靠观点:“汽车限行”措施能够减轻________ 特别提醒 质疑：汽车的催化转化器能彻底消除尾气的污染吗？ 提示：不能。因催化剂有可能中毒，导致催化效果降低。 即学即练 1．环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定空气质量的信息。这些污染物是(　　) A．二氧化硫、氮氧化物、悬浮微粒 B．二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳 C．三氧化硫、氮氧化物、悬浮微粒 D．稀有气体、氮氧化物、悬浮微粒 2．光化学烟雾是一次污染物(如氮氧化物、碳氢化合物等)发生光化学反应后生成的二次污染物，主要含有臭氧、过氧硝酸酯等。下列有关光化学烟雾的说法不正确的是 (　　) A．光化学烟雾具有氧化性 B．汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一 C．光化学烟雾对人体没有危害 D．光化学烟雾一般出现在强日照条件下 ◆知识点三 “汽车限行”措施的利与弊 1.“汽车限行”措施的利与弊 视角 利 弊 环境 经济 社会 2．调查目前治理汽车尾气污染的方法和方法的优缺点 方法一：在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成N2和CO2， 原理：________________________ 优点：________________________ 缺点：：________________________方法二：汽车限行 优点：________________________ 缺点：________________________即学即练特别提醒 1.在冬季,各地会根据雾霾天气情况,采取汽车单双号限行的措施。限行的原因与汽车尾气有关。汽车尾气中有害气体有哪些?与雾霾的形成有哪些关联? 【答案】汽车尾气的主要成分有氮氧化物(NOx)等;雾霾中的化学成分有硝酸盐、铵盐等,汽车尾气与大气中的氨在一定条件下可以转化为雾霾的成分。 2.汽车尾气有什么危害? 【答案】汽车尾气中的NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生一种有毒的烟雾——光化学烟雾,光化学烟雾中含甲醛、乙醛等刺激性有毒物质,会刺激人的呼吸道。 1.研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氮有关(如图所示)。下列叙述错误的是(　　)。 A.雾和霾的分散剂相同 B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关 2.当前,汽车尾气已成为许多城市空气的主要污染源。研究表明,含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物,其原理如下: 下列关于该“消除”过程的叙述不正确的是(　　)。 A.部分光能转变为化学能 B.消除总变化为NOx+O2+H2OHNO3 C.消除反应能全天候发生 D.使用纳米TiO2的消除效率更高 一、社会性科学议题 1．含义 “社会性科学议题”，指由利用当代科学技术研究开发所引起的一系列与社会伦理道德、经济发展及自然生态环境等紧密相关的社会性问题。 2．社会性科学议题的分析框架 3、社会性科学议题中利与弊分析的视角 二、论证重污染天气“汽车限行”的合理性 1．科学分析议题，理清议题中的科学问题和科学知识 (1)“汽车限行”议题的科学问题。 汽车尾气中含有氮的化合物：NO、NO2、NH3；雾霾中含有：硝酸盐(NO)、铵盐(NH)； (2)氮及其化合物之间的转化关系。 ①化合价角度：如N2转化为NO，氮元素化合价升高，应加化合价降低的氧化剂。 ②物质类别角度：如单质转化为氧化物，根据元素守恒，应加含氧元素的物质。 2．“汽车限行”措施的利与弊 视角 利 弊 环境 减少有害气体的排放，减轻空气污染和温室效应 经济 促使人们购买第二辆汽车，汽车销量增加，促进经济发展 导致汽车保有量增加 社会 缓解道路交通压力 增加公共交通压力，导致人们出行不便 三、科学论证利与弊 1.“汽车限行”能减轻空气污染观点的论证 ①收集相关资料：汽车行驶过程中会产生氮氧化物；大量汽车行驶会产生较多的氮氧化物；氮氧化物会污染大气，是光化学烟雾、酸雨、雾霾形成的原因等。 ②根据资料推理 ③反驳及其证据：汽车中装有净化装置，会将氮氧化物转化为氮气再排放。 ④再论证再推理：汽车净化装置中的催化剂容易中毒，不能有效地吸收氮氧化物，且我国汽车更换净化装置的比率很低。 ⑤形成最终观点：“汽车限行”措施能够减轻空气污染。 2.权衡利弊，作出决策 将经过论证的利与弊进行分析后，分清主次，权衡利弊，作出决策。 特别提醒 1.汽车尾气产生污染涉及的含氮物质转化 （1）N2＋O22NO （2）2NO＋O2===2NO2 （3）4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3 2.汽车尾气净化中涉及的含氮物质转化 （1）三元催化发生的含氮物质的转化 ①NOx→N2＋O2 ②CO＋NO→N2＋CO2 （2）车用尿素转化氮氧化物的反应 实践应用 1．地球外层空间存在臭氧和氧原子，该臭氧层的存在能吸收和阻挡太阳有害的强烈紫外线辐射，可是人为的大气污染物会破坏臭氧层，如超音速飞机排放物中的氮氧化物(NO和NO2)，它们和O3及O发生反应：O3＋NO===NO2＋O2，O＋NO2===NO＋O2。这两个反应反复循环，其总反应：_____________。由此可见，氮氧化物在破坏臭氧层的过程中起了________作用。 2．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。 (1)汽车尾气中的CO来自_______________________________________________， NO来自____________________________________________________________。 汽车尾气对环境的危害主要有_____________________________________________ _________________________________________________________________(至少填两种)。 (2)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：________________________________________________________________________。 (3)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：________________________________________________________________________。 考点一 社会性科学议题 【例1】“保护环境就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是(　　) ①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的；②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的；③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的；④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的 A．①② B．②③ C．①②③④ D．② 解题要点 常见的环境污染 环境污染 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2的含量不断增加 全球变暖,冰雪融化 酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤、湖泊酸化,腐蚀建筑物 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长,降低大气能见度 臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放使水体富营养化 藻类过度繁殖,水质恶化,海水中为赤潮, 淡水中为水华 白色污染 聚乙烯塑料的大量使用,任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 【变式1-1】1．下列现象的产生，与氮循环无关的是(　　) A．光化学烟雾　　 B．白色污染 C．水体富营养化 D．酸雨 【变式1-2】如图表示汽车尾气净化器处理汽车尾气的过程。有关叙述不正确的是 (　　) A．CO氧化为CO2所需氧来源于NOx B．汽车安装这种净化器后，能避免铅污染 C．Pt­Rh催化剂化学反应前后质量不变 D．使用该净化器能减少酸雨的发生 考点二 论证重污染天气“汽车限行”的合理性 【例2】汽车尾气是城市空气的主要污染源，治理方法之一是在汽车排气管上加装催化转化器，下列说法中错误的是(　　) A.汽车排气管中CO和NOx反应的化学方程式为：2xCO＋2NOx===2xCO2＋N2 B.植树造林，增大绿化面积，可有效控制城市空气的污染 C.汽车改用天然气或氢气为燃料，都会减少对空气的污染 D.此治理方法缺点是大大提高了空气的酸度 解题要点 CO与NOx反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体N2和CO2，N2和CO2 不能提高空气的酸度 【变式2-1】三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，在催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A．在转化过程中，氮元素均被还原 B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程 C．还原过程中生成0.1 mol N2，转移电子数为0.5NA D．三效催化剂能有效实现CO、NOx及CxHy的净化 【变式2-2】当前，汽车尾气已成为许多城市空气的主要污染源。研究表明，含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物，其原理如下： 下列关于该“消除”过程的叙述不正确的是(　　) A．部分光能转变为化学能 B．消除总变化为NOx＋O2＋H2O―→HNO3 C．消除反应能全天候发生 D．使用纳米TiO2的消除效率更高 考点三 科学论证利与弊 【例3】汽车尾气中主要含有CO2、CO、SO2、NO及汽油、柴油等物质,汽车尾气已成为城市空气污染的主要来源,必须予以治理。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它能使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使汽油、柴油等物质充分燃烧及SO2的转化。已知汽油和柴油的主要成分是碳氢化合物。请回答下列问题: (1)汽车尾气中NO的主要来源是　　　　。  A.汽油、柴油中的含氮物质的燃烧产物 B.空气中的N2与汽油、柴油的反应产物 C.空气中的N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应产物 D.汽车高温尾气导致空气中N2与O2发生化合反应 (2)写出CO与NO反应的化学方程式:　 。  (3)控制或者减少城市汽车尾气污染的方法可以有　　　(多选)。  A.开发氢能源　　　　　 B.使用电动车 C.限制车辆行驶 D.使用乙醇汽油 (4)氨气可用来处理氮氧化物。例如,氨气与二氧化氮可发生反应生成无毒的物质,该反应的产物是　　　　,氨气在反应中表现　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。  (5)在氮氧化物混合气体中,当NO和NO2的物质的量之比为1∶1时,则该混合气体的组成相当于另一种氮氧化物,该氮氧化物的化学式为　　　　。  解题要点 NH3与氮氧化物反应生成无毒的N2和水,反应中NH3中氮元素的化合价升高,是还原剂,表现了还原性。 【变式3-1】 1.对含有氮氧化物的废气进行处理。 (1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下: NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O　① 2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O　② 在反应①中,氧化剂是　　　　,还原剂是　　　　　。在反应②中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为　　　　。  (2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应生成N2和CO2,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)在一定条件下,氨气也可将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气与二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  【变式3-2】我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示： 回答下列问题： (1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有________________(写化学式)。 (2)图中物质溶于水溶液呈碱性的是________。 (3)写出SO2转化为SO3的化学方程式_________________________。 (4)工业上利用氨气制备一氧化氮，反应的化学方程式为 _______________________________________________________________ (5)实验室长期保存浓硝酸，需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为_______________________________________________________________(用化学方程式表示)。 (6)氨气与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为_________________________________________________。 基础达标 1．“碳中和”就是二氧化碳总排放量等于总吸收量。下列措施不利于实现“碳中和”的是 A．保护和治理山水林田湖草 B．充分开发利用氢能等清洁能源 C．使用特殊催化剂实现CO2和H2转化为有机物 D．利用合适催化剂，促进汽车尾气中的CO转化为无毒气体 2．光照装有氯水的广口瓶，测定氧气的体积分数随时间变化如图，下列关于氯水光照过程的说法正确的是 A．c(H+)变大 B．c(C1-)变小 C．颜色变深 D．漂白性变强 3．下图为酸雨形成的示意图。下列说法中，不正确的是 A．酸雨的pH小于5.6 B．酸雨会加速建筑物的腐蚀 C．酸雨形成过程中不涉及氧化还原反应 D．含硫煤的燃烧是导致酸雨的原因之一 4．每年的6月5日为世界环境日，今年我国的主题是“共建清洁美丽世界”。下列不符合这一主题的是 A．用“绿色化学”工艺，使原料尽可能转化为所需要的物质 B．回收废电池，减少对环境的污染 C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染 D．为使农作物绿色无污染，不使用化肥和农药 5．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。下列措施中叙述不正确的是 A．发电端的减碳：鼓励光伏、风电、水电、核电、煤电等能源的发展 B．消费端的减碳：推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装 C．消费端的减碳：利用植物生产生物降解塑料可做到碳的循环和零排放 D．配套措施之一碳捕捉：使用溶剂对CO2进行吸收，最后吹出CO2气体并压缩再利用 6．建设生态文明、和谐发展的美丽安徽，需要全省人民共同努力。下列说法不符合可持续发展要求的是 A．科学合理使用化肥、农药 B．大力开发使用化石能源 C．大力植树造林、保固水土 D．对工业污水和生活污水进行标准化处理，减少污染物的排放 7．工厂排放的含的烟气对环境危害较大，某企业按照如图所示流程对烟气进行综合处理，下列有关说法正确的是 A．二氧化硫吸收塔中发生的反应为 B．氨气吸收塔中发生的反应为 C．上述流程利用的是氧化还原反应原理 D．上述流程可降低碳排放，符合低碳经济 8．启动“蓝天工程”和“绿水工程”是保护生态环境、提高人民生活水平和质量的重要举措。下列措施不利于以上工程实施的是 A．推广使用燃煤脱硫技术防治污染，减少重金属、农药和难分解有机物的排放 B．实施绿色化学，即利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染 C．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量 D．开发新能源和新制冷剂，减少和氟氯烃等物质的排放 9． “天更蓝、山更绿、水更清、环境更优美”是我们的共同愿望。下列说法不正确的是 A．PM2.5是指粒径不大于2.5μm的可吸入悬浮颗粒物 B．大量开采地下水，以满足人们对水的需求 C．开展植树造林、增加植被面积，可吸收大量 D．生活污水直接排放，会引起水体富营养化 综合应用 10．光化学烟雾中的主要有害物质是，它是由排放到大气中的氮的氧化物和碳氢化合物等在阳光的照射下，发生光化学反应而形成的污染物。有较强的氧化性，与KI溶液反应的化学方程式为下列说法正确的是 A．城市中的氮氧化物和碳氢化合物主要是汽车尾气造成的 B．由和KI的反应可知，1mol参加反应时，转移电子的物质的量为6mol C．光化学污染属于一次污染 D．和KI的反应中，是还原产物 【答案】A 【解析】城市中的氮的氧化物和碳氢化合物主要是汽车排出的废气造成，光化学污染属二次污染，根据方程式O3+2KI+H2O =2KOH+I2+O2分析可得，碘化钾中-1价的碘离子被氧化为碘单质，O3中的O有一个由0价降低为－2价，作氧化剂，反应中有1molO3参加反应，转移电子为2mol，此反应中氧气仍为0价，既不是氧化产物也不是还原产物，据以上分析回答问题。 【详解】A．根据题给信息可知，城市中的氮的氧化物和碳氢化合物主要是汽车排出的废气造成，故A正确； B．根据方程式O3+2KI+H2O =2KOH+I2+O2分析可得，碘化钾中-1价的碘离子被氧化为碘单质，O3中的O有一个由0价降低为－2价，作氧化剂，反应中有1molO3参加反应，转移电子为2mol，故B错误； C．光化学污染是由排放到大气中的氮的氧化物和碳氢化合物等在阳光的照射下，发生光化学反应而形成的污染物，属二次污染，故C错误； D．和KI的反应中，此反应中氧气仍为0价，既不是氧化产物也不是还原产物，故D错误； 答案选A。 11．练江整治已刻不容缓，其中以印染工业造成的污染最为严重。某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含、、、、)，设计了如下工业流程。下列说法错误的是 A．气体Ⅰ中主要含有的气体有、、 B．X在反应中作氧化剂，则X可为过量的空气 C．处理含废水时，发生反应的离子方程式为 D．捕获剂所捕获的气体主要是 【答案】B 【分析】工业废气中、可被石灰乳吸收，生成的固体Ⅰ为、，气体Ⅰ是不能被石灰乳吸收的、、，气体Ⅰ与X反应后，再用溶液处理得到，则X可为空气，但不能过量，否则得到，与含有的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体Ⅱ含有、，捕获剂所捕获的气体主要是。 【详解】A．气体Ⅰ是不能被石灰乳吸收的、、，故A正确； B．气体Ⅰ与X反应后，再用溶液处理得到，则X可为空气，但不能过量，否则得到，故B错误； C．与含有的溶液反应生成无污染气体，应生成，发生氧化还原反应，离子方程式为，故C正确； D．气体Ⅰ主要是、、，NO与空气和NaOH反应，得到亚硝酸与的溶液反应生成，因此捕获剂所捕获的气体主要是，故D正确。 综上所述，答案为B。 12．化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关，下列说法不正确的是 A．“天宫一号”中使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料 B．为防止富脂食品氧化变质，常在包装袋中放入生石灰 C．开发新能源，减少对化石燃料的依赖，可以促进低碳经济 D．“静电除尘”“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量 【答案】B 【详解】A．碳纤维的成分为碳单质，为无机物，则“天宫一号”中使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料，故A正确； B．生石灰是干燥剂，能吸水，但是不能吸收氧气，所以加入生石灰不能防止中秋月饼等富脂食品氧化变质，故B错误； C．开发新能源，减少对化石燃料的依赖，能减少二氧化碳的排放，所以可以促进低碳经济，故C正确； D．“静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”可减少污染性气体的排放，能提高空气质量，故D正确； 答案选B。 13．煤炭燃烧时会排放二氧化硫等污染物，为了减少污染物的排放，许多地方都使用了洁净煤(如脱硫)技术。读煤炭脱硫效率图，完成下题。 关于洁净煤技术的影响，叙述正确的是(　　)。 A．该技术脱硫效率达到100% B．该技术可以减小pH值和酸雨危害 C．该技术使煤炭资源得到了循环利用 D．该技术提高了煤炭资源利用的经济价值 【答案】D 【详解】A．根据图示，洁净煤技术脱硫效率没达到100%，故A错误； B．洁净煤技术可使煤炭燃烧时排放的酸性气体减少，酸雨危害减小，pH增大，故B错误； C．该技术没有体现煤炭资源的循环利用，故C错误； D．该技术减小了煤炭对环境的危害，提高了煤炭资源利用的经济价值，故D正确； 答案选D。 二、填空题 14．葡萄酒是由葡萄汁发酵而成的。在酿造葡萄酒的过程中面临两大问题：一是在葡萄汁发酵过程中产生的杂菌会影响葡萄酒的酿造和保存；二是葡萄酒中所含的还原性物质一旦被氧化，葡萄酒的果香味就会消失，影响口感。在酿酒实践中，人们发现二氧化硫可以解决这两大问题。 (1)为什么二氧化硫能够解决酿酒中的这两大问题 ？ (2)在葡萄汁发酵过程中，会产生一定量的二氧化硫，但量比较少，不能完全解决问题，需要额外添加。国家对葡萄酒中二氧化硫的含量有上限规定，检测二氧化硫的含量是葡萄酒厂和相关食品质检部门的重要工作。 ①你认为哪些化学反应可用于检测葡萄酒中二氧化硫的含量 ？为什么 ？ ②某种检测方法用到溶液、碘水、淀粉溶液等试剂。请书写该方法涉及的反应的离子方程式 。该反应为什么可以检测出二氧化硫的含量 ？ (3)有些人会对二氧化硫有过敏反应，出现头痛等症状。对哮喘病人来说，二氧化硫也是增加支气管痉挛概率的危险物质。所以，研究人员希望找到能够替代二氧化硫的物质。你认为替代物质需要满足哪些要求 ？ 15．阅读材料，完成下列题目。 (1)常见的大气污染分为一次污染和二次污染。二次污染指的是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应生成新的污染物。二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮是否会导致二次污染？写出相关反应的化学方程式： 。 (2)汽车尾气(含一氧化碳、氮气、二氧化硫和一氧化氮等)是城市空气的污染源之一、治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”它能使一氧化碳与一氧化氮反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。 ①汽车尾气中污染空气的主要物质是 。 ②写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式： 。 ③使用“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是 。 ④减少城市空气污染的方法有 。 A．开发氢能源    B．使用电动车    C．植树造林    D．戴上呼吸面具 16．I．近年来，人类生产、生活所产生的污染，如机动车、燃煤、工业等排放的废气，使灰霾天气逐渐增多。灰霾粒子比较小，平均直径大约在1000～2000nm左右。下列有关说法正确的是 （填序号）。 A 灰霾是一种分散系        B 灰霾能产生丁达尔效应 C 灰霾形成的是非常稳定的体系    D 戴口罩不能完全阻止吸入灰霾粒子 Ⅱ．雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，是近地面层空气中水汽凝结（或凝华）的产物。霾也称灰霾，空气中的灰尘（如煤炭及三氧化二铁粉尘）、一氧化氮、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫酸、有机碳氢化合物等粒子使大气浑浊，造成视野模糊并导致能见度较低。请回答下列问题： （1）形成灰霾的主要物质中能发生若干反应，其中金属氧化物与硫酸反应的化学方程式为 ，碳氧化物与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 。 （2）霾中的硫酸主要来源于含硫燃料的燃烧，其反应过程为，为减少 的排放，工业上常常采用加入石灰石的方法脱硫，首先形成、再与空气中的反应最终形成。 写出工业上加入石灰石脱硫生成的反应方程式： 。 Ⅲ．根据以上信息并结合你所学的知识，提出治理雾霾的两项可行的措施： 。 拓展培优 17．工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同之处，又有区别。图中路线a、b、c是工业制备硝酸的主要途径，路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮过程中生成硝酸的途径。 (1)写出N2的—种用途： 。 (2)实验室制取NH3的化学方程式为 。 (3)写出工业制硝酸中c过程中反应的化学方程式： 。 (4)硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸，其还原产物因硝酸溶液浓度的不同而有变化。浓硝酸的还原产物主要为NO2，稀硝酸的还原产物主要为NO。实验室中，常用Cu与浓HNO3反应制取NO2，用Cu与稀HNO3反应制取NO。 ①请写出实验室中用Cu与浓HNO3反应制取NO2的化学方程式： 。该反应中发生氧化反应的物质是 。 ②64.0gCu与适量的浓HNO3反应，铜全部溶解后，共收集到1mol NO2和NO的混合气体，反应中消耗HNO3的物质的量是 (填标号)。 A．1.5mol    B．2.0mol    C．2.5mol    D．3.0mol ③实际上HNO3不仅可被还原为NO2或NO，浓度更稀时HNO3还可以被还原为N2O、N2、NH4NO3等。请将3种物质：、和分别填入下面对应的横线上，组成一个未配平的化学方程式并配平其对应的离子方程式。 i． ii． 。 18．当前，从全球范围来看，人类所面临的挑战有健康问题、能源问题、粮食问题、环境问题等。化学家们希望从化学角度，通过化学方法解决这些问题，为人类的发展与进步作出更大的贡献。化学家们所研究的课题很多，其中包括： ①消除汽车尾气中的有害物质 ②开发新型制冷剂取代氟利昂 ③在无污染的条件下进行化学反应 ④研制开发超导材料 ⑤合成人造皮肤和血管 ⑥开发新型、高效药品 ⑦寻找高效催化剂在低能耗下分解水得到氢气和氧气 ⑧合成高效化肥 ⑨研制植物营养液进行无土栽培 (1)属于健康问题的有 (填序号，下同)。 (2)属于能源问题的有 。 (3)属于粮食问题的有 。 (4)属于环境问题的有 。 19．塑料制品是人类日常生活中使用量最大的合成高分子材料。塑料制品的大量生产和使用，给人们的生活带来了极大的方便，同时也造成了严重的环境问题——白色污染。当今白色污染问题已得到了人们应有的重视，一些科学家也成功地寻找到了治理白色污染的有效途径。结合学过的知识，回答下列问题： （1）写出工业上利用石油裂解气生产聚乙烯的化学方程式： 。 （2）塑料废弃物的危害有 （填字母）。 ①破坏土壤结构，影响植物生长②造成海难事件③破坏环境卫生④危及海洋生物的生存 A．①②④       B．①②③     C．①③④     D．全部 （3）某些废旧塑料的处理方法：将废旧塑料隔绝空气加强热，使其变成有用的物质，实验装置如图所示（加热装置略）。 加热某种废旧塑料得到的产物有氢气、甲烷.乙烯、丙烯、苯、甲苯、炭等。 ①试管B收集到的产物为 和 。 ②锥形瓶中观察到的现象为 。 ③写出C中逸出的两种主要气体在工业上的用途： 、 。 20．氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的物质。 (1)SO2有毒,且能形成酸雨,是大气主要污染物之一。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收原理: ①SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O②2CaSO3+O2+4H2O=2(CaSO4·2H2O)碱法的吸收原理:将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中,请写出对应的化学反应方程式 ; 已知: 试剂 Ca(OH)2 NaOH 价格(元/kg) 0.36 2.9 和石灰-石膏法相比,碱法的优点是吸收快、效率高,缺点是 ; (2)石灰-石膏法和碱法的基础上,设计了双碱法,能实现物料循环利用。    上述方法中,实现循环利用的物质是 ,请用化学方程式表示在Na2SO3溶液中加入CaO后的反应原理 。 (3)一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式： (4)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下： NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O 2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O 现有VL某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。 ①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为 mol·L－1。 ②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)＝1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m＝ 。 21．绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。 （1）下列各项符合“绿色化学”要求的是 。 A．处理废弃物       B．治理污染点       C．减少有毒物       D．杜绝污染源 （2）在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是 。 A．建在西部干旱区可以脱贫致富 B．应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区 C．企业有权自主选择厂址 D．不宜建在人口稠密的居民区 （3）某化工厂排放的污水中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、Hg2+四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。 在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？ 。应增加哪些措施防止污染 。 22．为了防治酸雨，减少煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上采用生石灰和含硫的煤混合使用以“固硫”(避免硫的化合物进入大气)，最后生成石膏。试回答： (1)整个“固硫”反应所涉及的反应类型包括：①化合反应②分解反应　③置换反应　④复分解反应　⑤氧化还原反应　⑥非氧化还原反应　⑦离子反应　⑧非离子反应(分子反应)。其中正确的是( )。 A．①⑤⑥⑦  B．①②③⑤⑧  C．①⑤⑥⑧  D．②④⑤⑦ (2)第一步“固硫”反应的化学方程式中所需气态物质的化学计量数为( ) A．1  B．2  C．3  D．4 (3)比较此法与石灰石粉末与含硫煤混合法哪个更好些 (A．生石灰　B．石灰石)，原因是 。 (4)你认为减少酸雨产生可采取的措施是( )。 ①少用煤作燃料　②把工厂的烟囱造高　③先将燃料煤脱硫　④在土壤中加石灰防止酸化　⑤开发新能源，避免含S、N的氧化物大量排放 A．①②③  B．②③④⑤  C．①③⑤  D．①③④⑤ 23．中国科学院官方微信提出灰霾中细颗粒物的成因，部分分析如图所示： (1)根据图示信息可以看出，下列气体污染物不是由工业燃煤造成的是 。 a．    b．    c．VOCs    d． (2)机动车尾气是污染源之一。汽车发动机废气稀燃控制系统主要工作原理如图所示，写出该过程中NO发生的主要反应的化学方程式 。 (3)科学家经过研究发现我国的灰霾呈中性，其主要原因如图所示： 请写出上述转化过程的离子方程式： 。 24．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明，浓硝酸能将一氧化氮氧化成二氧化氮，而稀硝酸不能氧化一氧化氮。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。 可选试剂：浓硝酸，稀硝酸，蒸馏水，浓硫酸，NaOH溶液。 已知：NaOH溶液不与一氧化氮反应，能与二氧化氮反应。 (1)做实验时应避免将有害气体排放到空气中，装置③④⑥中盛放的试剂依次是 、 、 。 (2)装置①中所发生反应的化学方程式是 。 (3)装置②的作用是 ，其中所发生反应的化学方程式是 。 (4)该小组得出结论所依据的实验现象是 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章　物质的性质与转化 微项目 论证重污染天气“汽车限行”的合理性 ——探讨社会性科学议题 教学目标 1．能够综合应用氮及其化合物的性质及转化关系探讨相关的社会性科学议题。 2．在寻求证据支持观点的过程中，能够综合运用信息查找、问卷调查、访谈等多种方法获得必要资料；能够对资料进行加工分析，依据观点、证据和结论之间的逻辑关系进行有条理的阐述，逐步培养“科学态度与社会责任”的学科核心素养。 3．能够从科学、环境、经济、社会等多个方面，权衡不同观点的利与弊，有依据地作出决策。 重点和难点 重点：综合应用氮及其化合物的性质及转化关系。 难点：能从氮氧化物等尾气排放的角度论证重污染天气“汽车限行”的可行性。 ◆知识点一 社会性科学议题及其分析框架 1.社会性科学议题 “社会性科学议题”(Socioscientific Issues，简称SSI)，指由利用当代科学技术研究开发所引起的一系列与社会伦理道德、经济发展及自然生态环境等紧密相关的社会性问题。如重污染天气“汽车限行”、北方冬季为防止产生雾霾天气，实行天然气燃炉取暖代替传统燃煤锅炉取暖等，都是与化学密切相关的社会性科学议题。 2.社会性科学议题的分析框架 3.科学分析议题,理清议题中的科学问题和科学知识 (1)“汽车限行”议题的科学问题 汽车尾气中含有氮的化合物:NO、NO2和NH3;雾霾中含有硝酸盐和铵盐。 (2)氮及其化合物的转化关系图: 涉及的化学方程式: N2+O22NO 2NO+O22NO2 3NO2+H2O2HNO3+NO NH3+HNO3NH4NO3 特别提醒 应对重污染天气“汽车限行”议题涉及哪些科学问题? 涉及的问题有:①环境问题:汽车尾气成分,雾霾化学成分,汽车尾气与雾霾的关系等; ②经济问题:汽车限行对经济发展的问题; ③社会问题:汽车限行对人们出行的影响等。 即学即练 1.空气污染已成为人类社会面临的重大威胁。下列气体不属于大气污染物的是(　　) A.NO B.CO2 C.CO D.NO2 【答案】B 【解析】二氧化碳不属于大气污染物。 2.下列污染现象主要与NO2有关的是(　　) A.臭氧空洞 B.水体富营养化 C.光化学烟雾 D.温室效应 【答案】C 【解析】光化学烟雾主要与NO2有关。 ◆知识点二 论证重污染天气“汽车限行”的合理性 1.科学议题中各种观点论证的方法 2.“汽车限行”能减轻空气污染观点的论证 ①收集相关资料:汽车行驶过程中会产生氮氧化物;氮氧化物会污染大气,是光化学烟雾、酸雨、　　　　雾霾形成的原因等。  ②根据资料推理 答案：光化学烟雾 ③反驳及其证据:汽车中装有净化装置,会将氮氧化物转化为氮气再排放。  ④再论证再推理:汽车净化装置中的催化剂容易中毒,不能有效吸收氮氧化物,且我国汽车更换净化装置的比率很低。  ⑤形成可靠观点:“汽车限行”措施能够减轻空气污染　 特别提醒 质疑：汽车的催化转化器能彻底消除尾气的污染吗？ 提示：不能。因催化剂有可能中毒，导致催化效果降低。 即学即练 1．环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定空气质量的信息。这些污染物是(　　) A．二氧化硫、氮氧化物、悬浮微粒 B．二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳 C．三氧化硫、氮氧化物、悬浮微粒 D．稀有气体、氮氧化物、悬浮微粒 【答案】A 【解析】B中一氧化碳、D中稀有气体不是预报内容，C中的三氧化硫在常温下是液态，空气中硫元素主要以SO2形态存在。 2．光化学烟雾是一次污染物(如氮氧化物、碳氢化合物等)发生光化学反应后生成的二次污染物，主要含有臭氧、过氧硝酸酯等。下列有关光化学烟雾的说法不正确的是 (　　) A．光化学烟雾具有氧化性 B．汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一 C．光化学烟雾对人体没有危害 D．光化学烟雾一般出现在强日照条件下 【答案】C 【解析】光化学烟雾中氮氧化物化合价可以降低，做氧化剂，A正确；汽车尾气中含CO和氮氧化物，二者在阳光的作用下起化学反应产生光化学烟雾，故B、D正确；光化学烟雾对人眼睛、鼻、咽喉、气管和肺等有刺激作用，对人体有危害，故C错误。 ◆知识点三 “汽车限行”措施的利与弊 1.“汽车限行”措施的利与弊 视角 利 弊 环境 减少有害气体排放,减轻空气污染和温室效应 — 经济 促使人们购买第二辆汽车,汽车销量增加,促进经济发展 导致汽车保有量增加 社会 缓解道路交通压力 增加公共交通压力,导致人们出行不便 2．调查目前治理汽车尾气污染的方法和方法的优缺点 方法一：在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成N2和CO2， 原理：2CO＋2NO 2CO2＋N2、4CO＋2NO2 4CO2＋N2。 优点：使有害气体在通常状况下，转化为可参与大气循环的无毒气体。 缺点：(1)不能使有害气体全部转化为无害物质； （2）加速尾气中SO2向SO3的转化，使排出的废气酸度升高； (3)使用的催化剂容易中毒，失去作用。 方法二：汽车限行 优点：(1)减少有害气体的排放；(2)缓解道路交通压力；(3)促使人们购买第二辆汽车，促进经济发展。 缺点：(1)增加公共交通压力；(2)导致人们出行不便；(3)导致汽车保有量增加。 即学即练特别提醒 1.在冬季,各地会根据雾霾天气情况,采取汽车单双号限行的措施。限行的原因与汽车尾气有关。汽车尾气中有害气体有哪些?与雾霾的形成有哪些关联? 【答案】汽车尾气的主要成分有氮氧化物(NOx)等;雾霾中的化学成分有硝酸盐、铵盐等,汽车尾气与大气中的氨在一定条件下可以转化为雾霾的成分。 2.汽车尾气有什么危害? 【答案】汽车尾气中的NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生一种有毒的烟雾——光化学烟雾,光化学烟雾中含甲醛、乙醛等刺激性有毒物质,会刺激人的呼吸道。 1.研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氮有关(如图所示)。下列叙述错误的是(　　)。 A.雾和霾的分散剂相同 B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关 【答案】C 【解析】雾和霾的分散剂均为空气,A项正确;根据题目信息,硝酸铵和硫酸铵均为无机颗粒物,是形成雾霾的因素之一,B项正确;氨气分别和硝酸、硫酸反应生成硝酸铵和硫酸铵,是形成无机颗粒物的反应物,C项错误;过度施用氮肥会导致空气中氨气含量增加,促进了无机颗粒物中硝酸铵、硫酸铵含量的增加,D项正确。 2.当前,汽车尾气已成为许多城市空气的主要污染源。研究表明,含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物,其原理如下: 下列关于该“消除”过程的叙述不正确的是(　　)。 A.部分光能转变为化学能 B.消除总变化为NOx+O2+H2OHNO3 C.消除反应能全天候发生 D.使用纳米TiO2的消除效率更高 【答案】C 【解析】在TiO2的催化作用下紫外线提供能量,部分光能转变为化学能,故A项正确;题中示意图表明,在TiO2的催化作用下紫外线提供能量,发生反应NOx+O2+H2OHNO3,故B项正确;没有紫外线时上述反应不能发生,故C项错误;纳米TiO2与紫外线的接触面积更大,将产生更多的光生电子和光生空穴,从而消除更多的NOx,故D项正确。 一、社会性科学议题 1．含义 “社会性科学议题”，指由利用当代科学技术研究开发所引起的一系列与社会伦理道德、经济发展及自然生态环境等紧密相关的社会性问题。 2．社会性科学议题的分析框架 3、社会性科学议题中利与弊分析的视角 二、论证重污染天气“汽车限行”的合理性 1．科学分析议题，理清议题中的科学问题和科学知识 (1)“汽车限行”议题的科学问题。 汽车尾气中含有氮的化合物：NO、NO2、NH3；雾霾中含有：硝酸盐(NO)、铵盐(NH)； (2)氮及其化合物之间的转化关系。 ①化合价角度：如N2转化为NO，氮元素化合价升高，应加化合价降低的氧化剂。 ②物质类别角度：如单质转化为氧化物，根据元素守恒，应加含氧元素的物质。 2．“汽车限行”措施的利与弊 视角 利 弊 环境 减少有害气体的排放，减轻空气污染和温室效应 经济 促使人们购买第二辆汽车，汽车销量增加，促进经济发展 导致汽车保有量增加 社会 缓解道路交通压力 增加公共交通压力，导致人们出行不便 三、科学论证利与弊 1.“汽车限行”能减轻空气污染观点的论证 ①收集相关资料：汽车行驶过程中会产生氮氧化物；大量汽车行驶会产生较多的氮氧化物；氮氧化物会污染大气，是光化学烟雾、酸雨、雾霾形成的原因等。 ②根据资料推理 ③反驳及其证据：汽车中装有净化装置，会将氮氧化物转化为氮气再排放。 ④再论证再推理：汽车净化装置中的催化剂容易中毒，不能有效地吸收氮氧化物，且我国汽车更换净化装置的比率很低。 ⑤形成最终观点：“汽车限行”措施能够减轻空气污染。 2.权衡利弊，作出决策 将经过论证的利与弊进行分析后，分清主次，权衡利弊，作出决策。 特别提醒 1.汽车尾气产生污染涉及的含氮物质转化 （1）N2＋O22NO （2）2NO＋O2===2NO2 （3）4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3 2.汽车尾气净化中涉及的含氮物质转化 （1）三元催化发生的含氮物质的转化 ①NOx→N2＋O2 ②CO＋NO→N2＋CO2 （2）车用尿素转化氮氧化物的反应 实践应用 1．地球外层空间存在臭氧和氧原子，该臭氧层的存在能吸收和阻挡太阳有害的强烈紫外线辐射，可是人为的大气污染物会破坏臭氧层，如超音速飞机排放物中的氮氧化物(NO和NO2)，它们和O3及O发生反应：O3＋NO===NO2＋O2，O＋NO2===NO＋O2。这两个反应反复循环，其总反应：_____________。由此可见，氮氧化物在破坏臭氧层的过程中起了________作用。 【答案】O3＋O2O2　催化 【解析】O3＋NO===NO2＋O2，O＋NO2===NO＋O2，将上述两反应叠加，消去相同物质后得O3＋O===2O2，由方程式可知NO和NO2都参加了反应，但最后又生成了它们，说明它们是催化剂。 2．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。 (1)汽车尾气中的CO来自_______________________________________________， NO来自____________________________________________________________。 汽车尾气对环境的危害主要有_____________________________________________ _________________________________________________________________(至少填两种)。 (2)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：________________________________________________________________________。 (3)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：________________________________________________________________________。 【答案】(1)汽油的不完全燃烧　N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应　形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可) (2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (3)2CO＋2NON2＋2CO2 【解析】(1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧会产生CO；当空气过量时，N2和O2在放电或高温条件下反应会生成NO。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应等。(3)CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。 考点一 社会性科学议题 【例1】“保护环境就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是(　　) ①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的；②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的；③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的；④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的 A．①② B．②③ C．①②③④ D．② 【答案】D 【解析】“酸雨”主要是空气中的SO2或NOx的浓度增大引起的。解题要点 常见的环境污染 环境污染 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2的含量不断增加 全球变暖,冰雪融化 酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤、湖泊酸化,腐蚀建筑物 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长,降低大气能见度 臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放使水体富营养化 藻类过度繁殖,水质恶化,海水中为赤潮, 淡水中为水华 白色污染 聚乙烯塑料的大量使用,任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 【变式1-1】1．下列现象的产生，与氮循环无关的是(　　) A．光化学烟雾　　 B．白色污染 C．水体富营养化 D．酸雨 【答案】B 【解析】光化学烟雾是氮的氧化物和有机烃类在光作用下的一系列复杂变化，与氮循环有关；白色污染是指难降解的塑料垃圾(多指塑料袋)对环境的污染；水体富营养化是指水中的氮、磷等元素浓度过大造成的水污染，会导致藻类疯长，从而引起水中缺氧，导致水生生物大量死亡，与氮循环有关；酸雨是二氧化硫和氮氧化物与雨水作用的结果，与氮循环有关。 【变式1-2】如图表示汽车尾气净化器处理汽车尾气的过程。有关叙述不正确的是 (　　) A．CO氧化为CO2所需氧来源于NOx B．汽车安装这种净化器后，能避免铅污染 C．Pt­Rh催化剂化学反应前后质量不变 D．使用该净化器能减少酸雨的发生 【答案】B 【解析】由题目的信息可知：CO氧化为CO2所需氧来源于氮的氧化物，汽车安装这种净化器后，能避免一氧化碳、氮的氧化物造成的空气污染，不是铅污染； Pt­Rh催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变；氮的氧化物会造成酸雨，因此使用该净化器能减少酸雨的发生。 考点二 论证重污染天气“汽车限行”的合理性 【例2】汽车尾气是城市空气的主要污染源，治理方法之一是在汽车排气管上加装催化转化器，下列说法中错误的是(　　) A.汽车排气管中CO和NOx反应的化学方程式为：2xCO＋2NOx===2xCO2＋N2 B.植树造林，增大绿化面积，可有效控制城市空气的污染 C.汽车改用天然气或氢气为燃料，都会减少对空气的污染 D.此治理方法缺点是大大提高了空气的酸度 【答案】D 【解析】　CO与NOx反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体N2和CO2，A项正确；增大绿化面积，多植树造林，可净化空气，B项正确；天然气的燃烧产物为二氧化碳和水，氢的燃烧产物为水，不会产生NO和SO2，所以改用天然气或氢能源为燃料可减少对空气的污染，C项正确。 解题要点 CO与NOx反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体N2和CO2，N2和CO2 不能提高空气的酸度 【变式2-1】三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，在催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A．在转化过程中，氮元素均被还原 B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程 C．还原过程中生成0.1 mol N2，转移电子数为0.5NA D．三效催化剂能有效实现CO、NOx及CxHy的净化 【答案】D 【解析】在储存过程中，氮元素被氧化生成硝酸钡，所以A项错误；BaO做催化剂，参与反应过程，所以B项错误；由硝酸钡生成氮气，N由＋5价变为0价，因此生成0.1 mol N2转移1 mol电子，所以C项错误；由图示可知，三效催化剂能有效实现CO、NOx和CxHy三种成分的净化，所以D项正确。 【变式2-2】当前，汽车尾气已成为许多城市空气的主要污染源。研究表明，含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物，其原理如下： 下列关于该“消除”过程的叙述不正确的是(　　) A．部分光能转变为化学能 B．消除总变化为NOx＋O2＋H2O―→HNO3 C．消除反应能全天候发生 D．使用纳米TiO2的消除效率更高 【答案】C 【解析】在TiO2的催化作用下紫外线提供能量，部分光能转变为化学能，故A项正确，不符合题意；题中示意图表明，在TiO2的催化作用下紫外线提供能量，发生反应：NOx＋O2＋H2O―→HNO3，故B项正确，不符合题意；没有紫外线时上述反应不能发生，故C项错误，符合题意；纳米TiO2与紫外线接触面积更大，将产生更多的光生电子和光生空穴，从而消除更多的NOx，故D项正确，不符合题意。 考点三 科学论证利与弊 【例3】汽车尾气中主要含有CO2、CO、SO2、NO及汽油、柴油等物质,汽车尾气已成为城市空气污染的主要来源,必须予以治理。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它能使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使汽油、柴油等物质充分燃烧及SO2的转化。已知汽油和柴油的主要成分是碳氢化合物。请回答下列问题: (1)汽车尾气中NO的主要来源是　　　　。  A.汽油、柴油中的含氮物质的燃烧产物 B.空气中的N2与汽油、柴油的反应产物 C.空气中的N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应产物 D.汽车高温尾气导致空气中N2与O2发生化合反应 (2)写出CO与NO反应的化学方程式:　 。  (3)控制或者减少城市汽车尾气污染的方法可以有　　　(多选)。  A.开发氢能源　　　　　 B.使用电动车 C.限制车辆行驶 D.使用乙醇汽油 (4)氨气可用来处理氮氧化物。例如,氨气与二氧化氮可发生反应生成无毒的物质,该反应的产物是　　　　,氨气在反应中表现　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。  (5)在氮氧化物混合气体中,当NO和NO2的物质的量之比为1∶1时,则该混合气体的组成相当于另一种氮氧化物,该氮氧化物的化学式为　　　　。  【答案】(1)C　(2)2CO+2NO2CO2+N2 (3)ABD　(4)N2和H2O　还原性　(5)N2O3 【解析】汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应,当空气的量不足时,汽油燃烧不完全,会产生CO;当空气过量时,空气中的N2和过量的O2在高温下反应生成NO。NH3与氮氧化物反应生成无毒的N2和水,反应中NH3中氮元素的化合价升高,是还原剂,表现了还原性。 解题要点 NH3与氮氧化物反应生成无毒的N2和水,反应中NH3中氮元素的化合价升高,是还原剂,表现了还原性。 【变式3-1】 1.对含有氮氧化物的废气进行处理。 (1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下: NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O　① 2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O　② 在反应①中,氧化剂是　　　　,还原剂是　　　　　。在反应②中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为　　　　。  (2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应生成N2和CO2,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)在一定条件下,氨气也可将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气与二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  【答案】(1)NO2　NO　1∶1 (2)2CO+2NON2+2CO2 (3)6NO2+8NH37N2+12H2O 【解析】(1)反应①中,NO2中氮元素化合价降低,作氧化剂,NO中氮元素化合价升高,作还原剂;反应②中氧化剂和还原剂都是NO2,它们的物质的量之比为1∶1。 (2)根据质量守恒定律,结合题目信息可知,一氧化氮与一氧化碳反应的化学方程式为2CO+2NON2+2CO2。 (3)根据质量守恒定律,结合题目信息可知,氨气与二氧化氮反应生成的对大气无污染的物质应为氮气和水,6NO2+8NH37N2+12H2O。 【变式3-2】我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示： 回答下列问题： (1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有________________(写化学式)。 (2)图中物质溶于水溶液呈碱性的是________。 (3)写出SO2转化为SO3的化学方程式_________________________。 (4)工业上利用氨气制备一氧化氮，反应的化学方程式为 _______________________________________________________________ (5)实验室长期保存浓硝酸，需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为_______________________________________________________________(用化学方程式表示)。 (6)氨气与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为_________________________________________________。 【答案】(1)SO2、SO3、N2O5　(2)NH3　(3)2SO2＋O2 2SO3　 (4)4NH3＋5O24NO＋6H2O (5)4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O　(6)6NO＋4NH35N2＋6H2O 【解析】(1)酸性氧化物是能与碱反应得到盐和水的氧化物，符合要求的有SO2、SO3和N2O5。 (2)图中物质溶于水呈碱性的只有NH3。 (3)二氧化硫在催化剂存在时可以转化为三氧化硫：2SO2＋O2 2SO3。 (4)氨气经催化氧化可以形成一氧化氮：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 (5)浓硝酸见光或受热时易发生分解反应4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，因此要保存在棕色试剂瓶中。 (6)氨气中的氮为－3价，一氧化氮中的氮为＋2价，因此二者可以在一定条件下发生归中反应得到氮气：6NO＋4NH35N2＋6H2O。 基础达标 1．“碳中和”就是二氧化碳总排放量等于总吸收量。下列措施不利于实现“碳中和”的是 A．保护和治理山水林田湖草 B．充分开发利用氢能等清洁能源 C．使用特殊催化剂实现CO2和H2转化为有机物 D．利用合适催化剂，促进汽车尾气中的CO转化为无毒气体 【答案】D 【详解】A．保护和治理山水林田湖草，增强绿色植物光合作用，增大CO2的吸收，有利于实现“碳中和”，A不合题意； B．充分开发利用氢能等清洁能源，减少化石燃料的燃烧，减少CO2的排放量，有利于实现“碳中和”，B不合题意； C．使用特殊催化剂实现CO2和H2转化为有机物，增大CO2的吸收和转化利用量，有利于实现“碳中和”，C不合题意； D．利用合适催化剂，促进汽车尾气中的CO转化为无毒气体（即为CO2），并未减少CO2的排放量，不利于实现“碳中和”，D符合题意； 故答案为：D。 2．光照装有氯水的广口瓶，测定氧气的体积分数随时间变化如图，下列关于氯水光照过程的说法正确的是 A．c(H+)变大 B．c(C1-)变小 C．颜色变深 D．漂白性变强 【答案】A 【详解】A．氯气和水反应生成HCl和HClO，次氯酸在光照下分解生成HCl和氧气，氯水光照后溶液变为盐酸，c(H+)变大，A正确； B．次氯酸在光照下分解生成HCl和氧气，反应方程式为，c(C1-)变大，B错误； C．氯气和水反应生成HCl和HClO，光照后HClO分解促使氯气和水反应完全，Cl2含量减少，溶液颜色变浅，C错误； D．具有漂白性的物质是HClO，光照后HClO分解导致浓度减小，漂白性变弱，D错误； 故选：A。 3．下图为酸雨形成的示意图。下列说法中，不正确的是 A．酸雨的pH小于5.6 B．酸雨会加速建筑物的腐蚀 C．酸雨形成过程中不涉及氧化还原反应 D．含硫煤的燃烧是导致酸雨的原因之一 【答案】C 【详解】A．饱和碳酸溶液的pH为5.6，则酸雨的pH小于5.6，A正确； B．酸雨中含有硫酸或硝酸等，对金属、大理石等有腐蚀作用，会加速建筑物的腐蚀，B正确； C．酸雨形成过程中，涉及H2SO3被氧化为H2SO4，NO2与H2O等的反应，涉及氧化还原反应，C不正确； D．含硫煤的燃烧，会生成二氧化硫，是导致酸雨的原因之一，D正确； 故选C。 4．每年的6月5日为世界环境日，今年我国的主题是“共建清洁美丽世界”。下列不符合这一主题的是 A．用“绿色化学”工艺，使原料尽可能转化为所需要的物质 B．回收废电池，减少对环境的污染 C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染 D．为使农作物绿色无污染，不使用化肥和农药 【答案】D 【详解】A．用“绿色化学”工艺，使原料尽可能转化为所需要的物质，不产生污染物，A不符合题意； B．电池中含有重金属元素，回收废电池，减少对土壤、水源的污染，B不符合题意； C．研制开发燃料电池汽车，减少化石燃料燃烧，消除机动车尾气污染，C不符合题意； D．为使农作物绿色无污染，应该合理地使用化肥和农药，D符合题意； 故选D。 5．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。下列措施中叙述不正确的是 A．发电端的减碳：鼓励光伏、风电、水电、核电、煤电等能源的发展 B．消费端的减碳：推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装 C．消费端的减碳：利用植物生产生物降解塑料可做到碳的循环和零排放 D．配套措施之一碳捕捉：使用溶剂对CO2进行吸收，最后吹出CO2气体并压缩再利用 【答案】A 【详解】A．鼓励光伏、风电、水电、核电等能源的发展可以实现发电端的减碳目标，煤电会产生二氧化碳，不能实现发电端的减碳目标，故A错误； B．推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装，可以实现消费端的减碳目标，故B正确； C．利用植物生产生物降解塑料可做到碳的循环和零排放，可以实现消费端的减碳目标，故C正确； D．使用溶剂对CO2进行吸收，最后吹出CO2气体并压缩再利用，可以实现减碳目标，故D正确； 故选A。 6．建设生态文明、和谐发展的美丽安徽，需要全省人民共同努力。下列说法不符合可持续发展要求的是 A．科学合理使用化肥、农药 B．大力开发使用化石能源 C．大力植树造林、保固水土 D．对工业污水和生活污水进行标准化处理，减少污染物的排放 【答案】B 【详解】A．合理使用农药，不会污染水资源，有利于保护环境，故A不选； B．大量使用化石燃料，会排放出大量的废气、烟尘，造成环境污染，不利于保护环境，故B选； C．大力植树造林，改善环境，有利于保护环境，故C不选； D．工业废水中含有大量有害、有毒物质，进行标准化处理，减少污染物的排放，有利于保护环境，故D不选； 故选B。 7．工厂排放的含的烟气对环境危害较大，某企业按照如图所示流程对烟气进行综合处理，下列有关说法正确的是 A．二氧化硫吸收塔中发生的反应为 B．氨气吸收塔中发生的反应为 C．上述流程利用的是氧化还原反应原理 D．上述流程可降低碳排放，符合低碳经济 【答案】A 【详解】A．二氧化硫吸收塔中发生的反应为亚硫酸铵溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢铵，反应的离子方程式为，故A正确； B．氨气吸收塔中发生的反应为亚硫酸氢铵和氨气反应生成亚硫酸铵，反应的离子方程式为，故B错误； C．二氧化硫吸收塔中发生的反应和氨气吸收塔中发生的反应，元素的化合价均未发生变化，没有氧化还原反应发生，故C错误； D．该过程为吸收工厂排放的二氧化硫，与二氧化碳的吸收无关，则与碳排放无关，故D错误； 故选A。 8．启动“蓝天工程”和“绿水工程”是保护生态环境、提高人民生活水平和质量的重要举措。下列措施不利于以上工程实施的是 A．推广使用燃煤脱硫技术防治污染，减少重金属、农药和难分解有机物的排放 B．实施绿色化学，即利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染 C．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量 D．开发新能源和新制冷剂，减少和氟氯烃等物质的排放 【答案】C 【详解】A. 煤中含有硫元素，燃烧后产生污染空气，推广使用燃煤脱硫技术可防治污染，有利于“蓝天工程”的实施；减少重金属、农药和难分解有机物的排放，有利于“绿水工程”的实施，A项正确； B. 绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，B项正确； C. 化石燃料包括煤、石油和天然气等，化石燃料燃烧会产生大量的大气污染物，如粉尘、有害气体等，所以加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量，不利于环境保护，C项错误； D. 引起温室效应的物质有等，氟氯烃会引起臭氧层空洞，所以开发新能源和新制冷剂，减少和氟氯烃等物质的排放，有利于“蓝天工程”的实施，D项正确； 答案选C。 9． “天更蓝、山更绿、水更清、环境更优美”是我们的共同愿望。下列说法不正确的是 A．PM2.5是指粒径不大于2.5μm的可吸入悬浮颗粒物 B．大量开采地下水，以满足人们对水的需求 C．开展植树造林、增加植被面积，可吸收大量 D．生活污水直接排放，会引起水体富营养化 【答案】B 【详解】A．PM2.5是指悬浮在空气中的可吸入颗粒物，其粒径不大于2.5μm，A正确； B．地下水资源是有限的，并且大量开采会破坏地质结构，引起灾难，B不正确； C．开展植树造林、增加植被面积，通过光合作用，可吸收大量CO2并将其转化为植物体内的葡萄糖等，同时释放出氧气，C正确； D．生活污水中常含有磷、氮等元素，若直接排放，会引起水体的富营养化，从而引起水中植物大量繁殖，D正确； 故选B。 综合应用 10．光化学烟雾中的主要有害物质是，它是由排放到大气中的氮的氧化物和碳氢化合物等在阳光的照射下，发生光化学反应而形成的污染物。有较强的氧化性，与KI溶液反应的化学方程式为下列说法正确的是 A．城市中的氮氧化物和碳氢化合物主要是汽车尾气造成的 B．由和KI的反应可知，1mol参加反应时，转移电子的物质的量为6mol C．光化学污染属于一次污染 D．和KI的反应中，是还原产物 【答案】A 【解析】城市中的氮的氧化物和碳氢化合物主要是汽车排出的废气造成，光化学污染属二次污染，根据方程式O3+2KI+H2O =2KOH+I2+O2分析可得，碘化钾中-1价的碘离子被氧化为碘单质，O3中的O有一个由0价降低为－2价，作氧化剂，反应中有1molO3参加反应，转移电子为2mol，此反应中氧气仍为0价，既不是氧化产物也不是还原产物，据以上分析回答问题。 【详解】A．根据题给信息可知，城市中的氮的氧化物和碳氢化合物主要是汽车排出的废气造成，故A正确； B．根据方程式O3+2KI+H2O =2KOH+I2+O2分析可得，碘化钾中-1价的碘离子被氧化为碘单质，O3中的O有一个由0价降低为－2价，作氧化剂，反应中有1molO3参加反应，转移电子为2mol，故B错误； C．光化学污染是由排放到大气中的氮的氧化物和碳氢化合物等在阳光的照射下，发生光化学反应而形成的污染物，属二次污染，故C错误； D．和KI的反应中，此反应中氧气仍为0价，既不是氧化产物也不是还原产物，故D错误； 答案选A。 11．练江整治已刻不容缓，其中以印染工业造成的污染最为严重。某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含、、、、)，设计了如下工业流程。下列说法错误的是 A．气体Ⅰ中主要含有的气体有、、 B．X在反应中作氧化剂，则X可为过量的空气 C．处理含废水时，发生反应的离子方程式为 D．捕获剂所捕获的气体主要是 【答案】B 【分析】工业废气中、可被石灰乳吸收，生成的固体Ⅰ为、，气体Ⅰ是不能被石灰乳吸收的、、，气体Ⅰ与X反应后，再用溶液处理得到，则X可为空气，但不能过量，否则得到，与含有的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体Ⅱ含有、，捕获剂所捕获的气体主要是。 【详解】A．气体Ⅰ是不能被石灰乳吸收的、、，故A正确； B．气体Ⅰ与X反应后，再用溶液处理得到，则X可为空气，但不能过量，否则得到，故B错误； C．与含有的溶液反应生成无污染气体，应生成，发生氧化还原反应，离子方程式为，故C正确； D．气体Ⅰ主要是、、，NO与空气和NaOH反应，得到亚硝酸与的溶液反应生成，因此捕获剂所捕获的气体主要是，故D正确。 综上所述，答案为B。 12．化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关，下列说法不正确的是 A．“天宫一号”中使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料 B．为防止富脂食品氧化变质，常在包装袋中放入生石灰 C．开发新能源，减少对化石燃料的依赖，可以促进低碳经济 D．“静电除尘”“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量 【答案】B 【详解】A．碳纤维的成分为碳单质，为无机物，则“天宫一号”中使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料，故A正确； B．生石灰是干燥剂，能吸水，但是不能吸收氧气，所以加入生石灰不能防止中秋月饼等富脂食品氧化变质，故B错误； C．开发新能源，减少对化石燃料的依赖，能减少二氧化碳的排放，所以可以促进低碳经济，故C正确； D．“静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”可减少污染性气体的排放，能提高空气质量，故D正确； 答案选B。 13．煤炭燃烧时会排放二氧化硫等污染物，为了减少污染物的排放，许多地方都使用了洁净煤(如脱硫)技术。读煤炭脱硫效率图，完成下题。 关于洁净煤技术的影响，叙述正确的是(　　)。 A．该技术脱硫效率达到100% B．该技术可以减小pH值和酸雨危害 C．该技术使煤炭资源得到了循环利用 D．该技术提高了煤炭资源利用的经济价值 【答案】D 【详解】A．根据图示，洁净煤技术脱硫效率没达到100%，故A错误； B．洁净煤技术可使煤炭燃烧时排放的酸性气体减少，酸雨危害减小，pH增大，故B错误； C．该技术没有体现煤炭资源的循环利用，故C错误； D．该技术减小了煤炭对环境的危害，提高了煤炭资源利用的经济价值，故D正确； 答案选D。 二、填空题 14．葡萄酒是由葡萄汁发酵而成的。在酿造葡萄酒的过程中面临两大问题：一是在葡萄汁发酵过程中产生的杂菌会影响葡萄酒的酿造和保存；二是葡萄酒中所含的还原性物质一旦被氧化，葡萄酒的果香味就会消失，影响口感。在酿酒实践中，人们发现二氧化硫可以解决这两大问题。 (1)为什么二氧化硫能够解决酿酒中的这两大问题 ？ (2)在葡萄汁发酵过程中，会产生一定量的二氧化硫，但量比较少，不能完全解决问题，需要额外添加。国家对葡萄酒中二氧化硫的含量有上限规定，检测二氧化硫的含量是葡萄酒厂和相关食品质检部门的重要工作。 ①你认为哪些化学反应可用于检测葡萄酒中二氧化硫的含量 ？为什么 ？ ②某种检测方法用到溶液、碘水、淀粉溶液等试剂。请书写该方法涉及的反应的离子方程式 。该反应为什么可以检测出二氧化硫的含量 ？ (3)有些人会对二氧化硫有过敏反应，出现头痛等症状。对哮喘病人来说，二氧化硫也是增加支气管痉挛概率的危险物质。所以，研究人员希望找到能够替代二氧化硫的物质。你认为替代物质需要满足哪些要求 ？ 【答案】(1)SO2具有还原性，是一种抗氧化剂，可以防止原料被氧化；且SO2是一种杀菌剂，能抑制杂菌的活动 (2) SO2+I2+2H2O= H2SO4+2HI等 测量SO2的含量，首先应考虑固定SO2，可以用SO2的还原性，选择氧化剂如氯水、H2O2、酸性KMnO4溶液等将SO2氧化为SO，加入盐酸酸化后，再加入BaCl2溶液，使之生成BaSO4沉淀，通过称量BaSO4沉淀的质量测SO2的含量 SO2+I2+2H2O= SO+2I-+4H+ 测定原理：取一定体积和物质的量浓度的碘水，先滴入少量淀粉溶液，再滴加葡萄酒并使化学反应充分发生，当碘水的蓝色刚好褪去时，I2已恰好完全反应。此时可应用SO2+I2+2H2O= SO+2I-+4H+求出葡萄酒中SO2的质量，进而求出葡萄酒中SO2的含量 (3)对人体无害；属于国家规定的食品添加剂；具有还原性，可抑制杂菌生长 【详解】（1）由于SO2中S元素为+4价，处于中间价态，故SO2具有还原性，又因SO2具有毒性，能抑制杂菌的活动，故答案为：SO2具有还原性，是一种抗氧化剂，可以防止原料被氧化；且SO2是一种杀菌剂，能抑制杂菌的活动； （2）①由于SO2具有还原性，故可以用具有氧化性的物质如碘单质反应，且碘单质遇淀粉溶液变蓝，可以测定SO2的含量，故答案为：SO2+I2+2H2O= H2SO4+2HI等；测量SO2的含量，首先应考虑固定SO2，可以用SO2的还原性，选择氧化剂如氯水、H2O2、酸性KMnO4溶液等将SO2氧化为SO，加入盐酸酸化后，再加入BaCl2溶液，使之生成BaSO4沉淀，通过称量BaSO4沉淀的质量测SO2的含量； ②由于SO2具有还原性，故可以用具有氧化性的物质如碘单质反应，且碘单质遇淀粉溶液变蓝，可以测定SO2的含量，故答案为：SO2+I2+2H2O= SO+2I-+4H+；测定原理：取一定体积和物质的量浓度的碘水，先滴入少量淀粉溶液，再滴加葡萄酒并使化学反应充分发生，当碘水的蓝色刚好褪去时，I2已恰好完全反应。此时可应用SO2+I2+2H2O= SO+2I-+4H+求出葡萄酒中SO2的质量，进而求出葡萄酒中SO2的含量； （3）替代物质需要满足对人体无害；属于国家规定的食品添加剂；具有还原性，可抑制杂菌生长，故答案为：对人体无害；属于国家规定的食品添加剂；具有还原性，可抑制杂菌生长。 15．阅读材料，完成下列题目。 (1)常见的大气污染分为一次污染和二次污染。二次污染指的是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应生成新的污染物。二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮是否会导致二次污染？写出相关反应的化学方程式： 。 (2)汽车尾气(含一氧化碳、氮气、二氧化硫和一氧化氮等)是城市空气的污染源之一、治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”它能使一氧化碳与一氧化氮反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。 ①汽车尾气中污染空气的主要物质是 。 ②写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式： 。 ③使用“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是 。 ④减少城市空气污染的方法有 。 A．开发氢能源    B．使用电动车    C．植树造林    D．戴上呼吸面具 【答案】(1) (2) 氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫 促进二氧化硫转化为三氧化硫，生成了硫酸酸雾 ABC 【详解】（1）结合“二次污染”的含义，由二氧化硫与氧气在一定条件下反应生成三氧化硫，一氧化氮与氧气可反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，都会导致二次污染，则化学方程式为：; ；； （2）汽车尾气中含一氧化碳，氮气，二氧化硫和一氧化氮等，故污染空气的主要物质是氮氧化合物，一氧化碳，二氧化硫；方程式为；由于亚硫酸的酸性弱于硫酸，而使“催化转化器”促进二氧化硫转化为三氧化硫，三氧化硫和水反应生成硫酸，产生了硫酸酸雾，故在一定程度上提高了空气的酸度； A．氢气燃烧产生水，对环境无污染，A项正确； B．使用电动车，不会产生对空气由污染的物质，B项正确； C．植树造林可以净化空气，C项正确； D．佩戴呼吸面具不能从源头上控制空气污染源，D项错误； 答案选ABC。 16．I．近年来，人类生产、生活所产生的污染，如机动车、燃煤、工业等排放的废气，使灰霾天气逐渐增多。灰霾粒子比较小，平均直径大约在1000～2000nm左右。下列有关说法正确的是 （填序号）。 A 灰霾是一种分散系        B 灰霾能产生丁达尔效应 C 灰霾形成的是非常稳定的体系    D 戴口罩不能完全阻止吸入灰霾粒子 Ⅱ．雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，是近地面层空气中水汽凝结（或凝华）的产物。霾也称灰霾，空气中的灰尘（如煤炭及三氧化二铁粉尘）、一氧化氮、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫酸、有机碳氢化合物等粒子使大气浑浊，造成视野模糊并导致能见度较低。请回答下列问题： （1）形成灰霾的主要物质中能发生若干反应，其中金属氧化物与硫酸反应的化学方程式为 ，碳氧化物与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 。 （2）霾中的硫酸主要来源于含硫燃料的燃烧，其反应过程为，为减少 的排放，工业上常常采用加入石灰石的方法脱硫，首先形成、再与空气中的反应最终形成。 写出工业上加入石灰石脱硫生成的反应方程式： 。 Ⅲ．根据以上信息并结合你所学的知识，提出治理雾霾的两项可行的措施： 。 【答案】 AD ， 减少机动车使用量，发展新型能源（合理均可） 【分析】根据分散系的分类和胶体的性质分析判断；氧化铁溶于稀硫酸生成硫酸铁和水，CO2溶于NaOH溶液生成碳酸钠和水；根据题中信息写出发生反应的化学方程式。 【详解】I．A．灰霾是灰霾粒子分散到空气中形成的分散系，故A正确； B．灰霾是灰霾粒子分散到空气中形成的分散系，灰班粒子平均直径大约在1000-2000nm，不符合胶体微粒直径的范围，不属于胶体，不能产生丁达尔效应，故B错误； C．灰霾在大气中不稳定，故C错误； D．灰霾粒子直径小，能通过口罩，所以戴口罩不能完全阻止吸入灰霾粒子，故D正确； 故答案为AD。 Ⅱ．（1）属于金属氧化物，与反应的化学方程式为；属于酸性氧化物，与足量NaOH反应的化学方程式为； （2）SO2与碳酸钙在加热条件下生成CaSiO3，再与空气中的反应最终形成，发生反应的化学方程式为，； Ⅲ．由以上信息可知，采取减少机动车使用量，发展新型能源等措施可治理雾霾。 拓展培优 17．工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同之处，又有区别。图中路线a、b、c是工业制备硝酸的主要途径，路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮过程中生成硝酸的途径。 (1)写出N2的—种用途： 。 (2)实验室制取NH3的化学方程式为 。 (3)写出工业制硝酸中c过程中反应的化学方程式： 。 (4)硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸，其还原产物因硝酸溶液浓度的不同而有变化。浓硝酸的还原产物主要为NO2，稀硝酸的还原产物主要为NO。实验室中，常用Cu与浓HNO3反应制取NO2，用Cu与稀HNO3反应制取NO。 ①请写出实验室中用Cu与浓HNO3反应制取NO2的化学方程式： 。该反应中发生氧化反应的物质是 。 ②64.0gCu与适量的浓HNO3反应，铜全部溶解后，共收集到1mol NO2和NO的混合气体，反应中消耗HNO3的物质的量是 (填标号)。 A．1.5mol    B．2.0mol    C．2.5mol    D．3.0mol ③实际上HNO3不仅可被还原为NO2或NO，浓度更稀时HNO3还可以被还原为N2O、N2、NH4NO3等。请将3种物质：、和分别填入下面对应的横线上，组成一个未配平的化学方程式并配平其对应的离子方程式。 i． ii． 。 【答案】 做保护气(或制氨气等其他合理答案) Cu D 【、可互换位置】 【分析】氮气与氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，氨气与氧气在催化剂并在加热条件下反应生成一氧化氮，氮气与氧气在放电或高温条件下发硬生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水氧气反应生成硝酸。 【详解】(1)在日常生活中用途很广，可做保护气、制氨气等，故答案为：做保护气(或制氨气等其他合理答案)； (2)实验室常用氯化铵与氢氧化钙反应制取，化学方程式为 ，故答案为：； (3)工业制硝酸中c过程中的反应为转化为硝酸的反应，化学方程式为 ，故答案为：； (4)①用Cu与浓反应制取的化学方程式为 。反应中，Cu化合价升高被氧化，发生氧化反应，故答案为：；Cu； ②由题意可知，被还原的的物质的量为，参加反应的铜的物质的量为，则生成的的物质的量为，起酸性作用的的物质的量为，反应中消耗的的物质的量为，故答案选D； ③发生的反应为氧化还原反应，根据化合价的升降可知做氧化剂，硫酸亚铁做还原剂，发生的反应为。根据得失电子守恒、质量守恒和电荷守恒，可得，故答案为：；；；。 18．当前，从全球范围来看，人类所面临的挑战有健康问题、能源问题、粮食问题、环境问题等。化学家们希望从化学角度，通过化学方法解决这些问题，为人类的发展与进步作出更大的贡献。化学家们所研究的课题很多，其中包括： ①消除汽车尾气中的有害物质 ②开发新型制冷剂取代氟利昂 ③在无污染的条件下进行化学反应 ④研制开发超导材料 ⑤合成人造皮肤和血管 ⑥开发新型、高效药品 ⑦寻找高效催化剂在低能耗下分解水得到氢气和氧气 ⑧合成高效化肥 ⑨研制植物营养液进行无土栽培 (1)属于健康问题的有 (填序号，下同)。 (2)属于能源问题的有 。 (3)属于粮食问题的有 。 (4)属于环境问题的有 。 【答案】 ⑤⑥ ④⑦ ⑧⑨ ①②③ 【详解】①消除汽车尾气中的有害物质，减少大气污染，属于环境问题； ②开发新型制冷剂取代氟利昂，减少大气污染，属于环境问题； ③在无污染的条件下进行化学反应，有利于保护环境，属于环境问题； ④研制开发超导材料，可节省能源，属于能源问题； ⑤合成人造皮肤和血管，促进人体健康，属于健康问题； ⑥开发新型、高效药品，保护人类健康，属于健康问题； ⑦寻找高效催化剂在低能耗下分解水得到氢气和氧气，属于能源问题； ⑧合成高效化肥，促进农作物生长，属于粮食问题； ⑨研制植物营养液进行无土栽培，促进粮食增产增收，属于粮食问题。 综合以上分析： (1)属于健康问题的有⑤⑥。 (2)属于能源问题的有④⑦。 (3)属于粮食问题的有⑧⑨。 (4)属于环境问题的有①②③。答案为：⑤⑥；④⑦；⑧⑨；①②③。 19．塑料制品是人类日常生活中使用量最大的合成高分子材料。塑料制品的大量生产和使用，给人们的生活带来了极大的方便，同时也造成了严重的环境问题——白色污染。当今白色污染问题已得到了人们应有的重视，一些科学家也成功地寻找到了治理白色污染的有效途径。结合学过的知识，回答下列问题： （1）写出工业上利用石油裂解气生产聚乙烯的化学方程式： 。 （2）塑料废弃物的危害有 （填字母）。 ①破坏土壤结构，影响植物生长②造成海难事件③破坏环境卫生④危及海洋生物的生存 A．①②④       B．①②③     C．①③④     D．全部 （3）某些废旧塑料的处理方法：将废旧塑料隔绝空气加强热，使其变成有用的物质，实验装置如图所示（加热装置略）。 加热某种废旧塑料得到的产物有氢气、甲烷.乙烯、丙烯、苯、甲苯、炭等。 ①试管B收集到的产物为 和 。 ②锥形瓶中观察到的现象为 。 ③写出C中逸出的两种主要气体在工业上的用途： 、 。 【答案】 nCH2=CH2 D 苯 甲苯 溴水褪色，有油状液体产生 作为合成氨的原料 用作燃料 【详解】(1)石油裂解气的主要成分为乙烯，乙烯发生加聚反应生成聚乙烯：； (2)塑料结构稳定，不易分解，不透气，不透水，带来了严重的环境问题。 ①塑料废弃物在地下200年也不会腐烂降解，大量的塑料废弃物填埋在地下，会破坏土壤透气性，使土壤板结，影响植物生长； ②漂浮于海面的塑料垃圾，缠绕在海上轮船的螺旋桨上造成海难事； ③废弃塑料堆积在海洋里、地面上和土壤中，造成了白色污染； ④经常有许多海洋动物如海豚、海豹、海龟等由于误食了海洋中的漂浮的塑料废弃物，堵塞消化道而丧生，危及海洋生物的生存； 答案选D； (3)①含碳多的烃，沸点高，经冷水的冷却，试管B中可收集到常温下为液态的产物——苯和甲苯； ②乙烯、丙烯均含有碳碳双键，可以与溴发生加成反应而使溴水褪色，有油状液体产生； ③C中逸出的气体主要含氢气和甲烷，可作为合成氨的原料或用作燃料。 20．氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的物质。 (1)SO2有毒,且能形成酸雨,是大气主要污染物之一。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收原理: ①SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O②2CaSO3+O2+4H2O=2(CaSO4·2H2O)碱法的吸收原理:将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中,请写出对应的化学反应方程式 ; 已知: 试剂 Ca(OH)2 NaOH 价格(元/kg) 0.36 2.9 和石灰-石膏法相比,碱法的优点是吸收快、效率高,缺点是 ; (2)石灰-石膏法和碱法的基础上,设计了双碱法,能实现物料循环利用。    上述方法中,实现循环利用的物质是 ,请用化学方程式表示在Na2SO3溶液中加入CaO后的反应原理 。 (3)一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式： (4)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下： NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O 2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O 现有VL某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。 ①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为 mol·L－1。 ②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)＝1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m＝ 。 【答案】 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 成本较高 NaOH CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+Na2SO3=CaSO3↓+2NaOH 6NO2＋8NH37N2＋12H2O (m+n)/V 3∶2 【分析】(1)根据二氧化硫和氢氧化钠反应的生成物书写；根据表中数据分析判断； (2)根据流程转化特点和物质的性质分析判断； (3)氨气可将氮氧化物转化为无污染的物质，生成物应该是氮气和水，据此书写； (4)①根据气体和氢氧化钠的关系计算； ②根据二氧化氮、一氧化氮和氢氧化钠反应的方程式分析解答。 【详解】(1)将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中生成亚硫酸钠和水，对应的化学反应方程式为SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O；根据表中数据可知氢氧化钠的成本高，则和石灰-石膏法相比其缺点是成本较高； (2)根据流程图可知氧化钙溶于水生成氢氧化钙，氢氧化钙和亚硫酸钠反应生成亚硫酸钙和氢氧化钠，氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫，则实现循环利用的物质是NaOH。根据上述分析可知在Na2SO3溶液中加入CaO后的反应原理为CaO+H2O＝Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2SO3＝CaSO3↓+2NaOH。 (3)一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质，该物质是氮气和水，则氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式为6NO2＋8NH37N2＋12H2O； (4)①根据方程式NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O可知只要是NO不过量，氮原子和氢氧化钠的关系是1:1，则完全吸收n mol NO2和m mol NO所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为(m+n)/V mol·L－1。 ②根据方程式可知 NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O m    m          2m 2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O (n－m)   (n－m)/2  (n－m)/2 若所得溶液中c(NO3-):c(NO2-)＝1:9，则(n－m)/2:(n+3m)/2＝1:9，解得n:m＝3:2，即原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为3:2。 21．绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。 （1）下列各项符合“绿色化学”要求的是 。 A．处理废弃物       B．治理污染点       C．减少有毒物       D．杜绝污染源 （2）在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是 。 A．建在西部干旱区可以脱贫致富 B．应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区 C．企业有权自主选择厂址 D．不宜建在人口稠密的居民区 （3）某化工厂排放的污水中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、Hg2+四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。 在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？ 。应增加哪些措施防止污染 。 【答案】 D BD 第③步 增加冷凝回收装置 【详解】(1)根据题干描述：绿色化学是“预防污染”的根本手段，因此应从“源头”上杜绝污染源。 (2)化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区，同时要考虑水资源和交通问题。 (3)第③步由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。应增加冷凝回流装置回收汞。 22．为了防治酸雨，减少煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上采用生石灰和含硫的煤混合使用以“固硫”(避免硫的化合物进入大气)，最后生成石膏。试回答： (1)整个“固硫”反应所涉及的反应类型包括：①化合反应②分解反应　③置换反应　④复分解反应　⑤氧化还原反应　⑥非氧化还原反应　⑦离子反应　⑧非离子反应(分子反应)。其中正确的是( )。 A．①⑤⑥⑦  B．①②③⑤⑧  C．①⑤⑥⑧  D．②④⑤⑦ (2)第一步“固硫”反应的化学方程式中所需气态物质的化学计量数为( ) A．1  B．2  C．3  D．4 (3)比较此法与石灰石粉末与含硫煤混合法哪个更好些 (A．生石灰　B．石灰石)，原因是 。 (4)你认为减少酸雨产生可采取的措施是( )。 ①少用煤作燃料　②把工厂的烟囱造高　③先将燃料煤脱硫　④在土壤中加石灰防止酸化　⑤开发新能源，避免含S、N的氧化物大量排放 A．①②③  B．②③④⑤  C．①③⑤  D．①③④⑤ 【答案】 C A A 此法节约煤，成本低 C 【详解】(1)在含硫的煤中加生石灰“固硫”的反应是CaO＋SO2=CaSO3、2CaSO3＋O2=2CaSO4，可见所涉及到的反应类型有化合反应、氧化还原反应、非氧化还原反应和非离子反应，答案选C。 (2)第一步“固硫”反应的化学方程式为CaO+SO2=CaSO3，气态物质的化学计量数为1，答案选A。 (3)石灰石分解成CaO需要消耗很高的能量，浪费煤，使生产成本提高，故使用生石灰更好，答案选A。 (4)①少用煤作燃料，可减少SO2的排放，减少酸雨；②把工厂的烟囱造高，不能减少酸雨；③先将燃料煤脱硫，可减少SO2的排放，减少酸雨；④在土壤中加石灰虽可中和酸雨造成的酸性，但不会减少酸雨；⑤开发新能源，避免含S、N的氧化物大量排放，减少酸雨；能减少酸雨的措施有①③⑤，答案选C。 23．中国科学院官方微信提出灰霾中细颗粒物的成因，部分分析如图所示： (1)根据图示信息可以看出，下列气体污染物不是由工业燃煤造成的是 。 a．    b．    c．VOCs    d． (2)机动车尾气是污染源之一。汽车发动机废气稀燃控制系统主要工作原理如图所示，写出该过程中NO发生的主要反应的化学方程式 。 (3)科学家经过研究发现我国的灰霾呈中性，其主要原因如图所示： 请写出上述转化过程的离子方程式： 。 【答案】 d 【详解】(1)由图1可知，不是工业燃煤的主要排放物，答案选d； (2)由图2可知，该过程主要是NO被氧化的过程，化学方程式为； (3)由图3可知，被还原为HONO，被氧化为，反应的离子方程式为。 24．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明，浓硝酸能将一氧化氮氧化成二氧化氮，而稀硝酸不能氧化一氧化氮。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。 可选试剂：浓硝酸，稀硝酸，蒸馏水，浓硫酸，NaOH溶液。 已知：NaOH溶液不与一氧化氮反应，能与二氧化氮反应。 (1)做实验时应避免将有害气体排放到空气中，装置③④⑥中盛放的试剂依次是 、 、 。 (2)装置①中所发生反应的化学方程式是 。 (3)装置②的作用是 ，其中所发生反应的化学方程式是 。 (4)该小组得出结论所依据的实验现象是 。 【答案】(1) 3mol/L的稀硝酸 浓硝酸 NaOH溶液 (2) (3) 把NO2转化为NO (4)装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色 【分析】装置①中铜和浓硝酸反应制备NO2，装置②中二氧化氮和水反应把NO2转化为NO，根据装置特点和实验目的，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO 2 防止污染大气；因为要验证稀HNO 3 不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸； 要验证浓硝酸能将一氧化氮氧化成二氧化氮，④中盛放浓硝酸。 【详解】（1）浓硝酸能将一氧化氮氧化成二氧化氮，而稀硝酸不能氧化一氧化氮， NaOH溶液不与一氧化氮反应，能与二氧化氮发生反应 ，根据装置特点和实验目的，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO 2 防止污染大气；因为要验证稀HNO 3 不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸； 要验证浓硝酸能将一氧化氮氧化成二氧化氮，④中盛放浓硝酸； （2）装置①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，所发生反应的化学方程式是； （3）装置②的作用是用水把NO2转化为NO，所发生反应的化学方程式是； （4）NO通过稀HNO 3 溶液后，若无红棕色NO 2 产生，说明稀HNO 3 不能氧化NO，装置④中盛放的是浓HNO 3 ，若浓HNO 3 能氧化NO，则装置④液面的上方会产生红棕色NO2气体。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $