8.3 环境保护与绿色化学 讲义 -2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册
2026-04-07
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内容正文:
第三节 环境保护与绿色化学
知识1 化学与环境保护☆
项目
内容
化学与环境质量检测
(1)环境质量检测的主要任务:为控制和消除污染提供可靠的数据。
(2)环境质量检测的重要作用:进行环境质量评价和污染治理的基础。
化学与“三废”治理
(1)“三废”:废气、废水和废渣,简称“三废”,化学在“三废”治理方面发挥着重要的作用。
(2)认识大气污染物
①主要来源:除自然因素外,主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。
②主要危害:会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象,在太阳辐射等因素的作用下,经过复杂变化形成次生污染物(如下图)
次生污染物的形成示意图
(3)认识污水
①主要来源:a.工农业生产中产生的污水;b.生活中产生的污水。
②主要危害:任意排放会导致土壤和水体的污染。
③处理的方法:a.物理法、化学法和生物法等;b.化学法又分为中和法、氧化还原法、沉淀法等。
④处理的流程
流程
处理方法
除去物质
达到效果
一级处理
物理方法,采用格栅间、沉淀池等
除去污水中不溶解的污染物
一般达不到排放标准,通常作为预处理
二级处理
生物方法(又称微生物法)及某些化学方法
除去水中的可降解有机物等污染物
一般可以达到国家规定的排放标准
三级处理
化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等
对污水进行深度处理合净化
可用于绿化合景观用水
(4)认识固体废弃物
①治理的原则:应遵循无害化、减量化和资源化的原则。
②达到的目的:达到减少环境污染和资源回收利用的目的。
(5)实例分析
①废气的治理:含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些物质发生反应加以控制、消除和回收利用。
a.SO2的吸收常用如下方法:
b.NO2的吸收常用如下方法:
汽车尾气中的NO2比SO2的消除难度大,一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等的催化作用下使NO2还原,生成N2、CO2、H2O等无害物质。
CH4+2NO2N2+CO2+H2O (氧化还原反应)
4H2+2NO2N2+4H2O (置换反应、氧化还原反应)
8NH3+6NO27N2+12H2O (氧化还原反应)
②水体污染的特点
城市中:工业生产废水和生活污水的不当排放。
农村中:化肥的不合理施用。
· 例题
考点:二氧化硫的污染及治理
1.(2026•沧州一模)酸雨形成的示意图如图。下列说法中,不正确的是( )
A.汽车尾气是导致酸雨的原因之一
B.酸雨会使土壤、湖泊酸化
C.酸雨形成中不涉及氧化还原反应
D.燃煤中加入石灰石可防治酸雨
考点:“三废”处理与环境保护
2.(2025秋•汕头期末)微重力环境为研发新型技术提供重要平台,以下说法正确的是( )
A.观察锂枝晶生长全流程影像:锂离子的最高能级为2p
B.消除砷化镓晶体生长条纹:砷化镓(GaAs)中镓的化合价为﹣3
C.无容器钨合金熔化实验:钨合金的熔点高于钨
D.分析微重力对蛋白稳态影响:蛋白质属于生物大分子
考点:常见的生活环境的污染及治理
3.(2026•吉林校级模拟)为治理富营养化湖泊,项目组提出方案:投放可生物降解的高分子凝胶吸附磷酸盐,吸附后材料与藻类共沉淀,再打捞并资源化处理。评估方案的可行性时,化学工作者应优先提供的分析是( )
A.凝胶材料在湖水中降解速率及其最终产物的毒性分析
B.该路径的总经济成本与大型打捞船的工程难度分析
C.打捞作业对湖底沉积物的扰动及风险分析
D.湖中鱼类和鸟类对投放凝胶材料的行为反应分析
考点:酸雨及其防治
4.(2025秋•陕西月考)形成硫酸型酸雨的主要原因是( )
A.未经处理的工业废水的任意排放
B.大气中二氧化碳含量的增多
C.工业上含硫燃料燃烧释放SO2
D.氢能、风能、太阳能等的使用
考点:大气污染来源及危害
5.(2025春•银川校级期末)化学与科技、社会、环境密切相关。下列有关说法错误的是( )
A.NO2能形成酸雨,也能导致“光化学烟雾”
B.SO2可以用来漂白纸浆、增白食品等
C.硅氧四面体的特殊结构导致硅酸盐具有硬度高的特点
D.向煤中加入适量石灰石,可减少SO2对大气的污染
考点:大气污染的治理原理及方法
6.(2025秋•盐城月考)防治大气污染、打赢蓝天保卫战,下列做法不应该提倡的是( )
A.田间焚烧秸秆 B.开发使用清洁能源
C.积极鼓励植树造林 D.养成低碳生活习惯
考点:水体污染来源及危害
7.(2025秋•吉州区校级期末)重金属离子具有毒性,强碱性溶液不能直接排放到自然界中。实验室中有甲、乙两种废液,甲废液经化验呈碱性,主要有毒离子为Ba2+.如将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性明显降低,且可排放到自然界中。则乙废液中可能含有的离子是( )
A.K+和 B.Cu2+和Cl﹣
C.Cu2+和 D.Cu2+和
考点:处理污水的几种方法
8.(2025春•哈尔滨期末)践行绿水青山就是金山银山的发展理念,就要做好大气污染和水污染防治。
(1)为落实“污水共治”,某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:
①气体l中主要含有 。
②已知X是空气,通入过量X是否合理 (填是或否),理由是 ;NaNO2溶液综合处理含废水时,发生反应的离子方程式为 ;捕获剂所捕获的气体成分主要是 。
(2)为了提高汽车尾气中NOx的去除率,有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放,可以采用NSR(NOx储存还原)处理。其工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是 。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应的化学方程式为 。
③有人根据上述模拟过程认为,使用了催化反应器虽然能将NOx转化为N2,但从环保角度汽车仍然需要限行。请简述限行的理由: 。
考点:“白色污染”危害及防治
9.(2025•荣县校级开学)2023年国家发改委等部门印发《加快“以竹代塑”发展三年行动计划》。“①竹子资源丰富②竹子是可再生资源③竹子韧性好④能减少‘白色污染’⑤能减少碳排放”等表述中属于“以竹代塑”优势的有( )
A.只有①②⑤ B.只有②③④ C.只有③④⑤ D.①②③④⑤
考点:工业固体废弃物的处理
10.(2025•裕华区校级模拟)随着各类气体传感器的开发,废气监测越来越精细。废气I中含有碳氧化物、NO及少量SO2,不能达到排放标准,拟采用如图工艺进行回收处理,流程中两种废气吸收剂依次为Ca(OH)2和NaOH与水的混合物。下列说法正确的是( )
A.废渣中所含盐为C和S的最高价含氧酸对应的钙盐
B.向废气Ⅱ中通入空气的目的是将NO全部氧化为NO2
C.NH4Cl溶液与NaNO2溶液混合生成N2时,氧化剂和还原剂物质的量不相等
D.废气Ⅲ中所含气体X经回收可用作冶炼金属的氧化剂
知识2 绿色化学(green chemistry)☆
项目
内容
核心思想
绿色化学也称环境友好化学,核心思想是改变“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,实现从源头上减少或消除污染。
对化学反应的要求
绿色化学示意图
原子经济性反应
(1)是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,这时原子利用率为100%。其中:。
(2)绿色化学可用原子利用率来衡量,原子利用率越高,反应产生的废弃物就越少,对环境造成的污染也就越小。
两种生产环氧乙烷方法的比较
(1)方法一:
总反应:
方法二:
在方法一中,反应产物有三种,期中是期望的最终产物,CaCl2和H2O都不是,、CaCl2和H2O的相对分子质量依次为44、111和18,则原子利用率为
在方法二中,反应产物只有一种,它就是期望的最终产物,相对分子质量为44,则原子利用率为
(2)原子利用率为100%的反应类型有加成反应(加聚)反应和化合反应,这类反应中反应物的原子全部转化为期望的最终产物。
(3)原子利用率与产率不同。产率是指在化学反应中(尤其在可逆反应中),某种生成物的实际产量与理论产量的比值。
(4)绿色化学的思想对化学研究和化工生产提出了哪些新的挑战?
①在原料、溶剂的选择上提出了新要求。原料、溶剂要无毒无害,在起始端就采用实现污染预防的科学手段。
②在反应路线的选择上提出了新要求。开发应用“原子经济性”的反应路线,最大限度地利用反应物分子中的每一个原子,充分利用资源,实现废物的零排放。
③在反应条件的选择上提出了新要求。生产过程应尽量在温和的温度和压力下进行,节约能源,寻找新型、高效、对环境友好、可回收、高选择性的催化剂。
④在资源和能源的选择上提出了新要求。绿色化学要求充分利用可再生能源,合理利用资源和能源,降低生产成本,使之复合可持续发展的理念。
开发和利用自然资源
遵循减量化(reduce)、再利用(reuse)和再循环(recycle)的原子,践行绿色发展理念,保护生态环境。
· 例题
考点:绿色化学
11.(2026•黄州区模拟)下列说法错误的是( )
A.绿色化学的核心思想是利用化学原理和技术手段从源头减少或消除环境污染
B.氯化镁、硫酸钙等能使豆浆中的蛋白质变性,是制作豆腐常用的凝固剂
C.大多数离子液体在常温下呈液体,主要是因为其离子的体积大,离子键强度小
D.聚丙烯酸钠树脂具有强大的吸水和保水能力是由于—COONa具有强亲水性
考点:使用化石燃料的利弊及新能源的开发
12.(2026•海口校级二模)我国在新能源领域发展迅速,下列发电方式中,所依赖的能源不属于可再生能源的是( )
A.生物质能发电 B.太阳能发电
C.核裂变发电 D.风能发电
· 高考真题
考点:二氧化硫的污染及治理
1.(2023•浙江)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如图流程脱除或利用。
已知:
请回答:
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2,可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式 。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2,通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是 。
A.燃煤中的有机硫主要呈正价
B.化合物A具有酸性
C.化合物A是一种无机酸酯
D.工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4吸收
②一定压强下,化合物A的沸点低于硫酸的原因是 。
(3)设计实验验证化合物A中含有S元素 ;写出实验过程中涉及的反应方程式 。
考点:常见的食品添加剂的组成、性质和作用
2.(2025•安徽)下列有关物质用途的说法错误的是( )
A.生石灰可用作脱氧剂
B.硫酸铝可用作净水剂
C.碳酸氢铵可用作食品膨松剂
D.苯甲酸及其钠盐可用作食品防腐剂
考点:“三废”处理与环境保护
3.(2023•北京)回收利用工业废气中的CO2和SO2,实验原理示意图如图。
下列说法不正确的是( )
A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
B.装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D.装置b中的总反应为CO2+H2OHCOOH
考点:常见的生活环境的污染及治理
4.(2025•海南)化学为实现社会可持续发展贡献巨大。下列说法错误的是( )
A.以竹代塑,可减少白色污染
B.使用人工合成杀虫剂,对环境无影响
C.无纸化办公,可减少人工合成油墨的使用
D.使用无磷洗涤剂,可减少水体污染
考点:使用化石燃料的利弊及新能源的开发
5.(2025•海南)我国发电量及用电规模久居世界第一。以下不属于绿电的是( )
A.火力发电 B.光伏发电 C.水力发电 D.风力发电
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第三节 环境保护与绿色化学
知识1 化学与环境保护☆
项目
内容
化学与环境质量检测
(1)环境质量检测的主要任务:为控制和消除污染提供可靠的数据。
(2)环境质量检测的重要作用:进行环境质量评价和污染治理的基础。
化学与“三废”治理
(1)“三废”:废气、废水和废渣,简称“三废”,化学在“三废”治理方面发挥着重要的作用。
(2)认识大气污染物
①主要来源:除自然因素外,主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。
②主要危害:会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象,在太阳辐射等因素的作用下,经过复杂变化形成次生污染物(如下图)
次生污染物的形成示意图
(3)认识污水
①主要来源:a.工农业生产中产生的污水;b.生活中产生的污水。
②主要危害:任意排放会导致土壤和水体的污染。
③处理的方法:a.物理法、化学法和生物法等;b.化学法又分为中和法、氧化还原法、沉淀法等。
④处理的流程
流程
处理方法
除去物质
达到效果
一级处理
物理方法,采用格栅间、沉淀池等
除去污水中不溶解的污染物
一般达不到排放标准,通常作为预处理
二级处理
生物方法(又称微生物法)及某些化学方法
除去水中的可降解有机物等污染物
一般可以达到国家规定的排放标准
三级处理
化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等
对污水进行深度处理合净化
可用于绿化合景观用水
(4)认识固体废弃物
①治理的原则:应遵循无害化、减量化和资源化的原则。
②达到的目的:达到减少环境污染和资源回收利用的目的。
(5)实例分析
①废气的治理:含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些物质发生反应加以控制、消除和回收利用。
a.SO2的吸收常用如下方法:
b.NO2的吸收常用如下方法:
汽车尾气中的NO2比SO2的消除难度大,一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等的催化作用下使NO2还原,生成N2、CO2、H2O等无害物质。
CH4+2NO2N2+CO2+H2O (氧化还原反应)
4H2+2NO2N2+4H2O (置换反应、氧化还原反应)
8NH3+6NO27N2+12H2O (氧化还原反应)
②水体污染的特点
城市中:工业生产废水和生活污水的不当排放。
农村中:化肥的不合理施用。
· 例题
考点:二氧化硫的污染及治理
1.(2026•沧州一模)酸雨形成的示意图如图。下列说法中,不正确的是( )
A.汽车尾气是导致酸雨的原因之一
B.酸雨会使土壤、湖泊酸化
C.酸雨形成中不涉及氧化还原反应
D.燃煤中加入石灰石可防治酸雨
【解答】解:A.汽车尾气中含有二氧化硫和氮氧化物,二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要物质,所以汽车尾气是形成酸雨的原因之一,故A正确;
B.酸雨具有酸性,能腐蚀碳酸盐、硅酸盐建造的建筑物,能破坏农作物的生长环境,落入土壤、湖泊使土壤、湖泊酸化,故B正确;
C.图中分析可知,硫酸型酸雨形成是含硫燃料燃烧生成二氧化硫,二氧化硫被氧化为三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸,其中生成二氧化硫、三氧化硫的反应是氧化还原反应,2SO2+O2=2SO3是氧化还原反应,氮氧化物二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,发生的是氧化还原反应,酸雨形成中涉及氧化还原反应,故C错误;
D.煤燃烧产物中含二氧化硫,加入石灰石后将S元素转化为硫酸钙,减少二氧化硫的排放,则燃煤中加入石灰石可起到脱硫作用,故D正确;
故选:C。
考点:“三废”处理与环境保护
2.(2025秋•汕头期末)微重力环境为研发新型技术提供重要平台,以下说法正确的是( )
A.观察锂枝晶生长全流程影像:锂离子的最高能级为2p
B.消除砷化镓晶体生长条纹:砷化镓(GaAs)中镓的化合价为﹣3
C.无容器钨合金熔化实验:钨合金的熔点高于钨
D.分析微重力对蛋白稳态影响:蛋白质属于生物大分子
【解答】解:A.锂离子的电子排布为1s2,最高能级为1s,而非2p(2p能级为空),故A错误;
B.砷化镓(GaAs)中,镓(Ga)为第IIIA族元素,Ga的化合价为+3;砷(As)为第ⅤA族元素,As的化合价为﹣3,故B错误;
C.钨合金的熔点应低于纯钨(熔点约3422℃),故C错误;
D.蛋白质是由氨基酸通过肽键连接形成的高分子化合物,分子量巨大,属于生物大分子范畴,故D正确;
故选:D。
考点:常见的生活环境的污染及治理
3.(2026•吉林校级模拟)为治理富营养化湖泊,项目组提出方案:投放可生物降解的高分子凝胶吸附磷酸盐,吸附后材料与藻类共沉淀,再打捞并资源化处理。评估方案的可行性时,化学工作者应优先提供的分析是( )
A.凝胶材料在湖水中降解速率及其最终产物的毒性分析
B.该路径的总经济成本与大型打捞船的工程难度分析
C.打捞作业对湖底沉积物的扰动及风险分析
D.湖中鱼类和鸟类对投放凝胶材料的行为反应分析
【解答】解:A.投放的凝胶材料涉及材料的化学性质(降解速率)和环境影响(产物毒性),是化学工作者评估方案安全性和可行性的核心内容,故A正确;
B.该路径的经济成本和工程难度属于工程管理或经济学范畴,非化学工作者的优先分析点,故B错误;
C.打捞作业对湖底沉积物的扰动和风险分析更偏向环境工程或生态学,化学工作者可能参与但非优先职责,故C错误;
D.湖中鱼类和鸟类对投放凝胶材料的行为反应分析属于生态学或动物行为学领域,非化学工作者的专业重点,故D错误;
故选:A。
考点:酸雨及其防治
4.(2025秋•陕西月考)形成硫酸型酸雨的主要原因是( )
A.未经处理的工业废水的任意排放
B.大气中二氧化碳含量的增多
C.工业上含硫燃料燃烧释放SO2
D.氢能、风能、太阳能等的使用
【解答】解:A.工业废水排放主要导致水体污染,与硫酸型酸雨无直接关联,故A错误;
B.大气中二氧化碳含量增多,会导致温室效应的发生,与硫酸型酸雨无关,故B错误;
C.含硫燃料燃烧释放二氧化硫,经氧化生成硫酸,是硫酸型酸雨的主因,故C正确;
D.氢能、风能、太阳能等清洁能源的使用,可减少污染物排放,不会导致酸雨,故D错误;
故选:C。
考点:大气污染来源及危害
5.(2025春•银川校级期末)化学与科技、社会、环境密切相关。下列有关说法错误的是( )
A.NO2能形成酸雨,也能导致“光化学烟雾”
B.SO2可以用来漂白纸浆、增白食品等
C.硅氧四面体的特殊结构导致硅酸盐具有硬度高的特点
D.向煤中加入适量石灰石,可减少SO2对大气的污染
【解答】解:A.二氧化氮能形成酸雨和光化学烟雾,故A正确;
B.二氧化硫有毒,不能用于食品漂白,故B错误;
C.硅酸盐中,Si和O构成了硅氧四面体,致使硅酸盐材料大多具有硬度大、熔点高的性质,故C正确;
D.向煤中加入适量石灰石,发生反应:CaO+SO2═CaSO3、2CaSO3+O2═2CaSO4,可减少SO2对大气的污染,故D正确;
故选:B。
考点:大气污染的治理原理及方法
6.(2025秋•盐城月考)防治大气污染、打赢蓝天保卫战,下列做法不应该提倡的是( )
A.田间焚烧秸秆 B.开发使用清洁能源
C.积极鼓励植树造林 D.养成低碳生活习惯
【解答】解:A.田间焚烧秸秆导致产生大量灰尘等颗粒污染物,引发雾霾等环境污染,应禁止,故A错误;
B.开发使用清洁能源,减少化石能源的燃烧,可以减少灰尘等空气污染物排放,有利于空气保护,故B正确;
C.积极鼓励植树造林,可以吸收空气中部分污染物,有利于环境保护,故C正确;
D.养成低碳生活习惯,能够减少环境污染的排放,有利于环境保护,故D正确;
故选:A。
考点:水体污染来源及危害
7.(2025秋•吉州区校级期末)重金属离子具有毒性,强碱性溶液不能直接排放到自然界中。实验室中有甲、乙两种废液,甲废液经化验呈碱性,主要有毒离子为Ba2+.如将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性明显降低,且可排放到自然界中。则乙废液中可能含有的离子是( )
A.K+和 B.Cu2+和Cl﹣
C.Cu2+和 D.Cu2+和
【解答】解:甲废液经化验呈碱性,则溶液中含有OH﹣,主要有毒离子为Ba2+,
将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性明显降低,则甲乙发生反应使重金属离子生成沉淀,
则乙中应含有,发生反应为:Ba2+BaSO4↓,
乙中的重金属离子与甲中的OH﹣反应生成沉淀,根据选项中离子的性质可知,只有C符合,发生反应为:2OH﹣+Cu2+=Cu(OH)2↓,
故选:C。
考点:处理污水的几种方法
8.(2025春•哈尔滨期末)践行绿水青山就是金山银山的发展理念,就要做好大气污染和水污染防治。
(1)为落实“污水共治”,某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:
①气体l中主要含有 N2、NO、CO 。
②已知X是空气,通入过量X是否合理 否 (填是或否),理由是 会使部分NO最终转化为NaNO3,降低含废水的处理效果 ;NaNO2溶液综合处理含废水时,发生反应的离子方程式为 N2↑+2H2O ;捕获剂所捕获的气体成分主要是 CO 。
(2)为了提高汽车尾气中NOx的去除率,有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放,可以采用NSR(NOx储存还原)处理。其工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是 BaO 。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应的化学方程式为 8H2+Ba(NO3)2=BaO+2NH3+5H2O 。
③有人根据上述模拟过程认为,使用了催化反应器虽然能将NOx转化为N2,但从环保角度汽车仍然需要限行。请简述限行的理由: 催化剂的使用增加了NH3的排放,对环境产生污染 。
【解答】解:(1)①由分析可知,气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO,故答案为:N2、NO、CO;
②气体1通入气体X,用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2,X可为空气,但不能过量,否则得到硝酸钠,NaNO2溶液综合处理含废水时,发生反应的离子方程式为N2↑+2H2O;捕获剂所捕获的气体成分主要是CO,
故答案为:否;会使部分NO最终转化为NaNO3,降低含废水的处理效果;N2↑+2H2O;CO;
(2)①由图示可知BaO和NOx反应生成Ba(NO3)2,Ba(NO3)2再还原为N2,则储存NOx的物质为BaO,
故答案为:BaO;
②第一步反应中H2被氧化生成水,化合价由0价升高到+1价,Ba(NO3)2的N元素化合价由+5价降低到﹣3价,生成氨气,反应的方程式为8H2+Ba(NO3)2=BaO+2NH3+5H2O,
故答案为:8H2+Ba(NO3)2=BaO+2NH3+5H2O;
③催化剂的使用增加氨气的排放,对环境有污染,故答案为:催化剂的使用增加了NH3的排放,对环境产生污染。
考点:“白色污染”危害及防治
9.(2025•荣县校级开学)2023年国家发改委等部门印发《加快“以竹代塑”发展三年行动计划》。“①竹子资源丰富②竹子是可再生资源③竹子韧性好④能减少‘白色污染’⑤能减少碳排放”等表述中属于“以竹代塑”优势的有( )
A.只有①②⑤ B.只有②③④ C.只有③④⑤ D.①②③④⑤
【解答】解:①我国地大物博,竹子资源丰富,故①正确;
②竹子在自然界可自燃生长,是可再生资源,故②正确;
③竹子具有韧性好的特点,故③正确;
④竹子韧性好,使其可以替代塑料用于某些产品,“以竹代塑”可以减少塑料的使用,能减少“白色污染”,故④正确;
⑤“以竹代塑”能减少碳排放,故⑤正确;
故选:D。
考点:工业固体废弃物的处理
10.(2025•裕华区校级模拟)随着各类气体传感器的开发,废气监测越来越精细。废气I中含有碳氧化物、NO及少量SO2,不能达到排放标准,拟采用如图工艺进行回收处理,流程中两种废气吸收剂依次为Ca(OH)2和NaOH与水的混合物。下列说法正确的是( )
A.废渣中所含盐为C和S的最高价含氧酸对应的钙盐
B.向废气Ⅱ中通入空气的目的是将NO全部氧化为NO2
C.NH4Cl溶液与NaNO2溶液混合生成N2时,氧化剂和还原剂物质的量不相等
D.废气Ⅲ中所含气体X经回收可用作冶炼金属的氧化剂
【解答】解:A.废渣为CaCO3和CaSO3,CaCO3为C的最高价含氧酸对应的该盐,CaSO3中S的化合价为+4价,不是最高价含氧酸盐,故A错误;
B.NO不能与NaOH反应,因此通入空气的目的是将NO全部氧化为NO2,便于用NaOH吸收NO2,故B正确;
C.NH4Cl中N由﹣3价→0价,化合价升高3价,NaNO2中N由+3价→0价,化合价降低3价,由得失电子数目守恒,可知氧化剂NaNO2与NH4Cl还原剂的物质的量相等,故C错误;
D.由上述分析可知,气体X为CO,CO可用作冶炼金属中的还原剂,故D错误;
故选:B。
知识2 绿色化学(green chemistry)☆
项目
内容
核心思想
绿色化学也称环境友好化学,核心思想是改变“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,实现从源头上减少或消除污染。
对化学反应的要求
绿色化学示意图
原子经济性反应
(1)是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,这时原子利用率为100%。其中:。
(2)绿色化学可用原子利用率来衡量,原子利用率越高,反应产生的废弃物就越少,对环境造成的污染也就越小。
两种生产环氧乙烷方法的比较
(1)方法一:
总反应:
方法二:
在方法一中,反应产物有三种,期中是期望的最终产物,CaCl2和H2O都不是,、CaCl2和H2O的相对分子质量依次为44、111和18,则原子利用率为
在方法二中,反应产物只有一种,它就是期望的最终产物,相对分子质量为44,则原子利用率为
(2)原子利用率为100%的反应类型有加成反应(加聚)反应和化合反应,这类反应中反应物的原子全部转化为期望的最终产物。
(3)原子利用率与产率不同。产率是指在化学反应中(尤其在可逆反应中),某种生成物的实际产量与理论产量的比值。
(4)绿色化学的思想对化学研究和化工生产提出了哪些新的挑战?
①在原料、溶剂的选择上提出了新要求。原料、溶剂要无毒无害,在起始端就采用实现污染预防的科学手段。
②在反应路线的选择上提出了新要求。开发应用“原子经济性”的反应路线,最大限度地利用反应物分子中的每一个原子,充分利用资源,实现废物的零排放。
③在反应条件的选择上提出了新要求。生产过程应尽量在温和的温度和压力下进行,节约能源,寻找新型、高效、对环境友好、可回收、高选择性的催化剂。
④在资源和能源的选择上提出了新要求。绿色化学要求充分利用可再生能源,合理利用资源和能源,降低生产成本,使之复合可持续发展的理念。
开发和利用自然资源
遵循减量化(reduce)、再利用(reuse)和再循环(recycle)的原子,践行绿色发展理念,保护生态环境。
· 例题
考点:绿色化学
11.(2026•黄州区模拟)下列说法错误的是( )
A.绿色化学的核心思想是利用化学原理和技术手段从源头减少或消除环境污染
B.氯化镁、硫酸钙等能使豆浆中的蛋白质变性,是制作豆腐常用的凝固剂
C.大多数离子液体在常温下呈液体,主要是因为其离子的体积大,离子键强度小
D.聚丙烯酸钠树脂具有强大的吸水和保水能力是由于—COONa具有强亲水性
【解答】解:A.利用化学原理和技术手段可以从源头减少或消除环境污染,实现绿色化学的核心思想,不能先污染后治理,故A正确;
B.氯化镁、硫酸钙等能使豆浆中的蛋白质聚沉,是制作豆腐常用的凝固剂,故B错误;
C.离子液体的熔沸点与其中离子键的强弱有关,离子液体中阴、阳离子体积大,离子键强度小,所以呈液态,故C正确;
D.超高分子量聚丙烯酸钠中的—COONa基团具有强亲水性,能结合大量水分子,因此材料具有强大的吸水和保水能力,事实与解释相符,故D正确;
故选:B。
考点:使用化石燃料的利弊及新能源的开发
12.(2026•海口校级二模)我国在新能源领域发展迅速,下列发电方式中,所依赖的能源不属于可再生能源的是( )
A.生物质能发电 B.太阳能发电
C.核裂变发电 D.风能发电
【解答】解:A.生物质能发电利用植物、动物粪便等有机物质,可通过自然循环再生,属于可再生能源,故A正确;
B.太阳能发电依赖太阳辐射能,可持续利用,属于可再生能源,故B正确;
C.核裂变发电依赖铀、钚等放射性元素,其储量有限且不可再生,属于不可再生能源,故C错误;
D.风能发电利用大气运动产生的动能,由太阳能转化而来,属于可再生能源,故D正确;
故选:C。
· 高考真题
考点:二氧化硫的污染及治理
1.(2023•浙江)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如图流程脱除或利用。
已知:
请回答:
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2,可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式 2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2 。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2,通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是 BCD 。
A.燃煤中的有机硫主要呈正价 B.化合物A具有酸性
C.化合物A是一种无机酸酯 D.工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4吸收
②一定压强下,化合物A的沸点低于硫酸的原因是 硫酸分子能形成更多的分子间氢键 。
(3)设计实验验证化合物A中含有S元素 取化合物A加入足量NaOH溶液,反应完全后加入稀盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀,说明A中含有S元素 ;写出实验过程中涉及的反应方程式 HCl+NaOH=NaCl+H2O、+2NaOH=Na2SO4+CH3OH+H2O、Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓ 。
【解答】解:(1)高温条件下,CaCO3和O2、SO2反应生成CaSO4和CO2,根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2,
故答案为:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2;
(2)①A.燃煤中电负性S比C、H元素的电负性大,化合物中电负性较大的元素显负化合价,所以燃煤中的有机硫主要呈负价,故A错误;
B.化合物A中羟基能电离出氢离子,所以化合物A具有酸性,故B正确;
C.化合物A中类似于酯基,为硫酸和甲醇形成的酯,所以化合物A是一种无机酸酯,故C正确;
D.浓硫酸吸收SO3可用于制取发烟硫酸,所以工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4吸收,故D正确;
故答案为:BCD;
②一定压强下,能形成分子间氢键的物质熔沸点较高,且形成的分子间氢键个数越多,其熔沸点越高,A中含有1个羟基、硫酸分子中含有2个羟基,硫酸分子形成的分子间氢键个数大于A形成的分子间氢键个数,所以化合物A的沸点低于硫酸,
故答案为:硫酸分子能形成更多的分子间氢键;
(3)要验证化合物A中含有S元素,应该将S元素转化为,然后用盐酸酸化的BaCl2溶液检验,其检验方法为:取化合物A加入足量NaOH溶液,反应完全后加入稀盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀,说明A中含有S元素;涉及的方程式为HCl+NaOH=NaCl+H2O、+2NaOH=Na2SO4+CH3OH+H2O、Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓,
故答案为:取化合物A加入足量NaOH溶液,反应完全后加入稀盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀,说明A中含有S元素;HCl+NaOH=NaCl+H2O、2NaOH+=Na2SO4+CH3OH+H2O、Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓。
考点:常见的食品添加剂的组成、性质和作用
2.(2025•安徽)下列有关物质用途的说法错误的是( )
A.生石灰可用作脱氧剂
B.硫酸铝可用作净水剂
C.碳酸氢铵可用作食品膨松剂
D.苯甲酸及其钠盐可用作食品防腐剂
【解答】解:A.生石灰能与水反应,可作干燥剂,不能与氧气反应,不能作脱氧剂,故A错误;
B.硫酸铝电离出的Al3+,在水溶液中能够发生水解生成具有吸附性的Al(OH)3胶体,可以通过吸附作用可用于去除污水中的细小悬浮物,故B正确;
C.加热条件下,碳酸氢铵分解生成二氧化碳气体等,能使面团松软多孔,可用作食品膨松剂,故C正确;
D.苯甲酸及苯甲酸钠均是常用的食品防腐剂,能延长食品的保质期,故D正确;
故选:A。
考点:“三废”处理与环境保护
3.(2023•北京)回收利用工业废气中的CO2和SO2,实验原理示意图如图。
下列说法不正确的是( )
A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
B.装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D.装置b中的总反应为CO2+H2OHCOOH
【解答】解:A.SO2是形成酸雨的主要成分,所以废气中SO2排放到大气中会形成酸雨,故A正确;
B.水解导致溶液呈碱性、电离导致溶液呈酸性,装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度,故B正确;
C.NaHCO3溶液能和SO2反应但不能和CO2反应,所以NaHCO3溶液不能吸收CO2,故C错误;
D.装置b中阳极2e﹣+2OH﹣H2O,阴极反应式为CO2+2e﹣+2H+=HCOOH,在得失电子相等的条件下将阴阳电极反应式相加即得总反应式为CO2+H2OHCOOH,故D正确;
故选:C。
考点:常见的生活环境的污染及治理
4.(2025•海南)化学为实现社会可持续发展贡献巨大。下列说法错误的是( )
A.以竹代塑,可减少白色污染
B.使用人工合成杀虫剂,对环境无影响
C.无纸化办公,可减少人工合成油墨的使用
D.使用无磷洗涤剂,可减少水体污染
【解答】解:A.竹子的成分为纤维素,可以降解;塑料难降解,所以以竹代塑,可减少白色污染,故A正确;
B.使用人工合成杀虫剂,能够对环境产物污染,故B错误;
C.无纸化办公,可以减少纸张和油墨的使用,有助于保护环境,故C正确;
D.含磷洗衣粉易造成水体的富营养化,所以使用无磷洗涤剂,可减少水体污染,故D正确;
故选:B。
考点:使用化石燃料的利弊及新能源的开发
5.(2025•海南)我国发电量及用电规模久居世界第一。以下不属于绿电的是( )
A.火力发电 B.光伏发电 C.水力发电 D.风力发电
【解答】解:A.火力发电主要通过燃烧煤炭等化石燃料产生电力,会产生大量二氧化碳等污染物,不属于绿电,故A错误;
B.光伏发电是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能,属于清洁能源,故B正确;
C.水力发电是利用水的动能和势能发电,属于清洁能源,故C正确;
D.风力发电是利用风能发电,属于清洁能源,故D正确;
故选:A。
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