2022年高考化學一輪復習 專題講座四 環(huán)境保護與綠色化學

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1、2022年高考化學一輪復習 專題講座四 環(huán)境保護與綠色化學 [考綱要求]　1.了解氮氧化物、二氧化硫等污染物的來源、性質和危害，體會化學對環(huán)境保護的重要意義。2.了解化工生產過程中產生的“三廢”對環(huán)境的危害，樹立綠色化學的觀念。3.原子經濟性的概念和原子利用率的計算。 一、環(huán)境污染及其防治 1．空氣污染 空氣污染物通常指以氣態(tài)形式進入近地面或低層大氣環(huán)境的外來物質。如氮氧化物、硫氧化物和碳氧化物以及飄塵、懸浮顆粒等，有時還包括甲醛、氡以及各種有機溶劑，其對人體或生態(tài)系統(tǒng)具有不良效應?？諝馕廴疚镏饕校阂谎趸?CO)、氮氧化合物(NOx)、碳氫化合物、硫氧化物和顆粒物(PM)等。

2、 大氣污染的具體表現(xiàn)主要有：形成酸雨、酸霧；臭氧層空洞；光化學煙霧；室內空氣污染(指家用燃料的燃燒、烹調、吸煙產生的CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各種建筑材料和裝飾材料釋放出的甲醛、苯等有機物造成的污染等，其中CO與血紅蛋白作用會使血液失去輸氧能力，導致CO中毒)。 霧霾——霧和霾的統(tǒng)稱?？諝庵械幕覊m、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾。二氧化硫、氮氧化物以及顆粒物(PM)這三項是霧霾主要污染物，前兩者為氣態(tài)污染物，最后一項顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍首。 2．水體污染 是指過量有害物質進入水中造成的污染。導致水體污染的物質主要有兩大類，一類是重金屬污染，

3、如重金屬Hg、Cd、Pb、Cr等進入水中形成的污染，這些重金屬主要來自于化工、冶金、電子、電鍍等排放的工業(yè)廢水。另一類是植物營養(yǎng)物質污染：水中高濃度的N、P等植物營養(yǎng)物質，導致水體富營養(yǎng)化而形成的污染。它主要是由進入水中腐爛的含蛋白質的物質、含磷洗滌劑及大量使用磷肥造成的。 3．固體廢棄物造成的污染 主要是指生活垃圾、工業(yè)廢料隨意堆放造成的污染，目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及廢舊電池造成的重金屬污染。垃圾污染范圍廣泛，對環(huán)境及生物的不良影響途徑多樣。 4．環(huán)境保護的措施 (1)工業(yè)廢氣攜帶顆粒物的回收利用。 (2)工業(yè)、生活污水經處理達標后排放，限制使用含磷洗滌劑。

4、(3)回收、限制難降解塑料，研制可降解塑料。 深度思考 當今環(huán)境污染存在以下幾方面問題：(用物質化學式或元素名稱填寫相關原因) (1)酸雨——形成原因主要是____和__________。 (2)光化學煙霧——主要是__________、碳氫化合物造成的。 (3)臭氧空洞——主要是________、氮氧化合物等的排放引起的。 (4)溫室效應——主要是由于大氣中____等的含量的不斷增加造成的。 (5)白色污染——______等難降解塑料的大量使用。 (6)赤潮——含__洗衣粉的大量使用，工、農業(yè)及城市生活污水的任意排放。 答案　(1)SO2　氮氧化合物　(2)氮氧化合物 (

5、3)氟氯代烷 (4)CO2　(5)聚乙稀　(6)磷 題組一　臭氧層空洞 1．大氣平流層中O2吸收紫外線可變成臭氧(O3)，而冰箱中的制冷劑氟里昂在紫外線作用下分解出氯原子，氯原子能加速臭氧的分解，從而破壞平流層中的臭氧層。同樣超音速飛機的尾氣及發(fā)動機尾氣中的NO也能加快O3的分解，反應式如下：NO＋O3===NO2＋2O；NO2＋O===NO＋O2。請你寫出總的反應式： ______________；其中NO的作用是______________和____________。 答案　O3O2＋O　還原劑　催化劑 解析　通過化學反應方程式的加和可以得到總的反應式：O3O2＋O。通過第一

6、個反應式可知NO作還原劑，由總反應式可知NO作催化劑。 題組二 　水源污染(富營養(yǎng)化) 2．工、農業(yè)及城市生活污水中含磷。家用洗滌劑是污水中磷的一個重要來源(洗滌劑中含有磷酸鈉)。關于處理污水時要不要除去磷的說法正確的是(　　) A．磷是生物所需的營養(yǎng)元素，不必除去 B．含磷的污水是很好的肥料，不必除去 C．含磷污水排到自然水中引起藻類增殖，使水變質，必須除去 D．磷對人無毒，除去與否都無關緊要 答案　C 解析　含磷的污水是水污染的重要來源之一，這種富含營養(yǎng)元素(N、P等)的污水排入自然水中，會使水中微生物和藻類大量繁殖、生成、腐敗，從而使水中的溶解氧大量減少，引起水中生物死亡

7、、水質惡化，降低了水的使用價值。 3．赤潮：我國沿海出現(xiàn)了大面積赤潮，赤潮是紅藻、藍藻等在較短時間內大量繁殖形成的，它造成的嚴重后果是____________________。赤潮是水體富營養(yǎng)化的結果，主要是因為__________________等，使水中含有大量的______________元素對應的離子。為了防止水污染，我國許多地區(qū)已經對洗衣粉的成分加以限制，不得再銷售含有______________(填選項字母)的洗衣粉。 A．硅酸鈉 B．烷基苯磺酸鈉 C．三聚磷酸鈉 D．蛋白質 答案　藻類消耗水中的溶解氧，造成水質惡化和魚類死亡 濫用氮肥、磷肥、農藥和城鎮(zhèn)廢水任意排放　

8、氮、磷　C 題組三　酸雨形成及治理 4．自然界“酸雨”形成的原因主要是(　　) A．未經處理的工業(yè)廢水的任意排放 B．大氣中二氧化碳含量增多 C．工業(yè)上大量燃燒含硫的燃料和金屬礦石的冶煉 D．汽車排放的尾氣和燃料不完全燃燒產生的氣體 答案　C 解析　自然界中的酸雨主要是硫酸型酸雨，這是由于大氣中SO2和SO3含量過高造成的，形成這種情況的主要原因是工業(yè)上大量燃燒含硫的燃料和金屬礦石的冶煉，汽車尾氣的排放不是主要原因。 5．某研究性學習小組計劃研究當?shù)厮嵊甑男纬蛇^程，于是取來雨水作水樣進行測定，隨時間的推移，多次測定該樣品的pH，得到如下數(shù)據(jù)： 時間(h) 開始 8

9、16 24 32 40 48 pH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0 (1)雨水樣品放置時pH變化的主要原因為________________________________________ (用化學方程式表示)。由此可以得出酸雨的形成過程可能是________________________。 (2)如果將剛取樣的上述雨水和自來水相混合，pH將________(填“增大”、“減小”或“不變”)，原因是_______________________________________________________________， 二氧化硫表

10、現(xiàn)________性。 答案　(1)2H2SO3＋O2===2H2SO4　雨水溶解二氧化硫生成亞硫酸，亞硫酸又被空氣中的氧氣氧化為硫酸，降落下來形成酸雨 (2)減小　自來水中的氯氣(或次氯酸)把亞硫酸氧化成硫酸　還原 6．SO2主要來自于硫酸工廠的廢氣和含硫礦物的燃燒。 (1)若用Na2SO3溶液來吸收工廠的SO2尾氣，加熱吸收液可獲得高濃度的NaHSO3，變廢為寶。寫出主要的化學方程式：______________________________________________________ __________________________________________

11、______________________________。 (2)為除去燃料中的硫，可采用如圖脫硫工藝。寫出主要的化學方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)SO2＋H2O＋Na2SO32NaHSO3 (2)CaO ＋SO2CaSO3,2CaSO3＋O22CaSO4 題組四　汽車尾氣 7．汽車尾氣(含有烴類、

12、CO、SO2與NO等物質)是城市空氣的污染源之一。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)。它的特點是使CO和NO反應，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉化。 (1)寫出一氧化碳與一氧化氮反應的化學方程式_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)“催化轉換器”的缺點是在一定程度上提高空氣的酸度，其原因是______________

13、_____ _____________________________________________________。 (3)控制城市空氣污染源的方法可以有______(填字母)。 A．開發(fā)氫能源 B．使用電動車 C．植樹造林 D．戴上呼吸面具 答案　(1)2CO＋2NON2＋2CO2 (2)SO2轉化成SO3，SO3遇水生成硫酸 (3)ABC 二、綠色化學 1．綠色化學有關概念 (1)核心：利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學”、“環(huán)境友好化學”、“清潔化學”。 綠色化學的理想在于不再使用有毒有害的物質，不再產生廢物，不

14、再處理廢物，這是一門從源頭上減少或消除污染的化學。 (2)綠色化學的研究主要圍繞化學反應、原料、催化劑、溶劑和產品的綠色化開展的，因此化學反應及其產物具有以下特征： a．采用無毒、無害的原料； b．在無毒、無害的條件(包括催化劑、溶劑)下進行； c．產品應該是環(huán)境友好的； d．具有“原子經濟性”，即反應具有高選擇性、極少副產物，甚至實現(xiàn)“零排放”。此外，它還應當滿足“物美價廉”的傳統(tǒng)標準。 2．原子經濟性 原子經濟性在化學合成特別是有機合成中非常重要，在合成反應中減少廢物的關鍵是提高選擇性問題，即選擇最佳反應途徑，使反應物原子盡可能多地轉化成產物原子，最大限度地減少副產物，才會真

15、正減少廢物的生成。美國著名有機化學家B.M.Trost在1991年首先提出“原子經濟性”的概念：認為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子，使之結合到目標分子中(如完全的加成反應：A＋B===C)，達到零排放。原子經濟性可用原子利用率來衡量，其定義可表示為原子利用率＝×100%。 經濟性的反應有兩個顯著優(yōu)點：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地減少了廢物的排放。 1．工業(yè)上合成氨的原料之一為氫氣，其來源之一是利用石油氣的有關成分如丙烷(C3H8)制取。以下途徑，假設反應都能進行，從經濟效益考慮最合理的反應是(　　) A．C3H83C＋4H2 B．C3H8C3H6＋H

16、2 C．C3H8＋6H2O3CO2＋10H2 D．2H2O2H2↑＋O2↑ 答案　C 2.在“綠色化學工藝”中，理想狀態(tài)是原子利用率為100%。在用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3的過程中，欲使原子利用率達到最高，還需要其他的反應物有( ) A.CO和CH3OH B.CO2和H2O C.H2和CO2 D.CH3OH和H2 解析 從原子守恒和綠色化學的思想出發(fā)：CH3C≡CH＋其他的反應物―→CH2===C(CH3)COOCH3，則其他的反應物的原子組成為C2H4O2，只有選項A中的物質按等物質的量混合符合題意。 答案 A 3．“綠色

17、化學”又稱環(huán)境無公害化學，下列敘述符合“綠色化學”原則的是(　　) A．綠色化學的核心是利用化學原理對工業(yè)生產造成的環(huán)境污染進行治理 B．大量用純液態(tài)有機物代替水作溶劑 C．研制新型殺蟲劑，使它只對目標昆蟲有毒殺作用而對其他昆蟲無害 D．工業(yè)上用廢銅制取膽礬CuSO4·5H2O： 　2Cu＋O2＋2H2SO4(稀)＋8H2O2CuSO4·5H2O 答案　D 解析　“綠色化學”要求從源頭上減少和消除工業(yè)生產對環(huán)境的污染，不產生廢棄物，原子利用率為100%，A項錯；純液態(tài)有機溶劑一般有毒，代替水作溶劑，會加劇環(huán)境污染，B項錯。 探究高考　明確考向 1．(xx·高考選項組合題)化學

18、與日常生活密切相關，下列說法錯誤的是(　　) A．84消毒液的有效成分是NaClO(xx·海南，1B) B．裝飾材料釋放的甲醛會造成污染(xx·海南，1D) C．氨氮廢水(含NH及NH3)可用化學氧化法或電化學氧化法處理(xx·浙江理綜，7B) D．福爾馬林可作食品的保鮮劑(xx·四川理綜，1C) 答案　D 解析　銨根及氨氣中的氮元素均是－3價，利用氧化劑將其氧化為氮氣，可以進行廢水處理也可以借助于電解法轉化為氮氣，C正確；福爾馬林是甲醛的水溶液，甲醛有毒，不能作食品的保鮮劑，D項不正確。 2．(xx·天津理綜，1)化學與生產、生活息息相關，下列敘述錯誤的是(　　) A．鐵表面

19、鍍鋅可增強其抗腐蝕性 B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可減少白色污染 C．大量燃燒化石燃料是造成霧霾天氣的一種重要因素 D．含重金屬離子的電鍍廢液不能隨意排放 答案　B 解析　鐵表面鍍鋅，發(fā)生電化學腐蝕時，Zn作負極，失去電子發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e作正極，O2、H2O在其表面得到電子發(fā)生還原反應，鐵受到保護，A正確；聚乳酸塑料能自行降解，聚乙烯塑料則不能，因此用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料，將加劇白色污染，B不正確；燃燒化石燃料時，產生大量煙塵、CO等有害物質，是造成霧霾天氣的原因之一，C正確；重金屬離子有毒性，含有重金屬離子的電鍍廢液隨意排放，易引起水體污染和土壤污染，應進行處理達標后再排放

20、，D正確。 3．(xx·四川理綜，1)化學與生活密切相關，下列說法不正確的是(　　) A．二氧化硫可廣泛用于食品的增白 B．葡萄糖可用于補鈣藥物的合成 C．聚乙烯塑料制品可用于食品的包裝 D．次氯酸鈉溶液可用于環(huán)境的消毒殺菌 答案　A 解析　A項，SO2對人體有害，屬有毒物質，錯誤；B項，葡萄糖可用于合成補鈣藥物如葡萄糖酸鈣，正確；C項，聚乙烯塑料是常見的食品包裝材料，正確；次氯酸鈉具有強氧化性，可用作消毒劑，如84消毒液的主要成分就是次氯酸鈉，正確。 4．(xx·天津理綜，2)以下食品化學知識的敘述不正確的是(　　) A．食鹽可作調味劑，也可作食品防腐劑 B．新鮮蔬菜做熟

21、后，所含維生素C會有損失 C．纖維素在人體內可水解為葡萄糖，故可作人類的營養(yǎng)物質 D．葡萄中的花青素在堿性環(huán)境下顯藍色，故可用蘇打粉檢驗假紅酒 答案　C 解析　食鹽既是我們常用的調味品，又可作食品防腐劑，A正確；溫度對維生素C有一定的影響，蔬菜做熟后，會有一定的損失，B正確；由于人體內沒有可水解纖維素的酶，所以纖維素在人體內不能水解為葡萄糖，C錯誤；由于Na2CO3水溶液呈堿性，可與葡萄中的花青素發(fā)生顯色反應，故可用作假紅酒的檢驗試劑，D正確。 5．(xx·廣東理綜，7)化學與生活息息相關，下列說法不正確的是(　　) A．用食醋可除去熱水壺內壁的水垢 B．淀粉、油脂和蛋白質都是高

22、分子化合物 C．自行車鋼架生銹主要是電化學腐蝕所致 D．新型復合材料使手機、電腦等電子產品更輕巧、實用和新潮 答案　B 解析　結合各選項中敘述的物質的組成、結構、性質及反應來分析、解決問題。A項熱水壺內壁的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，加入食醋會生成可溶性醋酸鈣和醋酸鎂；B項淀粉、蛋白質是高分子化合物，油脂不是高分子化合物；C項自行車鋼架在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕而生銹；D項新型復合材料具有質量輕、硬度大、耐腐蝕等優(yōu)點，被廣泛應用于手機、電腦等電子產品。 6．(xx·江蘇，1)化學在資源利用、環(huán)境保護等與社會可持續(xù)發(fā)展密切相關的領域發(fā)揮著積極作用。下列做法與社會可持續(xù)發(fā)展

23、理念相違背的是(　　) A．改進汽車尾氣凈化技術，減少大氣污染物的排放 B．開發(fā)利用可再生能源，減少化石燃料的使用 C．研發(fā)可降解高分子材料，減少“白色污染” D．過度開采礦物資源，促進地方經濟發(fā)展 答案　D 解析　可持續(xù)發(fā)展是一種注重長遠發(fā)展的經濟模式，充分、合理利用資源、減少污染等方面都是可持續(xù)發(fā)展的內容。 7．[xx·四川理綜，29(1)(2)]直接排放煤燃燒產生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題，將煙氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，最終生成硫酸鈣。硫酸鈣可在下圖所示的循環(huán)燃燒裝置的燃料反應器中與甲烷反應，氣體產物分離出水后得到幾乎不含雜質的二氧化碳，從而有利

24、于二氧化碳的回收利用，達到減少碳排放的目的。 請回答下列問題： (1)煤燃燒產生的煙氣直接排放到空氣中，引發(fā)的主要環(huán)境問題有__________(填字母)。 A．溫室效應 B．酸雨 C．粉塵污染 D．水體富營養(yǎng)化 (2)在煙氣脫硫的過程中，所用的石灰石漿液在進入脫硫裝置前，需通一段時間的二氧化碳，以增加其脫硫效率；脫硫時控制漿液的pH，此時漿液含有的亞硫酸氫鈣可以 被氧氣快速氧化生成硫酸鈣。 ①二氧化碳與石灰石漿液反應得到的產物為________。 ②亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學方程式為____________________________ ______

25、__________________________________________________________________。 答案　(1)ABC　(2)①Ca(HCO3)2(或碳酸氫鈣) ②Ca(HSO3)2＋O2===CaSO4＋H2SO4 解析　(1)煤燃燒產生的煙氣中含有的粉塵會造成粉塵污染，含有的二氧化硫(與空氣接觸可產生三氧化硫)會造成酸雨，二氧化碳可以造成溫室效應，故應選A、B、C。 (2)①因CO2＋CaCO3＋H2O===Ca(HCO3)2，故二氧化碳與石灰石漿液反應得到的產物為Ca(HCO3)2；②1 mol Ca(HSO3)2被氧氣氧化肯定生成1 mol CaSO4，根據(jù)S元素守恒，還要有H2SO4生成，故反應方程式為Ca(HSO3)2＋O2===CaSO4＋H2SO4。