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1、第四章 第二节资源综合利用环境保护第1课时煤、石油和天然气的综合利用一、煤的组成及其综合利用1煤、石油、天然气是目前人类使用的主要能源(化石燃料)。2煤的组成:煤是由有机物和少量无机物组成的混合物,主要含有碳元素,还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。3煤的综合利用:煤的综合利用的主要途径是煤的干馏、煤的气化和液化,目的是获得洁净的燃料和多种化工原料。(1)煤的干馏:是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,可获得燃料及多种重要的化工原料。煤干馏的主要产品有焦炉煤气(焦炉气、粗氨水、粗苯)、煤焦油、焦炭。煤干馏的主要产品和用途(2)煤的气化:煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程。主要反应是煤与水蒸气反
2、应生成水煤气等,化学方程式为C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)。(3)煤的液化:煤的液化可分为直接液化和间接液化。煤的直接液化就是使煤与氢气作用生成液体燃料;煤的间接液化是先把煤转化为一氧化碳和氢气,再在催化剂的作用下合成甲醇等液体燃料,其反应的化学方程式为CO2H2CH3OH。二、天然气的组成及其综合利用1天然气的组成:天然气的主要成分是甲烷。2天然气的综合利用:天然气是一种清洁的化石燃料。天然气更是一种重要的化工原料,主要用于合成氨、生产甲醇等。三、石油的组成及其综合利用1石油的组成:石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。2石油的综合利用: 石油的炼制:原油成分复杂,还含有水和氯化
3、钙、氯化镁等盐类。原油必须先经过脱水、脱盐等处理过程,才能进行炼制。经过脱水、脱盐的石油主要是烃类的混合物,因此没有固定的沸点。给石油加热时,低沸点的烃先气化,经过冷凝先分离出来。随着温度升高,较高沸点的烃再气化,经过冷凝也分离出来。这样继续加热和冷凝,就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这种方法叫做石油的分馏。工业上分馏石油是在分馏塔中进行。石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料。但产量不高,仅占石油总质量的25左右。为了提高轻质液体燃料的产量,特别是提高汽油的产量,在石油工业上采用了裂化的方法。裂化就是在一定条件下,把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。
4、(1)石油的分馏是利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程。石油通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油。(2)石油的催化裂化:石油的催化裂化是指在催化剂的存在下将大分子的烃进行分解得到小分子的烃,从而提高轻质油的产量和质量的过程。裂化所用的原料是重油。裂化过程中一分子的烷烃分解为一分子的烷烃和一分子的烯烃,得到的汽油称为裂化汽油。如以C16H34为例,写出裂化反应的化学方程式(以分子中碳原子平均断裂为例):C16H34C8H18C8H16C8H18C4H10C4H8C4H10C2H6C2H4或 C4H10CH4C3H6 (3)石油裂化的产品再经过进一步的裂解,使具有长链分子的烃断裂成各种短链
5、的气态烃和少量液态烃,可以获得很多重要的化工原料。在石油化工生产过程里,常用石油分馏产品(包括石油气)作原料,采用比裂化更高的温度(700800,有时甚至高达1000以上),使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃,以提供有机化工原料。工业上把这种方法叫做石油的裂解。所以说裂解就是深度裂化,以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程。原油的分馏及裂化产品用途示意图3、直馏汽油和裂化汽油(1)直馏汽油:石油经常压分馏获得的,主要成分为介于5个碳到11个碳之间的烷烃、环烷烃等。由于它的成分中不含烯烃,所以它不能与溴发生加成反应,因而不能使溴水(或溴的CCl4溶液)褪色,可作为从卤素单质
6、的水溶液中萃取出卤素单质的萃取剂。(2)裂化汽油:是重油经催化裂化制得的,主要成分为介于5个碳到11个碳之间的烷烃、烯烃等。由于它的成分中含有烯烃,所以能与溴发生加成反应,因而可使溴水(或溴的CCl4溶液)褪色,不能用做提取卤素单质的萃取剂。4、蒸馏、分馏和干馏有何区别(1)蒸馏:把液体加热到沸腾变为蒸气,再使蒸气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到混合物分离或除杂的目的。被蒸馏的混合物中至少有一种组分为液体。各组分沸点相差越大,挥发出的物质越纯。若不同组分之间沸点相差小,或不同组分互溶形成恒沸液体,则馏分不纯。常见的实验有蒸馏水的制取。(2)分馏:对多组分的混合物在
7、不同温度下先后、连续进行两次或多次蒸馏。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂的目的。常见的实验有石油的分馏,要注意的是石油分馏的产品都是混合物。(3)干馏:把固体混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使之分解的过程叫做干馏。在煤的干馏过程中所发生的是很复杂的化学变化和物理变化。将煤干馏的条件有两个:一是要隔绝空气,目的是防止煤在空气中燃烧;二是要加强热。煤在干馏过程中生成了许多新的物质,如苯、萘等,发生的是复杂的化学变化。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,煤中并不含小分子有机物苯、萘等。苯、萘等物质是煤的分解产物煤焦油中所含有的,这一点要注意
8、。特别提醒 蒸馏和分馏都是物理变化,而干馏是化学变化。四、聚合反应和高分子化合物高分子化合物有天然的,如蛋白质、纤维素、淀粉等;也有人工合成的,如聚乙烯等;塑料、合成橡胶和合成纤维是三大人工合成的高分子材料。1加聚反应:由许多小分子经过加成反应合成高分子化合物的反应称为加成聚合反应,简称加聚反应。如nCH2CHCH3。2缩聚反应:由许多小分子经过缩合反应合成高分子化合物的同时生成许多小分子的反应称为缩合聚合反应,简称缩聚反应。例如获得聚对苯二甲酸乙二酯:nHOCH2CH2OH(2n1)H2O一般可从以下两个方面区别加聚反应和缩聚反应:高分子的链节中链上不全是碳原子,一般是缩聚反应生成的;如果链
9、上全是碳原子,一般是加聚反应生成的。从反应的形式来看,在反应中只得到高分子的反应是加聚反应,而得到高分子的同时又生成了小分子的反应则是缩聚反应。3有机加聚产物单体的确定合成有机高分子化合物的主要途径是通过加聚反应和缩聚反应来进行的,因此,有机高分子化合物的单体必须具有不饱和键或相应的官能团。确定有机高分子化合物单体时,要从加聚反应和缩聚反应的机理出发,分析它的链节,逆向推理,从而恢复其不饱和度、官能团或单体的种类和数目。具体方法如下:(1)该高聚物主链全是碳,依照规律“见双键,四个碳,无双键,两个碳”划线断开,故断键方式为:,再将单双键互换得单体、CH2CHCHCH2和。 (2)用“弯箭头”法
10、判断其单体。依次从后向前,以主链上两个碳原子为单位“弯箭头”,“箭尾”处减一键,“箭头”处加一键。如上图所示,处键断开,处双键变单键,处单键变双键,即得各单体。第2课时环境保护和绿色化学环境问题主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。全球性和区域性环境问题包括:气候变暖、臭氧层破坏、酸雨和赤潮等。工业“三废”问题是指废气、废水、废渣。一、三大环境问题酸雨臭氧层的破坏温室效应危害破坏农作物、森林、草原;使湖泊酸化、鱼类死亡;加速建筑物的腐蚀使皮肤发生癌变两极冰川融化,海平面升高,陆地减少,地表气温升高,气候干旱,土地沙漠化,农业减
11、产成因含硫燃料的大量燃烧产生SO2汽车尾气、氟氯烃的大量排放CCl2F2Cl2O33O2大量CO2气体的排放,导致大气中CO2浓度不断上升,CO2能阻碍由地面反射回高空的红外辐射,使地表气温增高防治减少SO2的排放,燃料脱硫停止氟氯烃的生产和使用减少化石燃料的使用;开发利用新能源;大力植树造林此外,还应了解光化学烟雾主要是由氮氧化物、碳氢化合物等造成的,白色污染即聚乙烯(或聚苯乙烯)塑料的大量使用所造成的污染,赤潮是由含磷洗衣粉的大量使用及废水的任意排放造成的等等。二、中学常见的污染环境的气体及其防治SO2:工业上用浓氨水吸收,实验室用NaOH溶液吸收。NOx:用NaOH溶液吸收。H2S:用N
12、aOH溶液吸收。Cl2、Br2、HCl:用碱液吸收,Cl2、Br2还可用Na2SO3溶液吸收。CO:用燃烧的方法除去。三、原子经济和绿色化学绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则,最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,即原子利用率为100%。1原子经济:原子经济要求反应物的原子全部转化为目标产物,原子利用率达到100%,也就是说在化学反应过程中不产生任何废弃物。化学反应的原子经济性好坏是用原子利用率来衡量的。原子利用率100%其特点是:最大限度地利用原料;最大限度地减少废物排放。2绿色化学“绿色化学”研究的是对环境没有任何
13、副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。其特点是:开发绿色反应,将原子利用率提高到100%;使用无毒无害的原料;选用无毒无害的催化剂;使用无毒无害的溶剂;发展“绿色工艺”;开发和生产绿色产品。第四章 第二节 资源综合利用 环境保护 练习题1.观察下图,判断下列叙述中错误的是()A图示实验中发生了化学变化B液体X的pH7,液体Y是一种黑色黏稠状液体C气体Z易燃,可还原CuO D液体Y是一种纯净物答案D解析煤在隔绝空气加强热条件下,可分解得到多种物质,这个过程叫煤的干馏,属于化学变化,A项正确;所得产物中有气体(焦炉气)、液体(煤焦油)和固体(焦炭),此外,还有粗氨水,B项正确;焦炉气的主要成分有氢
14、气、甲烷,另有少量的CO、C2H4等气体,C项正确;煤焦油是含有许多芳香族化合物的复杂混合物,D项错误。 2.下列说法中错误的是()A煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物B为使煤变成清洁能源,可将煤进行气化和液化C煤的组成以碳元素为主,还含有少量的H、N、S、O等元素D煤中主要含苯和甲苯,可以用先干馏后分馏的方法把苯和甲苯从煤中分离出来答案D3.丁烷裂解时有两种断裂方式,生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷完全裂解,且裂解生成的两种烯烃的质量相等,那么裂解后所得到的混合气体中,相对分子质量最小的气体所占的体积分数为()A20%B25%C36%D40%答案A解析丁烷的两种裂解方式为: C4H10 C
15、H4C3H6(丙烯); C4H10C2H6C2H4(乙烯)。设丁烷为1 mol,则反应后混合气体的总物质的量为2 mol。其中相对分子质量最小的烃为CH4,求其物质的量是本题的关键。可设CH4为a mol,C2H6为b mol,则由n(C3H6)n(CH4)=a,n(C2H6)n(C2H4)=b,得,则CH4所占体积分数(即物质的量分数)为100%20%。4.含有4个C原子的烷烃,裂解可生成的烯烃有()A1种B2种C3种D4种答案B5.某工程塑料ABS的结构简式为,它的单体为_。答案、CH2CHCHCH2和解析解法一该高聚物主链全是碳,依照规律“见双键,四个碳,无双键,两个碳”划线断开,故断键
16、方式为:,再将单双键互换得单体、CH2CHCHCH2和。解法二由ABS的结构可知,应为加聚反应形成的高聚物,由加聚反应的特点,可用“弯箭头”法判断其单体。依次从后向前,以主链上两个碳原子为单位“弯箭头”,“箭尾”处减一键,“箭头”处加一键。如上图所示,处键断开,处双键变单键,处单键变双键,即得各单体。6.高分子化合物的单体是()A BCH2CHCH3 C DCH2CH2与答案D7.2008年6月5日是第37个世界环境日,保护环境、建设环境友好型社会再次成为人们关注的焦点。在相同条件下,下列燃料燃烧时对环境污染最小的是()A天然气B秸秆 C煤D木柴答案A 只生成二氧化碳和水。8我国很多城市已经推
17、广使用清洁燃料,如压缩天然气(CNG)类,液化石油气(LPG)类。这两类燃料的主要成分都属于()A醇类BCO CH2 D烃类答案D压缩天然气(CNG)的主要成分是甲烷,液化石油气(LPG)的主要成分是乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等因此可知该两类燃料都是有碳氢化合物组成的烃类。9近年来,我国部分地区陆续发现了“毒油”。所谓“毒油”是指混有汽油的食用油,不能食用。下列说法中正确的是()A汽油是纯净物,有固定的沸点 B汽油只能由石油分馏得到C可用静置后看是否分层来判断食用油中是否混有汽油D汽油是含碳原子数为511的多种烃的混合物答案D汽油是混合物,没有固定的熔沸点,A不正确。裂化或裂解均可以得
18、到汽油,B不正确。食用油和汽油是易溶的,混合后不会分层,所以只有选项D是正确的。答案选D。10石油催化裂化和裂解的目的是()A使长链烃分子断裂为短链烃分子 B使直链烃转化为芳香烃C除去石油中的各种杂质D前者是提高汽油的产量和质量,后者是得到短链的不饱和气态烃,提供有机化工原料答案D石油催化裂化的目的是为了提高汽油产量和质量,而裂解的目的则是为了得到乙烯、丙烯、丁二烯等短链不饱和烃。11.2008年8月26日,广西宜州广维化工股份有限公司的有机车间发生爆炸。据了解,该厂生产的主要产品是乙烯、甲醇和聚乙烯醇等。下列有关说法中正确的是()A乙烯可由石油分馏获得 B甲醇不可用来兑制白酒C聚乙烯醇是由缩
19、聚反应制得 D乙烯、甲醇均属于烃类物质答案BA乙烯可由石油裂解获得;C聚乙烯醇是由加聚反应制得;D甲醇不属于烃类物质,烃是由CH构成的。B.甲醇对人体有强烈毒性,因为甲醇在人体新陈代谢中会氧化成比甲醇毒性更强的甲醛和甲酸(蚁酸),因此饮用含有甲醇的酒可引致失明、肝病、甚至死亡。误饮4毫升以上就会出现中毒症状,超过10毫升即可因对视神经的永久破坏而导致失明,30毫升已能导致死亡。12下列变化中属于化学变化,且产物中兼有气体、液体、固体的是 ()A石油分馏B石油裂解 C煤的干馏D煤的气化答案C13煤是人类使用的传统能源之一,下列有关煤和煤的综合利用的说法中正确的是()A煤是由各种芳香烃组成的混合物
20、B煤干馏是工业上获得芳香烃的一种重要手段,其主要存在于干馏时产生的焦炉煤气中C煤的干馏是复杂的物理、化学变化,石油的分馏是物理变化D煤的气化是指将煤加强热使其升华的过程答案CA、煤主要是炭,同时含有大量N、P、S等元素,不是芳香烃。B、煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷,可作为燃料或化工原料。高温干馏主要用于生产冶金焦炭,所得的焦油为芳烃、杂环化合物的混合物,是工业上获得芳烃的重要来源;低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃,是人造石油重要来源之一。D、煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程。主要反应是煤与水蒸气反应生成水煤气等,是化学变化,不是升华。14下列高分子化合物不能通过加聚反应合
21、成的是()答案C 是缩聚反应的产物。判断方法:(1)加聚反应是由不饱和的单体聚合成高分子的反应,其产物只有种高分子化合物。(2)参加缩聚反应的单体一般含有两种或两种以上能相互作用的官能团(两个或两个以上易断裂的共价键)的化合物,产物中除一种高分子化合物外,还生成有小分子。如H2O、HCl、NH3等。产物的组成与参加反应的任何一种单体均不相同。(3)从反应机理上看,加聚反应是不饱和分子中的双键或叁键发生的,实质还是加成反应。所以,双键、叁键是发生加聚反应的内因。缩聚反应是通过单体中的官能团相互作用经缩合生成小分子,同时又聚合成大分子的双线反应。发生缩聚反应的内因是相互能作用的官能团(或较活动的原
22、子)。15聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一,它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。聚丙烯酸酯的结构简式可表示为,是由丙烯酸酯加聚得到的。下列关于聚丙烯酸酯的说法中不正确的是()A属于高分子化合物 B链节为CH2CHC单体为CH2CHCOOR D一定条件下能发生水解反应答案B链节为 (无n) . 酯可以水解。16把下列各物质的制取方法或反应类型填写在各题后的横线上(填字母):a分馏b裂化c干馏d加聚反应e取代反应(1)煤焦炭_。 (2)石油柴油_。 (3)石蜡汽油_。(4)乙烯聚乙烯_。 (5)甲烷四氯化碳_。答案(1)c (2)a (3)b (4)d (5)e17.20
23、07年1月3日凌晨,一辆20 t大型液化气罐车行至郑州市距某居民区50米远的路段时发生侧翻,液化气发生泄漏。事发后,郑州警方对附近的近万名市民进行了疏散,请回答下列有关问题:(1)液化石油气的主要成分为丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10),写出C4H10可能的结构简式:_。(2)用石油得到液化气的主要方法有_(填字母)。a分馏b裂化、裂解c分液d过滤(3)事故发生后,供电部门切断了现场周边的路灯及居民住宅电源,出入警戒线的人员均被严格要求禁止抽烟和使用明火,并且要全部关闭手机、照相机、摄像机。现场抢险和报道都是在远距离探照灯的照射下进行的,这样做的主要原因是_。(上图为远距离拍摄)答案(1)C
24、H3CH2CH2CH3、 (2)ab(3)液化石油气是易燃、易爆气体,应避免现场存在火源而引发危险18从煤中可以得到苯及苯的同系物,它们是重要的有机化工原料。(1)从煤中得到煤焦油的方法是_。(2)下图为从煤焦油中分离出苯及苯的同系物的装置图,其中仪器A的名称为_,还需要的玻璃仪器有_,仪器A的进水口为_(填“a”或“b”)。(3)用甲苯可以制造一种烈性炸药TNT,反应如下:3HONO23H2O,该反应的反应类型为_。答案(1)干馏 (2)酒精灯、温度计;b (3)取代反应19北京奥运会开幕式在李宁点燃鸟巢主火炬时达到高潮。奥运火炬采用的是环保型燃料丙烷,其燃烧时发生反应的化学方程式为C3H8
25、5O23CO24H2O。下列说法中不正确的是()A火炬燃烧时化学能只转化为热能B所有的燃烧反应都会释放热量C1 mol C3H8和5 mol O2所具有的总能量大于3 mol CO2和4 mol H2O所具有的总能量D丙烷完全燃烧的产物对环境无污染,故丙烷为环保型燃料答案A火炬燃烧时还有化学能与光能的转化。20丁烷裂解时有两种断裂方式,生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷的裂解率为90%,且裂解生成的两种烯烃的质量相等,那么裂解后所得到的混合气体的平均相对分子质量为()A16 B20 C30.5 D56.5答案C丁烷的两种断裂方式为:C4H10CH4+C3H6(丙烯);C4H10C2H6+C2H4
26、(乙烯)。设丁烷为1mol,则裂解的丁烷物质的量为0.9mol,反应后混合气体的总物质的量为0.92 + 0.1=1.9mol。1mol丁烷的质量是m(C4H10)=58g Mr =58/1.9=30.521石化工业是以石油为基本原料,生产各种化学品的工业。聚氯乙烯PVC,和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA,是两种重要的石化产品。(1)聚氯乙烯(PVC)树脂的用途十分广泛,它是当前产量最大的树脂之一。工业上以乙烯和氯气为原料经下列流程合成PVC:CH2CH2CH2ClCH2ClXPVC反应、的类型分别是_、_。PVC的单体是_,链节是_。(2)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种重要的有机化工产品,市场
27、前景非常广阔,主要生产过程如下:丙酮()PMMA第、步中,属于酯化反应的是_。写出第步反应的化学方程式:_。答案(1)加成;加聚 CH2CHCl;CH2CHCl(2)n解析:浓硫酸中加热至140度左右水解反应,氰基可以直接水解为羧酸。22石油被称为“工业的血液”,以石油为原料不仅可以得到各种燃料油,还可以获得多种有机化工原料。请回答下列问题:(1)将石蜡油与碎瓷片混合共热,产生的混合气体冷却至室温后,其成分如下:物质CH4CH3CH3CH2CH2物质的量分数20%30%50%将2 mol该混合气体通入足量的溴的四氯化碳溶液中,消耗Br2的物质的量为_。(2)经发现,石蜡油与碎瓷片混合共热的产物
28、中,除气态烃CH4、C2H6、CH2CH2外,还有另一种液态烃生成。0.2 mol 该液态烃在O2中完全燃烧时,得到的两种生成物的物质的量均为1.2 mol,则该烃的分子式为_。该烃的同分异构体有多种,其中一种的结构简式为,该有机物分子中一定处于同一平面的碳原子数为_。答案(1)1 mol (2)C6H12;6解析:(2)0.2 mol该烃在O2中完全燃烧时,得到1.2 mol H2O和1.2 mol CO2,则该烃的分子式为C6H12。23.环境污染已成为人类社会所面临的重大威胁,各种污染数不胜数。下列八个名词中与环境污染无关的是()温室效应赤潮酸雨光化学污染臭氧层空洞水俣病潮汐大脖子病AB
29、CD答案B解析温室效应:人类活动使空气中CO2的含量大幅度提高,造成全球气候变暖,导致一些自然灾害。赤潮和水华:大量含氮、磷肥料的生产和使用以及含磷洗涤剂产生的污水未经处理即进行排放,使海水、湖水中富含N、P等植物所需的营养物质,致使水体生态平衡被破坏,水中的含O2量急剧减少,水生动植物大量死亡。此现象发生在淡水中称作“水华”,发生在海水中称作“赤潮”。酸雨:空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下而形成了酸雨。光化学污染:氮的氧化物(NO、NO2)在光照条件下与氧气发生一系列复杂反应,产生有毒烟雾。臭氧层空洞:人类大量使用的制冷剂氟利昂及空气中的氮氧化物会破坏臭氧层,使臭氧层变稀薄或局部出现空
30、洞,威胁生物的生命。水俣(y)病:含汞的工业废水污染水体,使鱼中毒,人食毒鱼后会造成人体汞中毒。此病发生于19531956年日本熊本县水俣市。1973年又爆发此病。潮汐:一种自然现象。大脖子病:人类由于摄取碘量太少而得的一种缺碘疾病。24.德国科学家利用卫星数据和先进的仪器,绘制了一幅地球上空二氧化氮的分布图。从图中可看出欧洲和北美洲的一些大城市上空的二氧化氮密度很高。主要原因是这些地区的()A硝酸工业发达B雷雨天气较多 C机动车辆过多D燃料以煤炭为主答案CNO2的产生主要是A、C、D三种原因,结合题给信息欧洲与北美洲的经济比较发达,注重环保,可知答案是C。雷雨天气中发生自然固氮,N2NONO
31、2NO3-,氮元素转化为硝酸盐而存在于土壤中。25.在“绿色化学”工艺中,理想状态是反应中原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%。在用CH3CCH合成CH2C(CH3)COOCH3的过程中,欲使原子利用率达到最高,在催化剂作用下还需要的其他反应物是()ACO和CH3OH BCO2和H2O CH2和CO2DCH3OH和H2答案A解析比较反应前后原子的个数可知,生成物比反应物多2个C原子、2个O原子和4个H原子,答案A符合要求。其他如果能满足COH112的也符合要求,如CO和H2等。26.在“绿色化学”工艺中,理想的状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物,即原子利用率为100%。
32、下列反应类型中能体现“原子经济性”原则的是()置换反应化合反应分解反应取代反应加成反应加聚反应ABCD只有答案B27对固体废弃物实现资源化,首先必须对其进行分类收集、处理。其中织物、玻璃、易拉罐、纸类、废金属等固体垃圾都可回收利用,下列标志中应选用()答案BA、禁止吸烟标志 B、可回收标志 C 有毒危险标志;D、节水标志。28在以“绿色”为主题的今天,下列对秸秆的处理方法中,不符合“绿色”要求的是()A就地焚烧B发酵后做农家肥 C加工成精饲料D制造沼气答案A29为了消除对大气的污染,有科学家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想(示意图如下)。下列物质可做此循环中的燃料的是()ACO2 BCH3
33、OHCN2 DH2O答案BCO2、N2和H2O在空气中都不能燃烧,不能用作燃料;CH3OH在空气中能燃烧,可以成为优质燃料,所以有可能合成的燃料是CH3OH。利用太阳能分解水产生H2,在催化剂作用下H2与CO2反应合成CH3OH,可以制成直接以甲醇为燃料的燃料电池。30.1838年3月纽卡斯尔市的一些园艺家访问大物理学家法拉第,向他请教一个奇特而有趣的问题:为什么别处生长的紫罗兰都是紫色的,而生长在纽卡斯尔市的紫罗兰却是白色的?法拉第经过一番研究,得出结论,后来被化学家证实并在工业上得到广泛的应用。法拉第的结论是()A遗传变异 B纽卡斯尔市民用自来水浇花C施肥不当 D纽卡斯尔市空气中SO2含量
34、较高答案D31中国科学家研制的“人造太阳”成功地进行了一次放电。所谓“人造太阳”是指把从海水中提取出来的氘(H )受控核聚变成氦(He ),产生能量,这种技术对解决能源问题有着十分广阔的发展前景。下列有关说法中正确的是()AH原子核外有2个电子 BH和He互为同位素CHe的中子数为4 D“人造太阳”发电实现了核能向电能的转化答案D太阳上面巨大的能量来自于核聚变反应。核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,并释放出能量的过程。自然界人们最熟悉的聚变反应是氢的同位素氘(dao)和氚(chuan)的聚变(氢弹原理)。这种反应已在太阳上持续了50亿年。“如果发明一种能够承受上亿摄氏度的高温并且
35、能够控制氘和氚聚变稳定持续输出能量的装置,那就相当于发明了一个人造太阳,能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。”这就是人造太阳的原理。32绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料中的原子全部转变成目标产物,不产生副产物,实现零排放。下列几种生产乙苯(-C2H5)的方法中,原子经济性最好的是(反应均在一定条件下进行)()AC2H5ClHClBC2H5OHH2OCCH2CH2DC2H5Br2Na2NaBr答案C33近年来,在我国部分海域中出现了大面积的赤潮,给当地渔业造成了重大损失,赤潮直接威胁着人类生存的环境,已经成为我国目前最主要的海洋灾害
36、之一。下列关于赤潮发生原因的叙述中正确的是()A含氯化合物直接排入大海,引起赤潮的发生B赤潮发生的根本原因是含氟制冷剂的大量使用导致臭氧层破坏C含氮、磷的大量污水直接排入大海,导致某些浮游生物爆发性繁殖是赤潮发生的直接原因D空气中二氧化碳浓度升高,导致海洋温度升高,引发了赤潮答案C赤潮的发生与海域的富营养化密切相关,海水中的营养盐(主要是N、P)以及一些微量元素的存在,直接影响赤潮生物的生长、繁殖和代谢,这些化学因素是赤潮发生的物质基础。赤潮的危害:赤潮发生后,除海水变成红色外:一是大量赤潮生物集聚于鱼类的鳃部,使鱼类因缺氧而窒息死亡;二是赤潮生物死亡后,藻体在分解过程中大量消耗水中的溶解氧,
37、导致鱼类及其它海洋生物因缺氧死亡,同时还会释放出大量有害气体和毒素,严重污染海洋环境,使海洋的正常生态系统遭到严重的破坏;三是鱼类吞食大量有毒藻类。同时海水的PH值也会升高,粘稠度增加,非赤潮藻类的浮游生物会死亡、衰减;赤潮藻也因爆发性增殖、过度聚集而大量死亡。34用甲烷制备乙酸乙酯,欲使其原子利用率达到最高,还需要消耗的其他反应物是()ACO BCO2和H2O CH2O和O2 DCH3OH答案A乙酸乙酯:C4H8O2 2个甲烷:C2H8 分子式一减,还差两个C0 所以说选A。35用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料。例如,从石油中得到的乙烯和从煤中得到的苯可用来制取聚苯乙烯,生产过
38、程如下:CH2CH22n下列有关说法中不正确的是()A通过裂解可以从石油中获得更多的乙烯B煤的干馏是目前实现煤综合利用的主要途径之一C制聚苯乙烯的反应为加成反应,为消去反应D反应的原子利用率都达到了100%答案D石油裂解是为了得到更多的有机化工原料如乙烯等;煤干馏只能得到苯和苯的同系物的混合物,还要进行分馏才能得到苯;根据反应特点可知为加成反应,为加聚反应;反应的原子利用率都达到了100%,而反应中除生成目标产物外,还生成了其他产物,原子利用率小于100%。36常见的保鲜膜是一种高分子材料,通常为聚乙烯和聚氯乙烯,它们对环境造成的污染,我们通常称为“白色污染”。聚氯乙烯的结构为。回答下列问题:
39、(1)写出由氯乙烯生成聚氯乙烯的化学方程式:_(不要求标出反应条件),此反应的反应类型是_。(2)下列各种说法中与物质的颜色没有关系的是_(填字母,下同)。A“白色污染”B“绿色食品” C“赤潮”D“棕色烟雾”(3)现有大批塑料薄膜,下列对其处理方法中合理的是_。A将其进行焚烧处理,以免引起“白色污染” B将其进行填埋,以免造成污染C将其进行加工,制成新产品 D将其进行催化、裂解等操作制成燃料答案(1)nCH2CHCl;加聚反应 (2)B (塑料布为白色) (3)CD37随着环保知识的普及,人们知道CO2是一种能产生温室效应的气体。但根据科学家的研究,甲烷对温室效应的作用是二氧化碳的20倍以上
40、,甲烷在大气中的含量虽然远远低于二氧化碳,但其对温室效应的贡献值已接近于CO2。某研究性学习小组为了证实上述结论,选用下列装置(如图)进行实验,A中装入空气,B、C、D中分别装入不同比例(体积比)的甲烷气体,在阳光下照射1 h。回答下列问题:(1)A、B、C、D四个装置的右管高度分别为h(A)、h(B)、h(C)、h(D),则这四者由大到小的顺序为_,你能得出的结论是_。(2)若用上述装置,一个瓶中装入体积空气、体积CH4,另一个瓶中装入体积空气、体积CO2,同样放在阳光下照射1 h,则高度h(CH4)_(填“”、“”或“”)h(CO2)。(3)下面是有关天然气的几种叙述,其中正确的是_(填序
41、号)。天然气与煤、柴油相比,是较清洁的能源 等质量的CH4和CO2,前者产生的温室效应大燃烧天然气也是产生酸雨的原因之一答案(1)h(D)h(C)h(B)h(A);空气中甲烷的含量越高,引发的温室效应越严重(2) (3)温室气体的浓度一旦增加,首先会减少地球长波辐射进入太空的量,因为这些气体会在对流层内拦截较多的长波辐射。这个效应会造成地表温度的升高。甲烷增温能力很强,产生的温室效应要比二氧化碳大上25倍。这是因为大气中已经具有相当多的二氧化碳,以至於许多波段的辐射早已被吸收殆尽了;因此大部分新增的二氧化碳只能在原有吸收波段的边缘发挥其吸收效应。相反地,一些数量较少的温室气体(包括甲烷在内),
42、所吸收的是那些尚未被有效拦截的波段,所以每多一个分子都会提供新的吸收能力。空气中甲烷的含量越高,增温幅度就越大,引发气体膨胀,装置的右管高度就越高。38为制取硝酸铜,某同学设计了如下四种方法:铜与浓硝酸反应制取硝酸铜;铜与稀硝酸反应制取硝酸铜;铜先与空气反应制取氧化铜,再与硝酸反应制取硝酸铜;铜与硝酸银溶液反应制取硝酸铜。(1)方法中被氧化的铜与被还原的硝酸的物质的量之比是_。(2)“绿色化学”是当今社会人们提出的一个新概念。在“绿色化学”工艺中,杜绝污染源,提高原子利用率是绿色化学的重要衡量指标。试从“绿色化学”和经济效益角度考虑,大量制取硝酸铜宜采用以上第_种方法,原因是_。答案(1)32
43、(2);只有方法中硝酸的利用率高,成本低且无污染气体产生,而方法、中原子利用率不高且会产生污染,方法中的成本偏高,经济效益差解析方法中铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O,在反应中消耗的八分子硝酸中,只有两分子化合价降低,即只有两分子被还原,所以铜与被还原的硝酸的物质的量之比为32;方法中铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu4HNO3=Cu(NO3)22NO22H2O,所以铜与浓、稀硝酸反应时不是所有的NO3都利用来转化成硝酸铜,另外在反应时会产生NO、NO2两种污染气体;方法中是铜与氧气反应生成氧化铜,再用氧化铜与硝酸反应,则硝酸中的NO3全部进入了硝酸
44、铜中,2Cu + O2 2CuO;CuO + 2HNO3 Cu(NO3)2 + H2O所以原子利用率最高,且在生产过程中不产生污染。综上所述,方法最合理。中用硝酸银作反应物时的成本太高;39城市环境污染是当前突出的环境问题。如图所示,X河流经某工业城市Y,其中a处在上游,附近有丰富的黄铁矿(主要成分为FeS2,是生产硫酸的原料)资源,d处在下游,有多个企业以硫酸为原料。根据某月Y市环保局监测站对X河水质检测的结果,绘制成简图(如图所示)。下列有关说法中不正确的是()A造成X河污染的主要污染源最可能分布在bc段B工业生活污水、固体废弃物等可能是造成X河污染的污染源Cd处污染程度减小,可能是某些污
45、染物的离子间发生反应生成沉淀所致D该城市建造硫酸厂时,综合考虑诸多因素后,选址在b处最合理答案D通过图,明确上下游的地理位置,结合实际情况了解城市污染源的来源,通过图与图的对比,不难发现在c处污染最为严重;bc段是造成该污染的主要区域,因此工业生活污水、固体废弃物等可能是造成X河污染的污染源,d处污染减小,很有可能是某些污染物的离子间发生反应生成沉淀所致;若建造硫酸厂,无论如何不能选址在城市的上游。40温室效应是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。将CO2转化为有机物可实现碳循环,从而有效地控制了CO2的排放。CO2转化成有机物的例子很多,如:2CO26H2CH2CH24H2O。该反应的原子利用率为(原子利用率期望产物的总质量与生成物的总质量之比)()A14%B28%C42%D72%答案B原子利用率期望产物的总质量/生成物的总质量 *100% =28/(28+4*
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