环境保护与绿色化学（精讲）高一化学精讲精练（人教版2019）

8.3环境保护与绿色化学【学科核心素养】1.了解环境污染的主要因素、危害及防治的方法，认识化学对环境保护的重要意义，培养保护环境的“科学态度与社会责任”。2.了解绿色化学、原子经济性反应的内涵，知道它们在对利用资源、保护环境中的重要意义，加强环境保护意识并培养绿色化学的理念。【知识讲解】一、化学与环境保护1．环境质量监测的意义通过对污染物的存在形态、含量进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据，是进行环境质量评价和污染治理的基础。2．化学与“三废”污染“三废”污染：是指工业生产中产生的废气、废水和废渣对环境的污染。3．大气污染的治理措施限制和减少污染物的排放，吸收和处理大气污染物。（1）通过改善燃料质量、改进燃烧裝置和燃烧技术、改进排烟设备、发展洁净煤技术降低燃煤在能源结构中的比例等措施，减少煤等化石燃料燃烧产生的污染；（2）通过推广使用无铅汽油、在汽车尾气系统中安装催化转化器、使用燃料电池、乙醇汽油作为汽油代用品、发展电动车等措施，减少汽车等机动车尾气污染；（3）停止氟氯代烷的生产和使用以保护臭氧层；（4）通过合理使用煤气、石油气或天然气等家用燃料、使用合格的环保型建筑材料和装饰材料、禁止在公共场所吸烟等措施降低CO、CO2、NO、NO2、SO2、尼古丁、甲醛、苯及其同系物、氡等污染物含量，改善室内空气质量等。4.化学与“污水”处理（1）污水处理方法化学方法添加试剂反应原理混凝法明矾、硫酸亚铁等Al3+＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H+，生成的胶体吸附水中悬浮物中和法熟石灰、硫酸加碱中和酸，或加酸中和碱，如Ca(OH)2+H2SO4CaSO4↓+2H2O沉淀法Na2S、H2S等加沉淀剂使金属离子形成沉淀而除去，如除Hg2+：Hg2++S2-HgS↓氧化还原法氧化剂或还原剂如用Cl2处理电镀废水（2）污水三级处理流程处理级数主要任务处理方法处理程度一级处理除去污水中不溶解的污染物通常采用物理法(如格栅间、沉淀池)。如：加入FeSO4、Al2(SO4)3、聚合氯化铝等混凝剂，可使污水中的细小悬浮物等聚集成较大的颗粒，然后经沉淀、过滤除去废水的净化程度不高，一般不能直接排放，通常作为预处理二级处理除去废水中的可降解有机物等污染物采用生物方法(又称微生物法)及某些化学法(如：曝气池)一般可达到国家规定的排放标准三级处理进一步除去二级处理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有机物、可溶性无机物等主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透等方法对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用水等5.化学与“废渣”及生活垃圾处理原则：无害化、减量化和资源化，达到减少环境污染和资源回收利用两个目的。二、绿色化学1.核心思想改变“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，实现从源头减少或消除环境污染。①从科学观点看，它是化学科学基础内容的更新。②从环境观点看，它强调从源头上减少或消除污染。③从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。2.“原子经济性反应”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%。原子利用率计算公式为eq\f(期望产物总质量,生成物的总质量)×100%。3．绿色化学对化学反应的要求【随堂检测】1．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分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列说法与“节能减排”不相符的是A．为推广氢能的使用，工业上可采用电解水法制取大量氢气B．将石油裂化、裂解，综合利用石油资源C．有节制地开采煤、石油、天然气等矿物资源D．倡导“绿色化学”理念，逐步实现化工企业零排放【答案】A【解析】A．用电解水法制取H2会消耗大量电能，与“节能减排”不相符，A项符合题意；B．将石油进行深加工能提高原料的利用率，符合“节能减排”，B项不符合题意；C．资源是有限的，有效合理地开采煤、石油、天然气等符合“节能减排”，C项不符合题意；D．实现工业零排放是原子经济性的目的，符合绿色化学理论，D项不符合题意。故选A。2．你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是①用脱硫煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源A．①②③ B．②③④⑤ C．③⑤ D．①③⑤【答案】D【解析】①用脱硫煤作燃料，可以减少二氧化硫的排放，即能减少酸雨发生，故①符合题意；②把工厂烟囱造高，不能减少二氧化硫的排放，故②不符合题意；③燃料脱硫，能减少二氧化硫的排放，即能减少酸雨发生，故③符合题意；④在已酸化的土壤中加石灰，不能减少二氧化硫排放，故④不符合题意；⑤开发新能源，能减少二氧化硫的排放，故⑤符合题意；综上所述，选项D符合题意；答案为D。3．惠州市是全国文明城市，我们要增强垃圾分类意识，争做垃圾分类的宣传者、带头者、践行者。现有一个废弃易拉罐，请你将它投入到正确的垃圾桶内ABCD可回收物其他垃圾有害垃圾厨余垃圾【答案】A【解析】废弃易拉罐属于可回收垃圾，故选A。4．硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，下列说法不正确的是A．NO2和SO2均为有刺激性气味的有毒气体，是酸雨的主要成因B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2、CO2C．动植遗体中的含氮化合物最终通过硝酸盐被细菌分解进入大气中D．工业废气中的SO2可采用生石灰法进行脱除【答案】B【解析】A．NO2和SO2均为有刺激性气味的气体，是形成硝酸型酸雨和硫酸型酸雨的主要成因，A正确；B．CO2不是大气污染物，B错误；C．动植遗体中的含氮化合物转化为硝酸盐，硝酸盐可被细菌分解转化为N2返回大气中，C正确；D．工业废气中的SO2属于酸性氧化物，能与CaO反应生成CaSO3，之后被氧化为稳定的硫酸钙，故可采用石灰法进行脱除，D正确；综上所述答案为B。5．保护环境，人人有责。下列行为或方法不符合环保要求的是A．开发清洁能源B．开发利用原子经济性反应C．进行垃圾分类并进行无害化处理D．大量含氮、磷的废水直接排向湖泊【答案】D【解析】A．开发清洁能源，可减轻环境污染，故A符合环保要求；B．开发利用原子经济性反应，可使反应物全部转换为生成物，无污染物生成，故B符合环保要求；C．垃圾分类，可使部分垃圾回收利用，无害化处理，可减少环境污染，故C符合环保要求；D．大量含氮、磷的废水直接排向湖泊，使湖泊富营养化，产生赤潮、水华现象，故D不符合环保要求；答案D。6．下列有关环境问题的叙述不正确的是A．赤潮、白色污染和绿色食品都与相关物质的颜色有关C．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约能源，保护环境D．地震发生后，灾区急需大量消毒剂，而不可用于环境消毒【答案】A【解析】A．赤潮与相关物质的颜色有关，而白色污染是指不可降解的塑料用品带来的污染，不都是白色的，绿色食品是指无污染的安全、优质营养食品，不都是绿色的，故A错误；B．正常雨水由于溶有二氧化碳，pH值为5.6，pH小于5.6的雨水是酸雨，故B正确；C．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约能源，保护环境，故C正确；D．是大气污染物，不可用于环境消毒，故D正确；故选A。7．在绿色化学工艺中，理想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%。下列反应类型能体现原子经济性原则的是①置换反应

②化合反应

③分解反应

④取代反应

⑤加成反应

⑥加聚反应A．②⑤⑥ B．②④⑤ C．①②⑥ D．③④⑤【答案】A【解析】根据四种基本反应类型的定义即可判断出只有化合反应的产物唯一，故②符合；在有机反应类型中，取代反应的产物不唯一，而加成反应的产物和加聚反应的产物唯一，故⑤⑥符合；总之②⑤⑥符合反应物中的原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为100%，故选A。8．“绿色化学”要求从技术、经济上设计出可行的化学反应，并尽可能减少对环境的污染。下列化学反应中，你认为最不符合绿色化学理念的是A．用氨水吸收硫酸厂的尾气：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3B．除去硝酸工业尾气中的氮氧化物：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2OC．制硫酸铜：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2OD．制硫酸铜：2Cu+O22CuO，CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2O【答案】C【解析】A．既消除硫酸厂尾气排放的SO2气体，还能得到(NH4)2SO3这种氮肥，不但方法合理科学，而且避免空气污染，符合绿色环保要求，故A正确；B．用此法消除制硝酸工业尾气氮的氧化物污染，防止空气污染，避免酸雨的形成，符合绿色环保要求，故B正确；C．由题干中信息可知，“绿色化学”要求尽可能减少对环境的污染，该过程产物中有污染大气的气体SO2，不符合绿色化学的要求，故C错误；D．由此法制取硝酸铜，生成硝酸铜和水，不会导致空气污染，符合倡导的绿色化学，故D正确；故选C。9．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是选项氧化物环境问题主要来源ACO2破坏臭氧层化石燃料的燃烧BSO2温室效应工厂废气的排放CNO2光化学烟雾汽车尾气的排放DCO酸雨汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧【答案】C【解析】A．化石燃料燃烧主要排放二氧化碳气体，与温室效应有关，而与破坏臭氧层无关，A错误；B．工厂废气的排放产生大量二氧化硫气体，是形成酸雨的主要污染物，而温室效应是由二氧化碳引起的，B错误；C．汽车尾气排放大量的氮氧化物，是形成光化学烟雾的主要污染物，C正确；D．形成酸雨与二氧化硫及氮的氧化物有关，CO是一种有毒气体，与酸雨无关，D错误；故选C。10．下列有关环境问题的说法中正确的是A．煤、石油等化石燃料燃烧过程中排放的废气是形成酸雨的主要原因，酸雨指的是pH小于7的雨水B．煤和石油都属于一级能源，而天然气属于二级能源C．在煤中添加适量的石膏可减少燃烧过程中含硫化合物的排放，从而减少污染D．雾霾是许多细小液体和固体微粒分散到空气中形成的一种气溶胶【答案】D【解析】A．正常雨水由于溶解了二氧化碳pH约为5.6，酸雨是指pH小于5.6的雨水，故A错误；B．自然界以现成方式提供的能源称为一级能源，天然气为一级能源，故B错误；C．在煤中添加石膏(CaSO4·2H2O)，不能吸收二氧化硫，则不能起到固硫的作用，可添加石灰石作为脱硫剂，故C错误；D．雾霾是许多细小液体和固体微粒分散到空气中形成的一种气溶胶，而使空气浑浊的现象，故D正确；答案选D。11．开发利用可再生能源受到世界各国的广泛关注。下列不属于可再生能源的是A．水力发电 B．沼气 C．太阳能 D．清洁煤【答案】D【解析】水资源、沼气和太阳能可再生，煤不可再生，故选D。12．下列试剂中，既能用于制取硫酸铜，又符合绿色化学理念的是A．氧化铜与稀硫酸 B．铜与稀硫酸C．铜与浓硝酸 D．铜与浓硫酸【答案】A【解析】A．氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，无污染物生成，能用于制取硫酸铜，又符合绿色化学理念，故选A；

B．铜与稀硫酸不反应，不能用于制取硫酸铜，故不选B；C．铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，二氧化氮污染空气，不能用于制取硫酸铜，且不符合绿色化学理念，故不选C；

D．铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫、水，二氧化硫污染空气，不符合绿色化学理念，故不选D；选A。13．下列说法错误的是A．和都是可形成酸雨的气体B．二氧化硫有毒，故不可以作为食品添加剂C．汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下迅速变成和D．新能源汽车的推广与使用有利于减少光化学烟雾的产生【答案】B【解析】A．和水反应生成亚硝酸，和水、空气生成硝酸，因此和都是可形成酸雨的气体，故A正确；B．二氧化硫有毒，但在严格控制用量的情况下，二氧化硫可被添加到食品中作漂白剂、防腐剂和抗氧剂，故B错误；C．，因此汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下迅速变成和，故C正确；D．氮氧化物能引起光化学烟雾，新能源汽车的推广与使用有利于减少氮氧化物的量，即减少光化学烟雾的产生，故D正确。综上所述，答案为B。14．“绿水青山就是金山银山”，旨在引导社会各界自觉践行绿色生活，共建美丽中国。下列有关环境污染的说法正确的是A．CO、SO2、NO、NO2都是对大气产生污染的气体，它们在空气中都能稳定存在B．燃煤时加入适量生石灰，可减少废气中SO2的量C．大量燃烧化石燃料排放的废气中含CO2、SO2D．光化学烟雾的形成主要与氮氧化物和SO2有关【答案】B【解析】A．CO、SO2、NO、NO2都是对大气产生污染的气体，NO能与空气中的O2反应而不能在空气中稳定存在，A错误；B．燃煤时加入适量生石灰，发生反应方程式：2CaO+2SO2+O22CaSO4，故可减少废气中SO2的量，B正确；C．大量燃烧化石燃料排放的废气中含CO2、SO2，正常雨水由于溶解有CO2，从而使雨水的pH=5.6，而溶有SO2的酸性降水称之为酸雨，其pH＜5.6，C错误；D．光化学烟雾的形成主要与氮氧化物有关，与SO2有无关，D错误；故答案为：B。15．2022年俄乌冲突升级引发能源短缺危机，新能源技术突显重要性。下列关于能源问题的叙述正确的是A．氢能、天然气、风能、太阳能都是新能源B．天然气燃料电池工作时，天然气通入的一极是正极C．反应中能量变化的大小与可燃物的性质有关，与质量无关D．推广开发使用清洁能源，有利于实现人与自然的和谐共生【答案】D【解析】A．天然气是化石燃料，不是新能源，A错误；B．燃料电池中，通入氧气的一极为正极，通入天然气的一极为负极，B错误；C．可燃物的燃烧反应都是放热反应，可燃物越多，放出的热量也越多，与质量有关，C错误；D．使用清洁能源可以减少污染，有利于实现人与自然的和谐共生，D正确；故选D。16．燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是A．甲是空气中体积分数最大的成分 B．乙是引起温室效应的气体之一C．反应(Ⅰ)在常温下容易发生 D．反应(Ⅱ)中NO是氧化剂【答案】C【分析】甲和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和二氧化碳，再根据元素守恒，则甲为氮气。【解析】A．甲是氮气，氮气空气中体积分数最大的成分，故A正确；B．乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，故B正确；C．由于氮气含有氮氮三键，因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，故C错误；D．一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化氮中氮化合价降低，因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂，故D正确。综上所述，答案为C。17．党的二十大指出，生态环境保护发生历史性、转折性、全局性变化。为了让我们的天更蓝、山更绿、水更清。下列做法不应提倡的是A．禁止使用化石燃料 B．开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源C．对燃煤进行脱硫，减少排放 D．对已酸化的土壤，可以加入熟石灰进行改良【答案】A【解析】A．目前化石燃料仍是主要的能量来源，不能禁止使用，A错误；B．可以开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源来减少化石燃料的使用。利于保护环境，B正确；C．对燃煤进行脱硫，减少排放，可以减少对大气的污染，C正确；D．氢氧化钙具有碱性，对已酸化的土壤，可以加入熟石灰进行改良，D正确；故选A。18．2022年11月29日，神州十五号飞船升入太空，完成自主快速交会对接，中国空间站形成三船三舱组合体，开启我国航天事业新纪元。下列有关说法错误的是A．“神州十五号”使用的液氢燃料具有高效能，无污染的特点B．空间站使用石墨烯存储器，石墨烯与金刚石互为同素异形体C．飞船表面的高温结构陶瓷，属于传统无机非金属材料D．空间站使用的钛镁合金属于金属材料【答案】C【解析】A．氢气燃烧放出的热量高，生成产物水没有污染，因此“神州十五号”使用的液氢燃