20182019学年高中化学 课时作业20 4.2 资源综合利用 环境保护含解析新人教版必修2

课时作业20资源综合利用环境保护一、选择题1．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⑦酯化反应A．②⑤⑥B．②④⑤C．只有⑥D．只有⑥⑦【解析】据四种基本反应类型的定义即判断出只有化合反应产物唯一。在有机反应类型中，取代反应、酯化反应、水解反应的产物均不唯一，而加成产物、加聚产物唯一，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%。【答案】A2．下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是()A．石油裂解得到的汽油是纯净物B．石油产品都可用于聚合反应C．天然气是一种清洁的化石燃料D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料【解析】汽油是由含碳原子数为5～11的烷烃和烯烃等组成的混合物，A项错误；石油产品中有些不含双键的烃类物质不能用于聚合反应，B项错误；以甲烷为主要成分的天然气是一种很好的清洁燃料，C项正确；水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料，D项错误。【答案】C3．下列石油的炼制和加工过程，属于物理变化的是()A．分馏B．重整C．裂化D．裂解【答案】A4．下列叙述不正确的是()A．天然气的主要成分是甲烷，是一种清洁、不可再生的化石燃料B．煤的干馏、气化和液化都发生了化学变化C．石油的分馏、裂化和裂解都发生了化学变化D．煤干馏和石油分馏都能获得烃类物质【答案】C5．下列关于有机高分子化合物的说法不正确的是()A．有机高分子化合物称为聚合物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应制得的B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构是若干链节的重复C．对于一种高分子材料，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的D．高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类【解析】有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类，合成高分子化合物可由小分子通过聚合反应制备。对于高分子化合物来说，它们的结构均是由若干个链节组成的，但聚合度n不是确定值，通常其相对分子质量是一个大致范围。故选项C错误。【答案】C6．下列说法中正确的是()A．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来B．将煤在空气中加强热使之分解的过程，称为煤的干馏，也叫煤的焦化C．将石油分馏得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料D．用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油【解析】A项，煤中不含苯和甲苯，煤干馏后从煤焦油或出炉煤气中能分离出来苯和甲苯，错误；B项，煤在隔绝空气加强热的情况下分解的过程称为煤的干馏，而不是在空气中，错误；C项，石油分馏主要得到汽油、煤油等，乙烯、丙烯等可通过石油裂化、裂解获得，错误；D项，分馏获得的汽油主要成分是饱和烃，裂化获得的汽油中含有不饱和烃，二者可用溴的四氯化碳溶液鉴别，正确。【答案】D7．下列有关说法正确的是()①石油裂解得到的汽油可与溴水反应②石油的分馏是化学变化③石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度④石油分馏得到的汽油仍是混合物A．①③B．②④C．①④D．②③【解析】石油的分馏是依据各物质的沸点不同经加热汽化和冷凝而分离的操作，故为物理变化，②错；石油分馏实验中，温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处，以测量馏出蒸气的温度，故③错。【答案】C8．下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置。下列叙述错误的是()A．上图实验中发生了化学变化B．液体X的pH>7，液体Y是黑色黏稠状的煤焦油C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色D．液体Y是一种纯净物【解析】煤的干馏产物有NH3，易溶于水而呈碱性，pH>7，同时还生成了煤焦油，它的主要化学成分为芳香族化合物，是难溶于水的黏稠液体。煤干馏的气体产物中的氢气、一氧化碳具有还原性，可以还原CuO，气体产物中的C2H4可使溴水褪色。【答案】D9．利用石油裂化和裂解得到的乙烯、丙烯合成丙烯酸乙酯的路线如图：已知：—CHO—COOH下列判断正确的是()A．生成有机物⑥的原子利用率为100%B．有机物①②③④⑤⑥在一定条件下均可发生加聚反应C．丙烯酸乙酯在稀硫酸中不能发生水解反应D．有机物③④在一定条件下发生加聚反应可得【解析】A项，生成有机物⑥的反应还有H2O生成，原子利用率不是100%，错误；B项，有机物②为CH3CH2OH，不能发生加聚反应，错误；C项，丙烯酸乙酯结构简式为CH2===CHCOOCH2CH3，该有机物在稀硫酸中能发生水解反应，错误；D项，CH3—CH===CH2和CH2===CH－CHO在一定条件下发生加聚反应可生成，正确。【答案】D10．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。部分城市已将PM2.5列入空气质量播报指标。下列有关说法中不正确的是()A．空气中PM2.5含量较高时，容易引起呼吸系统疾病B．国家应该大力开发和使用太阳能、风能、天然气等可再生能源来降低环境污染C．PM2.5在空气中不一定能形成气溶胶D．研制开发燃料电池汽车，减少机动车尾气排放，在某种程度上可以减少空气中PM2.5含量【解析】A项，空气中PM2.5含量较高时，由于微粒粒径较小，易被人直接吸入呼吸道内，从而引起呼吸系统疾病，正确；B项，天然气是不可再生能源，错误；C项，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，如果其直径介于1～100nm之间，则能形成气溶胶，否则不能，正确；D项，研制开发燃料电池汽车，就可以减少机动车化石燃料的燃烧，进而可以减少汽车尾气的排放，因此可以减少固体颗粒物的排放，所以在某种程度上可以减少空气中PM2.5含量，正确。【答案】B二、非选择题11．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________________________________。【解析】(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。(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。【答案】(1)D(2)BD(3)第③步增加冷凝回收装置12．如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题，将石油分馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油。资料一：石蜡是含有20～30个碳原子的烷烃的混合物，常温下呈固态。资料二：石油催化裂化中通常使用Al2O3作催化剂。某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图所示(部分夹持装置已略)。实验过程中可观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化，试管Ⅱ中有少量液体凝结，试管Ⅲ中酸性KMnO4溶液褪色，实验后试管Ⅱ中液体具有汽油的气味。(1)为保证实验成功，实验前必须进行的操作是________；装置中较长导管的作用是__________________________________。(2)试管Ⅱ中少量液体凝结说明了________________________。(3)试管Ⅲ中溶液褪色说明了__________________________。(4)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴？________(填“能”或“不能”)，理由是______________________________。(5)石油裂化的重要意义是______________________________。(6)假设石蜡分子式为二十烷(C20H42)，写出石蜡催化裂化生成烯烃C5H10的化学反应方程式________________________________________。【解析】(1)装入药品之前要先检验装置的气密性。依据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，还可以冷凝气体。(2)依据催化裂化原理，试管Ⅱ中有液体生成，说明生成了含有5个碳原子以上的烃。(3)试管Ⅲ中的酸性KMnO4溶液褪色说明生成了常温、常压下呈气态的含5个碳原子以下的烯烃。(4)由于裂化产物中有烯烃生成，易与溴发生加成反应，所以不能用来萃取溴水中的溴。(5)石油裂化的主要目的是获得更多的轻质燃油，特别是提高汽油的产量和质量。(6)C20H42第一步裂化生成C10H22和C10H20，C10H22再裂化生成C5H12和C5H10。【答案】(1)检验装置的气密性导气、冷凝气体(2)裂化生成了含有5个碳原子以上的烃(3)裂化生成了碳原子数小于5的烯烃(4)不能裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应(5)可以提高石油产品中轻质燃油特别是汽油的产量和质量(6)C20H42C10H22＋C10H20二十烷癸烷癸烯C10H22C5H12＋C5H10癸烷戊烷戊烯13．(1)如图是石油分馏塔的示意图。关于a，b，c三种馏分，下列说法正确的是________(填字母)。A．a的沸点最高B．b的熔点最低C．c的平均相对分子质量最大D．每一种馏分都是纯净物(2)裂化汽油中除含有C5～C11的烷烃外，还含有C5～C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，实验步骤为①先逐滴加入________振荡，如果看到________，则证明有________存在。②继续逐滴加入________至________为止，静置，用分液漏斗分出________(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品，再加入________振荡，如果看到________，则证明裂化汽油中有________存在。【解析】(1)由题图可知，a先分馏出来，c较a、b最后分馏出来，故熔沸点高低顺序为a<b<c，熔沸点越高，烃中含碳原子数越多，其相对分子质量越大。(2)因为烯烃可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，而苯的同系物只能使酸性KMnO4溶液褪色，根据这一性质差异，则先用溴水检验烯烃的存在，再用酸性KMnO4溶液检验苯的同系物的存在。①向样品中逐滴加入溴水，振荡，如看到溴水褪色，则证明有烯烃存在。②继续逐滴加溴水至不再褪色为止，用分液漏斗分出上层的裂化汽油样品，因为加足量溴水后，生成的卤代烷及水的密度均比烷烃和苯的同系物大，所以上层应是烷烃和苯的同系物的混合物。向分出的上层样品中加入酸性KMnO4溶液，如果紫色褪去，则证明有苯的同系物存在。【答案】(1)C(2)①溴水溴水褪色烯烃②溴水不褪色上酸性KMnO4溶液溶液褪色苯的同系物14．直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在如图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。请回答下列问题：(1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有________。(填写字母编号)A．温室效应B．酸雨C．粉尘污染D．水体富营养化(2)在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。①二氧化碳与石灰石浆液反应