人教版 (2019)必修 第二册第三节 环境保护与绿色化学备课ppt课件

第七章   化学与可持续发展

8.3环境保护与绿色化学

一、单选题

1．我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。下列措施中不能减少污染并降碳排放的是

A．完善充电桩、自行车道等相应的配套设施建设，引导公众优先绿色出行

B．大规模开采可燃冰作为新能源和通过清洁煤技术减少煤燃烧污染

C．支持风力发电、光伏发电、潮汐发电等行业健康有序发展

D．加大农村房屋建筑节能改造力度，降低冬季取暖燃料的使用

【答案】B

【解析】A．完善充电桩、自行车道等相应的配套设施建设，提倡电动车、自行车出行，可减少石油燃料的使用，实现减污降碳，故A正确；

B．可燃冰主要成分为甲烷，燃烧产物会产生二氧化碳，大规模开采使用不能实现降碳，故B错误；

C．风力发电、光伏发电、潮汐发电没有污染，没有二氧化碳排放，可以达到降碳的目的，故C正确；

D．加大农村房屋门窗气密性改造力度，减少跑风漏气，可减少化石燃料的使用，实现减污降碳，故D正确；

答案选B。

2．化学与生产生活、环境保护、社会密切相关。下列说法不正确的是

A．太阳能、地热能、生物质能和氢能均属于“新能源”

B．“熔喷布”可用于制作N95型口罩，生产“熔喷布”的主要原料是聚丙烯，它属于纯净物

C．补铁剂与维生素 C 共同服用可提高补铁效果

D．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成

【答案】B

【解析】

A．太阳能、地热能、生物质能和氢能均属于可再生、无污染的新能源，故A错误；

B．聚丙烯中聚合度n为不确定值，属于混合物，故B错误；

C．维生素C具有还原性，补铁剂与维生素 C 共同服用可防止亚铁离子被氧化，提高补铁效果，故C正确；

D．燃煤中加入氧化钙可以吸收煤燃烧生成的二氧化硫，减少二氧化硫的排放，有利于减少酸雨的形成，故D正确；

故选B。

3．2022年2月，我国北京成功举办了第24届冬季奥运会。下列有关说法正确的是

A．速滑馆“冰丝带”使用二氧化碳制冷剂制冰，该制冰过程属于化学变化

B．火炬“飞扬”使用H2作燃料，火焰呈黄色是因为在喷口格栅处涂有钾盐

C．吉祥物“冰墩墩”外壳使用有机硅橡胶材料，该材料属于硅酸盐材料

D．赛事服务用车使用氢燃料电池车代替普通燃油车，有利于实现“碳中和”

【答案】D

【解析】A．速滑馆“冰丝带”使用二氧化碳制冷剂制冰即水冷却结冰，该制冰过程属于物理变化，A错误；

B．火炬“飞扬”使用H2作燃料，焰色反应呈黄色是金属钠的特征焰色，钾的焰色呈紫色，则火焰呈黄色是因为在喷口格栅处涂有钠盐，B错误；

C．吉祥物“冰墩墩”外壳使用有机硅橡胶材料，该材料属于有机高分子材料，而硅酸盐材料属于无机非金属材料，C错误；

D．赛事服务用车使用氢燃料电池车代替普通燃油车，可以减少CO2的排放，故有利于实现“碳中和”，D正确；

故答案为：D。

4．绿色化学也称环境友好化学。下列做法不符合绿色化学理念的是

A．推广使用高效、低毒的新型农药

B．大力发展氢能、风能和太阳能代替化石能源

C．将秸秆等有机质耕埋于耕作的土壤中

D．大量使用无毒的聚乙烯等材料制作食品包装袋

【答案】D

【解析】A． 推广使用高效、低毒的新型农药，对环境友好，符合绿色化学理念，A不符合；

B． 大力发展氢能、风能和太阳能代替化石能源，减少二氧化碳、一氧化碳和二氧化硫等的排放，对环境友好，符合绿色化学理念，B不符合；

C． 将秸秆等有机质耕埋于耕作的土壤中，最终可增强肥效、减少化肥的使用，对环境友好，符合绿色化学理念，C不符合；

D． 大量使用无毒的聚乙烯等材料制作食品包装袋，一旦丢弃会引起白色污染，对环境不友好，不符合绿色化学理念，应使用易降解的无毒材料，D符合；

答案选D。

5．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列说法错误的是

A．铝合金因其密度小、抗腐蚀性能好被用作“神舟十三号”运载火箭的轨道舱壳体

B．推广使用聚碳酸酯可降解塑料有利于保护环境，减少白色污染

C．燃煤中加入CaO主要是为了减少温室气体的排放和酸雨的形成

D．T-碳是一种新型三维碳结构晶体，与金刚石互为同素异形体

【答案】C

【解析】A．合金具有比纯金属有很多优良性能，铝合金具有密度小、抗腐蚀性能等优点，选项A正确；

B．聚碳酸酯可降解塑料在自然界中能够降解，所以推广使用聚碳酸酯可降解塑料有利于保护环境，能减少白色污染，选项B正确；

C．燃煤中加入CaO不能减少二氧化碳的排放，选项C错误；

D．同种元素组成的不同单质为同素异形体，T-碳和金刚石都是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，选项D正确；

答案选C。

6．下列说法不正确的是

A．汽车尾气中含有氮的氧化物，是汽油不完全燃烧产生的

B．风能、太阳能是清洁能源

C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好

D．化石燃料的过度使用是导致酸雨形成的主要原因

【答案】A

【解析】A．汽油为烃的混合物，不含氮元素，汽车尾气中含有氮的氧化物是空气中N2与O2在气缸中产生的，故A说法错误；

B．风能、太阳能对环境无影响，属于清洁能源，故B说法正确；

C．将煤进行深加工后，再燃烧，减少污染气体排放，提高燃烧效率，故C说法正确；

D．化石燃料过渡使用，使SO2大量排放，SO2是引起酸雨的主要原因，故D说法正确；

答案为A。

7．每年的6月5日是世界环境日，环保志愿者倡导人们“你我用行动共同守护地球家园”。下列做法不应提倡的是

A．用布袋替代一次性塑料袋 B．将电子垃圾进行深埋处理

C．将煤液化或气化获得清洁燃料 D．将工业废水净化处理后再排放

【答案】B

【解析】A．使用布袋替代一次性塑料袋购物，能减少塑料袋的使用，有助于减少白色污染，A项正确；

B．电子垃圾进行深埋处理，污染环境，造成水和土壤污染，B项错误；

C．将煤液化或气化，使其充分燃烧，节约了能源，同时减少了污染物的排放，C项正确；

D．将工业废水净化处理后再利用，是节约水资源的具体体现，有利于保护水资源，D项正确；

答案选B。

8．SO2是常见的大气污染物之一，下列措施中能够减少SO2排放量的是

①用天然气代替煤炭作民用燃料

②使用水煤气或干馏煤气作燃料

③硫酸厂使用V2O5作催化剂，加快SO2的转化速率

④将块状煤粉碎，提高其燃烧效率

⑤在煤中加入生石灰后燃用

⑥循环处理吸收塔放出的尾气

A．①②③④⑤ B．①③⑤⑥ C．①②⑤⑥ D．②③④⑥

【答案】C

【解析】①民用煤中，含有S元素，而天然气中不含S元素，因此可以减少SO2的排放，①符合题意；

②水煤气的主要成分是CO、H2，干馏煤气的主要成分是CH4、H2、CO等，所以使用水煤气或干馏煤气作燃料也可以减少SO2的排放量，②符合题意；

③催化剂只能改变反应速率，并不会减少SO2排放，③不符合题意；

④将块状煤粉碎，能够提高其燃烧效率，但不能减少SO2的排放，④不符合题意；

⑤在煤中加入生石灰后燃用，发生反应CaO+SO2=CaSO3，2CaSO3+O2=2CaSO4，减少了二氧化硫气体的排放，⑤符合题意；

⑥循环处理吸收塔放出的尾气，可以提高SO2的利用率，减少SO2的排放，⑥符合题意；

综上，①②⑤⑥符合题意，答案选C。

9．近期我国多地开始施行限电令，减少工业用电。为了改善人类的生存环境与社会可持续发展，节能和寻找清洁的新能源成为人类的必然选择。下列选项不符合这一理念的是

A．贯彻落实国家政策，尽可能节约用电 B．改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰

C．禁止使用燃油车，大力发展新能源汽车 D．为减少化石燃料的使用，积极进行技术创新

【答案】C

【解析】A．节约用电了减少用电浪费，节能环保，A正确；

B．改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰可使燃料完全燃烧，B正确；

C．由于新能源汽车还有很多技术瓶颈未攻破，如电池续航问题，禁止使用燃油车不现实，C错误；

D．为减少化石燃料的使用，积极进行技术创新，开发新能源，D正确；

故选：C。

10．化学与环境密切相关，下列有关酸雨的说法错误的是

A．酸雨是小于7的雨水 B．空气中的主要来自于含硫的煤和石油的燃烧

C．属于大气污染物 D．或都会导致酸雨的形成

【答案】A

【解析】A．酸雨是小于5.6的雨水，故A错误；

B．含硫的煤和石油的燃烧会产生SO2，故B正确；

C．是一种大气污染物，故C正确；

D．会形成硝酸型酸雨，会形成硫酸型酸雨，故D正确；

答案选A。

二、填空题

11．如图是氮在自然界中的循环示意图。

(1)工业上合成氨的化学方程式是_______。

(2)实验室用如图装置(夹持装置已略去)制备NH3，并研究其性质。其中a、b为湿润的红色石蕊试纸。下列关于NH3性质实验的说法中，不正确的是_______。

A．装置乙中，b先变蓝，a后变蓝 B．装置丙中，产生大量白烟

C．装置丁中，试剂可以是水 D．装置丁具有防止倒吸的作用

(3)N2在闪电、雨水等作用下转化为HNO3需经历多步反应，由N2转化为NO的化学方程式是_______。

(4)燃煤、炼钢等过程会产生含有SO2、NO的烟气，为了避免环境污染，研发了多种脱硫脱硝技术。活性炭脱硫脱硝技术的工艺流程如图所示：

①吸收塔1，在100-200℃，SO2在活性炭的吸附催化下生成硫酸，该过程的化学方程式为______。

②吸收塔2，在活性炭的催化作用下，烟气中的NO转化为无毒无害的气体排放到大气中，该过程体现了NH3具有_______(填“氧化性”或“还原性”)。

③吸收塔1中若SO2去除不彻底，进入吸收塔2，会使NH3用量增大，原因是_______(写化学方程式)。

【答案】(1)

(2)A

(3)

(4)          还原性    

【解析】

(1)工业上利用N2和H2合成氨，化学方程式是：。

(2)装置甲是固固加热型气体发生装置，装入氯化铵和氢氧化钙混合粉末，加热制得氨气，氨气密度比空气小，装置乙中a处先与b处接触氨气，氨气进入装置丙，与挥发出来的HCl气体反应生成氯化铵白烟，氨气极易溶于水，在干燥管防倒吸情况下，可接入装置丁中的水进行尾气处理。则：A项，装置乙中是a先变蓝，错误；B项，装置丙中产生大量白烟NH4Cl，正确；C项，装置丁中，试剂可以是水，正确；D项，装置丁干燥管具有防止倒吸的作用，正确；故选A。

(3)N2在空气中受闪电作用转化为NO，化学方程式是：。

(4)含有SO2、NO的烟气在吸收塔1内被空气和H2O共同作用吸收，进入吸收塔2与NH3反应生成可直接排入大气的无污染物质。

①吸收塔1，在100-200℃，SO2在活性炭的吸附催化下生成硫酸，该过程的化学方程式为：；

②吸收塔2中的NO转化为无毒无害的气体N2排放到大气中，N元素化合价从+2价降低到0价，被还原，则该过程体现了NH3具有还原性；

③吸收塔1中若SO2去除不彻底，进入吸收塔2，SO2与NH3发生反应：，则会使NH3用量增大。

12．合理利用资源，加强环境保护，实施低碳经济是今后经济生活主流。据此回答下列问题：

(1)下列措施有利于有效减少二氧化碳的是_______(填字母)。

a．植树造林，保护植被

b．推广使用节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高

c．大力发展风能、潮汐能发电，大力推行太阳能的综合开发

d．加大对石油的开采，并鼓励使用液化石油气

(2)用CO2合成燃料甲醇(CH3OH)是碳减排的新方向。现进行如下实验：某温度下，在体积为0.5 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。该反应的能量变化如图所示。

①该反应为 _______(填“放热”或“吸热”)反应。

②能判断该反应已达化学平衡状态的标志是 _______(填字母)。

a．CO2体积分数保持不变            

b．容器中混合气体的质量保持不变

c．混合气体的平均相对分子质量保持不变

d．CO2的生成速率与H2O的生成速率相等

e．容器中CO2浓度与H2浓度之比为1∶3

③现测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)=_______；此时，CO2的转化率为_______。

(3)在一定的温度和压力条件下，将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) 。催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心，在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO2转化率随温度变化的影响如图所示：

对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是_______，使用的合适温度约为_______℃。

【答案】(1)abc

(2)     放热     acd     0.375 mol·L-1·min-1     75%

(3)     Ni-CeO2     320℃

【解析】

(1)植树造林，推广使用节能电器，大力发展风能、潮汐能发电，大力推行太阳能的综合开发均有利于有效减少二氧化碳的排放；石油燃烧产生二氧化碳，加大对石油的开采，会加大二氧化碳的排放，综上所诉，答案选abc；

(2)①由图知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，故答案为：放热；

②a.在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0)，反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。CO2百分含量保持不变可以说明反应达到平衡状态，a符合题意；

b．根据质量守恒定律可知，容器中混合气体的质量始终保持不变，则混合气体的质量不变，不能说明达到平衡状态，b不合题意；

c．混合气体的平均相对分子质量保持不变，说明混合气体的物质的量保持不变，反应前后气体分子数目发生变化，说明反应达到平衡状态，c符合题意；

d．CO2生成速率与H2O生成速率相等，满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，且反应速率是相反的，因此可以说明达到平衡状态，d符合题意；

e．平衡时浓度不再发生变化，但各物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，因此容器中CO2浓度与H2浓度之比为1∶3，不能说明反应达到平衡状态，e不合题意，

故答案为：acd；

③根据图像可知，反应进行到12 min时达到平衡状态，此时生成甲醇的浓度是1.50 mol·L-1.所以，根据方程式可知，消耗氢气的浓度是1.50 mol·L-1×3=4.50 mol·L-1，所以用氢气表示的反应速率为4.50 mol·L-1÷12 min=0.375 mol·L-1·min-1. CO2的转化量为0.75 mol，CO2的转化率为转化量/起始量=0.75 mol/1 mol=75%，故答案为：0.375 mol·L-1·min-1，75%；

(3)

根据图像1可知，使用Ni-CeO2催化剂CO2的转化率比使用Ni催化剂大，因此工业上应选择的催化剂为Ni-CeO2；使用Ni-CeO2催化剂时，温度在320℃时CO2的转化率达到最大，随后温度升高，CO2的转化率降低；故答案为Ni-CeO2；320℃

13．汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废气中的SO2都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。请回答下列问题：

(1)SO2既是大气污染物，还能形成硫酸型酸雨，燃煤“固硫”可有效减少酸雨，请写出燃煤“固硫”的一种方法：_______。

(2)汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如下所示：

该条件下，N2和O2完全反应生成NO的反应为_______反应(填“放热”或“吸热”)。

(3)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示：

①NiO电极上的电极反应式为_______；

②标准状况下，若Pt电极上消耗11.2 L氧气时，则转移的电子总数为_______。

(4)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应：2NO+2CO2CO2+N2。T℃时，将0.6 mol NO和0.8 mol CO充入2 L密闭容器中，模拟尾气转化，容器中CO物质的量随时间变化关系如图所示：

①图中A、B、C三点处于化学平衡状态的点是_______；

②反应0~10 min内，v(N2)=_______mol·L-1·min-1；

③只改变下列某一反应条件时，能使上述转化速率加快的是_______(填字母序号)。

a．降温                         b．缩小容积

c．使用高效催化剂        d．减小CO2的物质的量

【答案】(1)向燃煤中加入适量生石灰或石灰石

(2)吸热

(3)     NO-2e-+O2-=NO2     2NA

(4)     BC     0.01     bc

【解析】

(1)燃煤“固硫”是向燃煤中加入适量生石灰或石灰石，燃煤燃烧产生的SO2与生石灰反应生成CaSO3，继续被氧化为CaSO4；

(2)根据图中数据知，旧键断裂吸收的总热量为945 kJ+498 kJ=1443 kJ，新键形成放出的总热量为2×630 kJ=1260 kJ，由于断键吸收能量大于成键放出的能量，故N2和O2完全反应生成NO的反应为吸热反应；

(3)①据原电池装置图可知：在NiO电极上NO失去电子被氧化为NO2，所以NiO电极为负极，负极反应式为：NO-2e-+O2-=NO2；

②在Pt电极上O2得到电子被还原为O2-，所以Pt电极为正极，正极的电极反应式为：O2+4e-=2O2-。每消耗1 mol O2转移4 mol电子，在标准状况下反应消耗11.2 L O2时，其物质的量是0.5 mol，则反应过程转移2 mol电子，则转移电子数目是2NA；

(4)①反应体系各组分的物质的量不再改变时即反应达到平衡状态，根据图示可知图中B、C两点达平衡状态；

②反应0~10 min内，v(CO)=，根据反应速率之比等于反应方程式的化学计量数之比知，v(N2)=v(CO)=0.01 mol/(L·min)；

③a．降温会使物质的内能减少，反应速率减慢，a不符合题意；

b．缩小容积导致物质是浓度增大，反应速率加快，b符合题意；

c．使用高效催化剂能够使反应速率大大加快，b符合题意；

d．减小生成物CO2的物质的量，物质的浓度减小，反应速率减慢，d不符合题意；

故合理选项是bc。