2022年高考化学一轮复习讲义第4章第24讲　专项提能特训5　非金属及其化合物对环境的影响

专项提能特训5　非金属及其化合物对环境的影响

1．如图为大气平流层中臭氧层被破坏的一个流程图，下列说法不正确的是(　　)

A．O3转化为O2是物理变化

B．反应①中破坏的化学键为共价键

C．反应②可表示为O3＋Cl===ClO＋O2

D．少量的Cl能破坏大量的O3

答案　A

解析　O3转化为O2是同素异形体间的转化，属于化学变化，故A错误；反应①是ClO＋O===O2＋Cl，破坏的化学键为Cl—O共价键，故B正确；结合图示分析反应②是臭氧和氯原子反应生成ClO和氧气，故C正确；分析可知氯原子会和臭氧反应破坏臭氧分子结构，氯原子在反应中作催化剂，少量的Cl能破坏大量的O3，故D正确。

2．SO2属于严重的大气污染物，可用H2与SO2高温反应消除SO2的污染，其反应原理可分为两步，过程如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．SO2排放到空气中会形成pH≈5.6的酸雨

B．可用CuSO4溶液检验是否有X气体生成

C．在100～200 ℃温度时发生的是置换反应

D．工业上可用浓硝酸处理工业尾气中的SO2

答案　B

解析　酸雨的pH<5.6，故A错误；由已知分析可知X气体为H2S，能与CuSO4反应，生成黑色的不溶于水和酸的硫化铜沉淀，所以可用CuSO4溶液检验是否有X气体生成，故B正确；在100～200 ℃温度时发生的反应为2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，不是置换反应，故C错误；若用浓硝酸处理工业尾气中的SO2，会产生含氮元素的大气污染物(即氮的氧化物)，故D错误。

3．酸雨的主要成分是H2SO4，以下是形成途径之一：①NO2＋SO2===NO＋SO3，②2NO＋O2===2NO2，③SO3＋H2O===H2SO4，以下叙述错误的是(　　)

A．NO2由反应N2＋2O22NO2生成

B．总反应可表示为2SO2＋O2＋2H2O2H2SO4

C．还可能发生的反应有4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3

D．还可能发生的反应有4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3

答案　A

解析　A项，N2＋O22NO，不能生成NO2，错误；B项，①×2＋②＋③×2得：2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，正确；C项，利用3NO2＋H2O===2HNO3＋NO④以及④×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，正确；D项，利用3NO2＋H2O===2HNO3＋NO④以及④×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，正确。

4．工厂排放的SO2烟气对环境造成污染，某企业用下图流程综合处理，下列有关说法正确的是(　　)

A．二氧化硫吸收塔中发生的反应为SO2＋SO＋H2O===2HSO

B．氨气吸收塔中发生的反应为HSO＋OH－===H2O＋SO

C．上述流程利用的是氧化还原反应原理

D．上述流程可循环利用的物质有2种

答案　A

解析　SO2吸收塔中发生反应：SO2＋SO＋H2O===2HSO，故A正确；氨气吸收塔中发生反应：HSO＋NH3·H2O===H2O＋NH＋SO，故B错误；各反应中各元素化合价不变，故C错误；上述流程可循环利用的物质为亚硫酸铵，故D错误。

5．下图是硫元素在自然界中的循环图。下列有关说法不正确的是(　　)

A．大量使用化石燃料是形成酸雨的原因之一

B．循环过程中既有硫元素的氧化也有硫元素的还原

C．若有机体中的硫存在形式是，硫元素显－2价

D．大气中的SO2必须氧化成SO3才能形成酸雨

答案　D

解析　若有机体中的硫存在形式是，硫元素的电负性比碳元素大，也比氢元素大，硫元素显－2价，故C正确；大气中的SO2也可先转化成H2SO3，亚硫酸再被氧化成硫酸形成酸雨，故D错误。

6．为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：

下列说法不正确的是(　　)

A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3

B．X可以是空气，且需过量

C．捕获剂所捕获的气体主要是CO

D．处理含NH废水时，发生反应的离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O

答案　B

解析　SO2、CO2与过量石灰乳反应生成CaSO3、CaCO3，故固体1中主要含有CaSO3、CaCO3、Ca(OH)2，A项正确；X可以是空气，但不能过量，若空气过量，通过NaOH溶液后得不到NaNO2溶液，而是得到NaNO3溶液，B项不正确；N2无污染，CO无法被NaOH溶液吸收，捕获剂主要捕获CO，C项正确；NH与NO在溶液中发生氧化还原反应生成N2和H2O，D项正确。

7．当前，汽车尾气已经成为许多城市空气的主要污染源。研究表明，含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物，其原理如下：

下列关于该“消除”过程的叙述不正确的是(　　)

A．部分光能转变为化学能

B．消除总变化为NOx＋O2＋H2O―→HNO3

C．消除反应能全天候发生

D．使用纳米TiO2的消除效率更高

答案　C

解析　由流程知，部分光能转变为化学能，故A正确；由流程知，氧气、水和NOx参与反应最后生成硝酸，所以消除总变化为NOx＋O2＋H2O―→HNO3，故B正确；消除反应只能在紫外线存在时才可以发生，不能全天候发生，故C错误；使用纳米TiO2能增加接触面积，消除效率更高，故D正确。

8．以Fe3O4/Pd为催化材料，可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NO，其反应过程如图所示[已知Fe3O4中含有、，分别表示为Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)]。下列说法正确的是(　　)

A．N2的电子式为N⋮⋮N

B．过程①中NO的N元素被氧化

C．总反应中H2的化学计量数为3

D．每消耗12 g H2，处理掉4 mol NO，同时消耗2 mol H＋

答案　C

解析　氮气分子中含有1个氮氮三键，每个N原子均满足8电子稳定结构，氮气的电子式为N⋮⋮N，故A错误；过程①中NO的＋3价N元素变为0价，化合价降低被还原，故B错误；总反应方程式为2H＋＋2NO＋3H2N2＋4H2O，H2的化学计量数为3，故C正确；12 g H2的物质的量为＝6 mol，根据2H＋＋2NO＋3H2N2＋4H2O可知，消耗6 mol氢气同时消耗4 mol氢离子，故D错误。

9．近年来，地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO)，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．Ir的表面发生反应：N2＋H2O===H2＋N2O

B．若导电基体上的Pt颗粒越多，处理相同量的水样，消耗的H2的量越多

C．若导电基体上只有单原子铜，也可消除含氮污染物

D．若导电基体上的Pt颗粒增多，有利于降低溶液中的含氮量

答案　B

解析　由原理的示意图可知，Ir的表面发生反应：H2＋N2O===N2＋H2O，故A错误；Pt颗粒使NO转化为NH，需得到更多的电子，故消耗的H2更多，故B正确；若导电基体上只有单原子铜，不能形成原电池，所以不能消除含氮污染物，故C错误；由原理的示意图可知，若导电基体上的Pt颗粒增多，则NO会更多的转化成铵根，不利于降低溶液中的含氮量，故D错误。

10．(2019·江苏，16)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。

(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为________________________________。

(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为

NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O

2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O

①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有______(填字母)。

A．加快通入尾气的速率

B．采用气、液逆流的方式吸收尾气

C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液

②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是____________(填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)。

(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。

①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO，其离子方程式为_________________。

②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是_____________________________。

答案　(1)2NH3＋2O2N2O＋3H2O

(2)①BC　②NaNO3　NO

(3)①3HClO＋2NO＋H2O===3Cl－＋2NO＋5H＋

②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强

解析　(1)NH3被O2氧化生成N2O，N元素从－3价升至＋1价，1 mol NH3失去4 mol e－，O元素从0价降至－2价，1 mol O2得到4 mol e－，根据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式。(2)①A项，通入尾气速率过快时，尾气吸收不充分，错误；B项，采用气、液逆流方式吸收尾气时，尾气吸收会更充分，正确；C项，补充NaOH溶液，c(OH－)增大，能更充分的吸收尾气，正确。②NO2与NaOH反应可生成NaNO2、NaNO3和水，所以NaNO2晶体中会混有NaNO3杂质。由吸收尾气的主要反应可知，NO2吸收更充分，故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。(3)①HClO氧化NO生成NO，自身被还原为Cl－，根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式。②氧化NO的是HClO，NaClO在酸性条件下会生成HClO，所以pH越小，溶液中HClO的浓度越大，NO转化率越高。