（人教版2019必修第二册）高一化学下学期 专题14 环境保护与绿色化学（原卷版+解析）

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0 0 专题14 环境保护与绿色化学思维导图知识详解考点1 化学与环境保护1．生态系统：包括人类和其他生物生存的生物圈与大气圈、水圈和岩石圈。2．环境问题：一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，二是指工农业生产和人类生活所造成的环境污染。3．“三废”污染——废气、废液和废渣(1)大气污染：①大气污染物主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。②次生污染物及其次生污染的产生(2)水体污染①污染原因：工农业生产和生活中产生污水的任意排放。②处理方法： = 3 \* GB3 ③污水的“三级”处理方法。 (3)固体废物污染工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用两个重要目的。4．六大环境问题及其危害【典例1】雾霾天气已经严重影响了我国多数人的正常出行和生活节奏。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是(　　)。A．加高工厂的烟囱，使烟尘和废气远离地表B．推广使用燃煤脱硫技术，防止SO2污染C．研制新型高效可充电电池，发展纯电动汽车D．开发利用绿色能源(如太阳能)替代化石燃料【典例2】下列有关环境问题的说法正确的是(　　)。A．煤燃烧时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的含量B．臭氧的体积分数超过10-5%的空气有利于人体健康C．pH在5．6~7．0之间的雨水通常称为酸雨D．含磷合成洗涤剂易被细菌分解，故不会导致水体污染考点2 绿色化学1．绿色化学思想：也称环境友好化学，其核心思想就是改变“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。2．原子经济性反应：就是反应物的原子全部转变为期望的最终产物，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物，其中，原子利用率＝eq \f(期望产物的总质量,生成物的总质量)×100%。3．绿色化学对化学反应的要求4．开发和利用自然资源的原则：遵循减量化、再利用和再循环的原则，践行绿色发展理念，保护生态环境。1．“绿色化学”的含义(1)核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。(2)绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：①采用无毒、无害的原料；②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；③产品应该是环境友好的；④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。2．原子经济性原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义式可表示为：原子利用率＝eq \f(期望产品的总质量,生成物的总质量)×100%。经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。3．各种“绿色”新概念(1)绿色能源：甲醇、乙醇、菜籽油等可再生的清洁能源；(2)绿色氧化剂：过氧化氢和臭氧；(3)绿色食品：安全、无公害的营养食品；(4)绿色消费：崇尚自然追求健康，在生活舒适的同时节约资源实现可持续消费；(5)绿色商品：对环境无污染、无公害的商品；(6)绿色农药：无残留、无公害的农药；(7)绿色材料：在原料采集，产品制造、使用和再循环利用以及废物处理等环节中与生态环境和谐共存并有利于人类健康的材料；(8)绿色消毒剂：臭氧。【典例3】绿色化学的核心是反应过程的绿色化，即要求原料物质中的所有原子被完全利用且全部转入期望的产品中，下列过程不符合这一思想的是(　　)。A．甲烷与氯气反应制氯仿：CH4+3Cl2CHCl3+3HClB．烯烃与水煤气发生的羰基合成反应：+CO+H2RCH2CH2CHOC．甲烷、CO合成乙酸乙酯：2CH4+2COCH3COOCH2CH3D．乙烯合成聚乙烯：nCH2=CH2?CH2—CH2?【典例4】“绿色化学”是指从源头上消除或减少对环境的污染。下列实验或实验过程符合化学实验“绿色化学”原则的是(　　)。A．用过氧化氢溶液代替高锰酸钾制取氧气B．用纳米铜粉代替铜丝进行铜和浓硝酸反应的实验C．用溴水代替碘水进行萃取实验D．为了让学生更清楚地看到实验现象，用较多量的氯气进行性质实验专项练习一、选择题1．(2022·江苏省高邮市重点中学高三第一次诊断测试)我国承诺2060年前实现碳中和：碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。下列不利于实现“碳中和”的是( )A．植树造林 B．节能减排 C．焚烧秸秆 D．风力发电2．(2022·浙江省杭州“六县九校”联盟高一期中联考)垃圾分类并回收利用，可以减少污染，节约自然资源。下列垃圾投放有错误的是( )3．(2022·江苏省徐州市高一期中)2022年4月22日是第53个世界地球日，其主旨是提高民众对现有环境问题的意识，通过绿色低碳生活，改善地球的整体环境。下列做法符合这一主旨的是( )A．垃圾分类处理，实现资源的再利用 B．城市街道中的落叶就地焚烧，以改善城市环境C．废旧电池掩埋处理，可以节约处理费用 D．施用大量农药，提高农作物的产量4．(2022·河南省部分名校高三摸底联考)我国力争在2060年前实现碳中和，即二氧化碳排放量“收支相抵”。下列做法对促进碳中和没有直接效果的是( )A．有机化工生产中原子利用率达到100%B．用可燃冰代替煤作燃料C．大力开发新能源代替传统的化石燃料D．在煤中加石灰石降低污染气体的排放5．(2022·上海市市北中学高一期中)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pH小于7的雨水 B．空气中的SO2主要来自于含硫的煤和石油的燃烧C．SO2属于大气污染物 D．NO2或SO2都会导致酸雨的形成6．(2022·上海市七宝中学高一月考)下列措施不利于我国“碳达峰、碳中和”目标的是( )A．发电端的减碳：鼓励煤电、光伏、风电、水电、核电等能源的发展B．消费端的减碳：利用植物生产生物降解塑料可做到碳的循环和零排放C．消费端的减碳：推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装D．配套措施之碳捕捉：使用溶剂对CO2进行吸收，最后吹出CO2气体压缩再利用7．(2022·湖北省武汉市高三下学期高三调研考试)武汉，百湖之市；东湖、城市绿心。下列有关东湖的治理中，没有涉及化学变化的是( )A．定期打捞湖面垃圾，并进行垃圾分类 B．工业废水经处理、达标后再排放C．在水下种植沉水植物，实现自我修复 D．将淤泥经无害化处理，用作园林用土8．(2022·山东省菏泽市二模)2022年1月，国务院办公厅印发了《中央生态环境保护整改工作办法》，凸显了国家治理环境的决心和力度。下列说法不正确的是( )A．工业上用氨水消除燃煤烟气中的SO2B．纳米铁粉主要通过物理吸附除去污水中的Cu2+、Hg2+、Ag+等重金属离子C．中国空间站宇航员采用多次蒸馏的方法，从尿液中分离出纯净水，实现了水的再生循环D．中国科学院在国际上首次实现了从CO2到淀粉的全合成，有利于促进“碳中和”9．(2022·山东省高三模拟预测)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10．(2022·江苏省南京市二模)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”11．(2022·重庆市育才中学高一月考)在2021年两会上李克强总理指出，要打好节能减排和环境治理攻坚战。下列做法与此不相符的是( )A．推广使用新能源汽车 B．积极进行垃圾分类C．禁止使用农药、化肥 D．工业废水处理达标后排放12．(2022·湖北省部分示范高中高一期中考试)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13．(2022·吉林省吉林市高三调研考试)《可再生能源法》倡导碳资源高效转化及循环利用。下列做法与上述理念不相符的是( )A．加快石油等化石燃料的开采和使用 B．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染C．以CO2为原料生产可降解塑料 D．将秸秆加工转化为乙醇燃料变废为宝14．(2022·陕西省蒲城县教学研究室高三期中)2022年北京—张家口第24届冬季奥林匹克运动会的三大理念是“以运动员为中心、可持续发展、节俭办”，下列做法与可持续发展宗旨相违背的是( )A．用天然气代替汽油和柴油作发动机燃料B．加高工厂的烟囱，使烟尘和废气远离地表C．禁止未经处理的工业废水和生活污水任意排放D．推广使用煤炭、石油脱硫技术15．(2022·河北省神智达省级联测)为了2030年实现碳达峰和2060年实现碳中和，“十四五”期间生态环境与资源综合利用发展途径对煤炭行业高质量发展具有重要意义。下列相关说法错误的是( )A．开发煤炭废弃资源的高值、高效利用技术能降低二次污染B．煤的综合利用有利于保护自然环境和社会的可持续发展C．向煤中加人适量碳酸钙可减少燃烧产物中二氧化碳的量D．利用太阳能等清洁能源代替煤炭，有利于节约资源、保护环境16．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应不正确的是(　　)17．(2022·海南省中部六市一县高三模拟考试)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18．(2022·福建省宁德市普通高中毕业班高三下学期质量检测)2022年3月30日，习总书记在参加首都义务植树活动时提出：森林是水库、钱库、根库，现在应该再加上一个“碳库”。下列有关说法错误的是( )A．森林植物通过光合作用吸收CO2B．利用CO2合成淀粉，实现碳的循环利用C．海水吸收过量CO2，对海洋环境没有影响D．利用新型材料和技术，将二氧化碳“填埋”有利于实现“碳中和”19．(2022·湖南省邵阳市高一期中)2022年10月将在湖南长沙召开可持续废物处理和资源回收国际会议，该会议将汇集世界各地的科学家、工程师和其他专家，共同为环境可持续发展和低碳生活贡献智慧。下列做法中不利于实现可持续发展和绿色化学理念的是( )A．工业生产过程产生的三废不加处理任意排放B．生活垃圾不随意丢弃，分类回收处理再利用C．使用高效催化剂将汽车尾气转化为氮气和二氧化碳D．利用工业废气中的二氧化碳制造全降解塑料20．(2022·山东省潍坊市二模)“打造青山常在、绿水长流、空气常新的美丽中国，让锦绣河山造福人民”。下列水处理方法错误的是( )A．用臭氧进行自来水消毒 B．向酸性废水中加生石灰进行中和C．用FeS除去工业废水中的Cu2+和Hg2+ D．用Na2SO4除去硬水中的Mg2+和Ca2+21．(2022·浙江省杭州市含周边重点中学高一期中联考)硫、氮及其化合物对人类生存和发展意义重大，其氧化物易造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是( )A．NO2、SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体B．浓硫酸具有强吸水性，能吸收蔗糖中的水分并使其炭化C．浓HNO3和稀HNO3与反应的还原产物分别为NO2、NO，故稀HNO3氧化性更强D．汽车尾气中含有的已成为城市空气的主要污染源之一22．习总书记多次强调要“像对待生命一样对待生态环境”。下列说法不正确的是( )A．赤潮是水体富营养化，藻类大量繁殖，消耗了大量氧气，造成水体缺氧的现象B．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除C．汽车尾气的大量排放是造成雾霾天气的因素之一D．用明矾可消除水中Cu2+等重金属离子污染23．2022年北京冬奥会和冬残奥会通过科技助力“碳中和”，体现绿色环保理念。下列说法错误的是( )A．冬奥会火炬“飞扬”采用碳纤维与树脂复合材料，对比传统金属材质，碳纤维密度小、强度高B．冬奥会火炬用加入金属盐类的氢气为燃料，火焰并非淡蓝色是由于金属盐类的焰色反应，焰色反应属于化学变化C．冬奥会采用二氧化碳跨临界直冷制冰代替氟利昂等制冷剂，具备环保节能、来源广泛、安全无毒等优点D．冬奥会颁奖花束所用的编织材料是以羊毛为原料的绒线，其主要成分为蛋白质24．第22届冬奥会将于2022年2月4日在北京开幕，科技部提出了“科技冬奥”理念，并将重点着力于做好此次冬奥会的科技支撑保障工作。下列说法不正确的是( )A．北京冬奥会将使用二氧化碳跨临界制冰机组，与传统制冷剂氟利昂相比更加环保B．轻质高强度的碳纤维有舵雪橇中的碳纤维是一种高分子材料C．冬奥会上将采用紫外杀菌技术对手机和笔记本电脑进行消毒，这是利用紫外线使蛋白质变性D．冬奥会将采用氢燃料电池车，还开发了全新的车载光伏发电系统，体现了“绿色出行”的理念25．(2022·山东省潍坊第四中学高一月考)“碳中和”是指一定时间内排放的碳总量与吸收的碳总量相互抵消，实现碳“零排放”，下列有关碳循环、碳中和的说法，错误的是( )A．每个人都在参与碳循环，碳循环中的“碳”是指碳单质B．开发可再生能源，降低化石燃料的需求量，以控制二氧化碳排放量C．大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林，以控制二氧化碳排放量D．碳中和能有效维持碳循环的相对稳定，控制日趋严重的温室效应26．(2022·吉林省长春外国语学校高一月考)“碳中和”是指CO2 的排放总量和减少总量相当。我国提出2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。2021年5月9日，我国第一所培养“碳中和”领域专门人才的新型研究型学院-西北大学榆林碳中和学院成立。下列科学研究对实现“碳中和”没有帮助的是( )A．燃煤中添加石灰石，以消除SO2对环境的污染B．化学反应就是原子重新组合的过程，研究新型化学反应实现原子利用率100%C．开发新型催化剂直接利用太阳能和水制备氢气，进而制造氢能汽车D．开发新型光伏电池材料，提高太阳能电池的光电转换效率27．(2022·湖南省邵阳市高一期中)2022年10月将在湖南长沙召开可持续废物处理和资源回收国际会议，该会议将汇集世界各地的科学家、工程师和其他专家，共同为环境可持续发展和低碳生活贡献智慧。下列做法中不利于实现可持续发展和绿色化学理念的是( )A．工业生产过程产生的三废不加处理任意排放B．生活垃圾不随意丢弃，分类回收处理再利用C．使用高效催化剂将汽车尾气转化为氮气和二氧化碳D．利用工业废气中的二氧化碳制造全降解塑料28．(2022·浙江省杭州市“六县九校”高一期中联考)我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。下列措施中不利于实现漫画中提到的“碳中和”目标的是( )A．将煤转化为煤粉再燃烧，可以从根本上杜绝碳排放B．农村推广风力发电、光伏发电有利于“碳达峰、碳中和”C．努力开发太阳能、氢能等多种形式能源，降低化石燃料需求量，控制CO2排放量D．推广使用新能源汽车有利于促进碳达峰、碳中和二、非选择题29．工业上用“碳捕捉”技术将CO和CO2混合气体中的CO2捕捉并回收CO，其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)：(1)反应②分离出的CO2可制成干冰，干冰常用于___________________。(2)“捕捉室”中发生反应的化学方程式为___________________________。(3)反应①在“反应分离室”内进行，将NaOH溶液和CaCO3分离的操作是________。(4)下列有关该捕捉过程的叙述正确的有___________。A．捕捉到的CO2可用于制备其他化工产品，减少了温室气体的排放B．“反应分离室”中的反应要吸收大量热C．整个过程中只有一种物质可循环利用D．能耗大是该捕捉技术的一大缺点30．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_______________________________________________________。31．中国“十九大”规划纲要提出节能减排(指的是减少能源浪费和降低废气排放)，这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是维护中华民族长远利益的必然要求。请你分析并回答下列问题：(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染，具有“原子经济性”，下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是________(填字母)。A．制备环氧乙烷：2CH2==CH2＋O2eq \o(――→,\s\up7(催化剂)) B．制备硫酸铜：Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(加热))CuSO4＋SO2↑＋2H2OC．制备甲醇：2CH4＋O2eq \o(――――→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热、加压))2CH3OHD．制备硝酸铜：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(2)工业上目前使用两种方法制取乙醛——“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”。下面两表提供生产过程中原料反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息：表一：原料、反应条件、平衡转化率、日产量表二：原料来源生产工艺从两表中分析，现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因。①从产率和产量角度分析：___________________________________。②从环境保护和能耗角度分析：___________________________。32．(2022·北京市北师大实验中学高一期中)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)。水体污染物处理方法难溶性细小悬浮物物理法——利用混凝剂通经沉淀、过滤除去可溶性污染物化学法——根据化学性质采用中和法、氧化还原法等方法经沉淀除去复杂有机污染物生物法——通过微生物代谢作用转化为简单的、无害的物质除去环境问题主要污染物主要危害酸雨(雨水pH