2020届人教版高中化学必修2第四章《化学与自然资源的开发利用》测试卷

第四章《化学与自然资源的开发利用》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.用铝热法从下列氧化物中还原出物质的量相同的金属所消耗的铝最少的是()
A． Fe3O4
B． MnO2
C． V2O5
D． Cr2O3
2.下列表述正确的是()
A．甲烷、苯、乙醇和乙酸都能发生加成反应
B．欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质，可加入CuSO4溶液
C． PP塑料(聚丙烯)结构简式为
D．丁烷催化裂解可按两种方式进行：C4H10―→C2H4＋C2H6；C4H10―→CH4＋C3H6
3.下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是()
A．用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁
B．在加热情况下利用氢气还原三氧化二铝得到金属铝
C．用铝热法炼得熔点较高的金属铬
D．直接加热氧化汞得到金属汞
4.2012年“3·15”晚会主题为“共筑诚信，有你有我”。

国家质检总局公布了一系列不合格产品。

如液化气中添加二甲醚、用医疗垃圾塑料生产儿童玩具、灭火器中药品的浓度大幅降低、休闲服装中的纤维成分及甲醛含量不达标、食品添加剂的安全使用等。

下列有关叙述不正确的是()
A．二甲醚是一种有机溶剂，它的同分异构体乙醇是一种很好的汽油添加剂
B．泡沫灭火器中一般利用铝离子与碳酸氢根离子水解来形成气体
C．甲醛在家庭装修中主要来自胶合板及油漆，同时它还是一种杀菌剂，可用于食品杀菌
D．食品添加剂既有来自于天然物质的分离，也有来自于生化合成的，添加适量的添加剂不影响人体健康
5.人类在提高自身生活水平的同时还应关注环境问题，下列叙述不正确的是()
A．化石燃料的高消耗、森林面积的锐减是造成大气中二氧化碳浓度增高的主要原因
B．氮氧化物和硫的氧化物都是形成酸雨的主要物质
C．冬季取暖大量燃烧煤所释放出的有害气体是造成城市光化学烟雾的最主要原因
D．当进入水体的氮的含量增大时，会造成水体的富营养化从而破坏水质
6.石油加工的各种处理过程中，属于裂化过程的是()
A．分离出汽油和煤油
B．原油脱盐、脱水
C．十六烷变为辛烷和辛烯
D．将直链烃变为芳香烃
7.下列说法中不正确的是()
A．与煤、柴油相比较，天然气是一种比较清洁的化石燃料
B．乙醇是一种可再生能源，作为燃料的优点是完全燃烧的产物不污染环境
C．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源能有效改善空气质量
D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不再增加，因此煤的气化毫无意义
8.某物质大量使用会破坏高空中的臭氧层，这种物质是()
A．乙烯
B．氟氯烃
C．玻璃
D．光导纤维
9.能用铝作原料来冶炼难熔的金属是因为()
A．铝的密度小，熔点较低
B．铝在空气中燃烧放出大量的热
C．铝在金属活动性顺序表中排在较前面
D．铝具有还原性，发生铝热反应时放出大量热
10.生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能固化为化学能而贮存在生物质内部的能量。

江苏是全国以试验性利用生物质能最多的省份。

下列说法不正确的是()
A．在生物质能产业，“地沟油”是生物柴油的重要原料之一
B．生物质能具有可再生性、低污染性、广泛分布性等特点
C．生物质能资源包括：森林能源、农作物秸秆、禽畜粪便、生活垃圾
D．“生物柴油”与“柴油”的化学成分相同
11.下列关于有机物结构、性质的说法正确的是()
A．石油的分馏、裂化和煤的干馏都是化学变化
B．乙烯分子与苯分子都能与H2发生加成反应，说明二者所含碳碳键相同
C．甲烷、苯、乙醇、乙酸和乙酸乙酯在一定条件下都能发生取代反应
D．淀粉、油脂、蛋白质都能发生水解反应，都属于天然有机高分子化合物
12.下列说法正确的是()
A．禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染
B．聚乙烯可发生加成反应
C．煤的干馏和石油的分馏均属化学变化
D．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯
13.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()
A．氧化物：CO；环境问题：煤气中毒；主要来源：含碳燃料的不完全燃烧
B．氧化物：SO2；环境问题：光化学烟雾；主要来源：汽车尾气的排放
C．氧化物：NO2；环境问题：温室效应；主要来源：工厂废气的排放
D．氧化物：CO2；环境问题：酸雨；主要来源：化石燃料的燃烧
14.下列有关“绿色化学”及“绿色食品”的描述均正确的组合是()
①“绿色化学”是指绝对无污染的化学过程
②“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的化学过程
③“绿色化学”是没有或尽可能少污染的化学过程
④“绿色化学”是人们理想中的化学过程，无法实现
⑤治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴
⑥合理施用农药属于“绿色化学”
⑦加强环境监测属于“绿色化学”过程
⑧开发利用氢能源属于“绿色化学”
⑨富含叶绿素的食品属于“绿色食品”
⑩新鲜的蔬菜属于“绿色食品”
⑪无污染的安全、优质、营养类食品属于“绿色食品”
⑫贴有“绿色”防伪标志的食品属于“绿色食品”
A．③⑧
B．①②③⑤⑥⑧⑩
C．②⑥⑦⑨
D．④
15.下列转化不属于煤或石油的综合利用的是()
A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C．将煤变为煤饼作燃料
D．将石油裂解制得乙烯等化工原料
二、实验题(共3小题)
16.孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2，某同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下：
①将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸；
②将反应后的混合物过滤；
③向滤液中加入一种金属粉末。

根据上述实验方案，试回答：
(1)第①步反应中的现象为________________________________________________________。

(2)第③步加入的金属粉末是______________________________________________________，
理由是________________________________________________________________________。

(3)若向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热灼烧后再通入________________气体，可制得较纯净的铜。

17.某化学小组的同学取一定量的Al和Fe2O3的混合物进行铝热反应，并探究熔落物的成分。

已知：Al、Fe的熔、沸点数据如下。

请回答下列问题：
(1)某同学猜测，铝热反应所得到的熔落物是铁铝合金。

理由：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，所以铁和铝能形成合金。

你认为他的解释是否合理？________(选填“合理”或“不合理”)。

设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔落物中含有金属铝：________________________________________________________________________。

(2)另外一名同学观察到熔落物呈黑色，他认为铝热反应中有少量Fe3O4生成，该同学设计如下实验验证他的结论：取少量熔落物，用稀硫酸溶解，加水稀释后滴加3～4滴KSCN溶液。

若溶液变为红色，则有Fe3O4生成；否则没有Fe3O4生成。

该同学的实验方案是否合理？说明你的理由。

18.地球上海水中溴的储藏量丰富，约占地球溴总储藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mg·L－1。

其工业提取方法有：
(1)空气吹出纯碱吸收法。

方法是将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。

该方法涉及的反应有：
①________________________________________________________________________(写出离子方程式)；
②3Br2＋3CO===BrO＋5Br－＋3CO2↑，该反应的氧化剂是________，还原剂是________；
③BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O。

(2)空气吹出二氧化硫吸收法。

该方法基本同(1)，只是将溴吹出后是用二氧化硫来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。

单质溴与二氧化硫反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

(3)溶剂萃取法。

该法是利用单质溴在水中和有机溶剂中溶解度不同的原理来进行的。

实验室中萃
取用到的实验仪器名称是________。

下列可以用于海水中溴的萃取的溶剂是________(填序号)。

①乙醇②四氯化碳③硝酸
三、计算题(共2小题)
19.铝热反应不仅用于焊接钢轨，而且还常用于冶炼熔点较高的金属如钒、铬、锰等。

请配平下列用铝热反应冶炼金属钒和钴的化学方程式，指出哪些物质是还原剂、哪些物质是氧化剂，并计算生成1 mol各种金属分别需要纯铝的质量。

V2O5＋Al——Al2O3＋V
Co3O4＋Al——Al2O3＋Co
20.以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。

(1)若电解食盐水时消耗NaCl的质量为234 g，则在理论上最多可得氯气的体积为________升(标准状况)。

(2)若将2 mol的氯气通入足量石灰乳中，理论上可得到次氯酸钙________克。

四、填空题(共3小题)
21.聚苯乙烯的结构为，试回答下列问题：
(1)聚苯乙烯重复出现的结构单元是________，单体是________。

(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该高聚物的结构单元重复出现的次数是n＝________。

(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物，试推测：________(“能”或“不能”)溶于CHCl3；具有________(填“热塑”或“热固”)性。

22.合理利用资源，加强环境保护，降低碳排放，实施低碳经济是今后经济生活主流。

回答下列问题：
(1)下列措施不利于有效减少二氧化碳的是________(填字母)。

a．植树造林，保护森林，保护植被
b．加大对煤和石油的开采，并鼓励使用液化石油气
c．大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电，大力推行太阳能的综合开发
d．推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高
(2)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，如将CO2和H2以1∶4的物质的量之比混合通入反应器，在适当条件下反应可获得一种重要能源。

请完成以下化学方程式：
CO2＋4H2________＋2H2O
(3)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1 L的密闭容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，能判断该
反应已达化学平衡的标志是________(填字母)。

a．CO2百分含量保持不变
b．容器中混合气体的质量保持不变
c．容器中H2浓度与CO2浓度之比为3∶1
d．CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等
现测得CO2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)＝________。

(4)以KOH为电解质的甲醇燃料电池总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。

通入甲醇的电极为燃料电池的________(填“正”或“负”)极，正极反应式为____________。

23.由铝和某些金属氧化物组成的混合物在化学上称为铝热剂，该混合物在高温条件下能发生置换反应。

为确定某铝热剂样品(铝和氧化铁)的组成，分别进行下列实验：
(1)若取10.7 g该样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为
a L。

反应的化学方程式是_____________________________________________________，
样品中铝的质量分数是________(用含a的表达式表示)。

(2)若取同质量的样品，在高温下使其恰好反应，则a＝________L；该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

答案解析
1.【答案】A
【解析】根据氧化物元素化合价的变化判断得失电子数目，还原出物质的量相同的金属所消耗的铝最少，金属元素的化合价的变化应最少。

A项，生成1 mol Fe，需得电子mol；
B项，生成1 mol Mn，需得电子4 mol；
C项，生成1 mo lV，需得电子5 mol；
D项，生成1 mol Cr，需得电子3 mol，
则得电子最少的为Fe3O4，消耗的铝最少。

2.【答案】D
【解析】甲烷、乙醇和乙酸中不含碳碳双键或三键等不饱和键，所以不能发生加成反应，A错误；硫酸铜属于重金属盐，能使蛋白质变性，蛋白质变性是不可逆的，所以不能用硫酸铜从水中析出蛋白质，可以用硫酸钠从水中析出蛋白质，B错误；聚丙烯的结构简式为，C错误；碳链断裂形式为1个碳原子和3个碳原子时，方程式为CH3CH2CH2CH3CH4＋CH2===CH—CH3，碳链断裂形式为各2个碳原子，方程式为CH3CH2CH2CH3CH2===CH2＋CH3CH3，D正确。

3.【答案】B
【解析】铝的活泼性比氢强，不能通过热还原的方法冶炼，应选用电解法冶炼，B项符合题意。

4.【答案】C
【解析】二甲醚和乙醇是同分异构体，二甲醚是一种有机溶剂，乙醇也是一种很好的汽油添加剂，A正确；泡沫灭火器中一般利用铝离子与碳酸氢根离子相互促进水解生成氢氧化铝和二氧化碳，B正确；甲醛对人体有害，不可用于食品杀菌，C错误；食品添加剂既有来自于天然物质的分离，也有来自于生化合成的，添加适量的添加剂不影响人体健康，D正确。

5.【答案】C
【解析】化石燃料的使用生成二氧化碳，森林可吸收二氧化碳，所以化石燃料的高消耗、森林面积的锐减是造成大气中二氧化碳浓度增高的主要原因，A正确；氮氧化物和硫的氧化物使雨水酸性增强，都是形成酸雨的主要物质，B正确；汽车尾气是造成城市光化学烟雾的最主要原因，取暖大量燃烧煤所释放出的有害气体可导致酸雨和温室效应，故C错误；氮元素可导致水中藻类植物大量繁殖，会造成水体的富营养化从而破坏水质，D正确。

6.【答案】C
【解析】分离出汽油和煤油属于分馏；脱盐、脱水属于分馏之前的预处理过程；裂化能够获得更多更好的汽油，汽油中的烃分子含5～11个碳原子，十六烷断裂为辛烷和辛烯，属于裂化过程；直链烃转化为芳香烃的过程叫重整(教材中没有介绍，但不影响解答本题)。

7.【答案】D
【解析】A项，天然气的主要成分是CH4，完全燃烧生成CO2和H2O，对环境无污染，而煤或柴油燃烧能产生污染环境的SO2、NO x等气体；B项，C2H5OH完全燃烧生成CO2和水，对环境无污染；C项，太阳能、风能、氢能均为绿色能源；D项，根据盖斯定律可知煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相同，但煤的气化能提高煤的燃烧效率，有实际意义。

8.【答案】B
【解析】氟利昂散到空气中后，会破坏臭氧层，形成臭氧层空洞。

9.【答案】D
【解析】利用铝来冶炼难熔的金属是利用铝热反应来进行的。

在铝热反应中，铝表现出还原性，可置换出其他金属；另外铝热反应还有一个特点就是反应能放出大量的热，可使置换出的金属熔化，达到冶炼的目的。

10.【答案】D
【解析】地沟油含有较多的热值，可作为生物柴油使用，A正确；生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，是一种可再生能源，B正确；生物质能资源通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等，C正确；柴油是由多种烃组成的混合物，而生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，二者化学成分不同，D错误。

11.【答案】C
【解析】石油的分馏属于物理变化；苯中不含碳碳双键和碳碳单键，所有碳原子之间形成一个大π键，但苯能发生加成反应；在一定条件下，烷烃、苯及其同系物、醇、羧酸和酯类都能发生取代反应，注意酯类的水解反应属于取代反应；油脂属于小分子化合物，分子中含有酯基，能水解。

12.【答案】A
【解析】铅是一种重要的污染物；乙烯加聚反应生成聚乙烯后，双键变单键不能发生加成反应；煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，属于化学变化；石油分馏得到的是不同沸点的烃类化合物，如汽油、煤油、柴油等，只有通过裂解的方法可得到乙烯等不饱和的烃类物质。

13.【答案】A
【解析】根据酸雨——SO2、NO2、等；温室效应——CO2、CH4等；臭氧层空洞——氮氧化物、氟利昂等；光化学烟雾——NO2、C x H y、CO等；白色污染——各种颜色的难降解的塑料膜、袋等分析。

14.【答案】A
【解析】①～⑧是对绿色化学的叙述。

绿色化学的核心是从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，强调最理想的原料经济性原则和污染物的零排放。

所以①中的“绝对无污染”、②中的“依靠
绿色植物”、④中的“无法实现”、⑤中的“治理三废”、⑥中的“合理施用农药”、⑦中的“加强环境监测”等内容都是错误的或不属于绿色化学范畴，③、⑧正确。

⑨～是对绿色食品的描述，只有正确。

15.【答案】C
【解析】煤的干馏和煤的液化属于煤的综合利用，石油裂解属于石油的综合利用；将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率，不属于综合利用。

16.【答案】(1)固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色
(2)Fe铁的活泼性比铜强，可从溶液中置换出铜
(3)氢气
【解析】孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸时发生反应，固体逐渐溶解，产生二氧化碳气体、水和硫酸铜；为冶炼金属铜，可加入过量的铁粉，把铜从硫酸铜溶液中置换出来；若向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将沉淀氢氧化铜加热后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。

17.【答案】(1)合理取少量样品放入试管，加入NaOH溶液，若有气泡产生，说明该熔落物中有铝
(2)不合理，Fe3＋的氧化性比H＋强，过量的铁在酸性溶液中先与Fe3＋反应，所得溶液中不含Fe3＋，通过该实验不能确定熔落物中是否含有Fe3O4。

【解析】(1)从表格中的数据可知：铝热反应放出的热量熔化铁的同时过量的铝也熔化，故可得到铁铝合金。

铝与氢氧化钠溶液反应，而铁不与氢氧化钠溶液反应，可利用氢氧化钠溶液与铝发生反应生成气体检验铝的存在。

(2)若生成物中含有Fe3O4，过量的铁也会将Fe3＋还原，故溶液中不存在Fe3＋，不能利用该实验检验生成物中是否含有Fe3O4。

18.【答案】(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2Br2Br2
(2)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
(3)分液漏斗②
【解析】方法(1)和(3)是利用化学的方法，其原理是：将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，然后被某些溶液吸收，再提纯即可得到。

方法(3)是利用物理方法，用有机溶剂溶解，因为溴易溶于有机溶剂，作为海水中萃取溴的溶剂只能是②四氯化碳。

19.【答案】3V2O5＋10Al5Al2O3＋6V还原剂：Al氧化剂：V2O5生成1 mol V需要纯铝45 g
3Co3O4＋8Al4Al2O3＋9Co还原剂：Al氧化剂：Co3O4生成1 mol Co需要纯铝24 g
【解析】根据原子守恒配平化学方程式。

两个反应均为氧化还原反应，根据“所含元素化合价升高
的物质是还原剂，所含元素化合价降低的物质是氧化剂”进行判断：
3V2O5＋10Al5Al2O3＋6V
氧化剂还原剂
3Co3O4＋8Al4Al2O3＋9Co
氧化剂还原剂
根据化学方程式找到纯铝与生成金属之间的物质的量的关系：
10Al～6V8Al～9Co
270 g 6 mol 216 g 9 mol
x1 mol y1 mol
列出比例式，解得x＝45 g，y＝24 g
即生成1 mol钒需要45 g纯铝，生成1 mol钴需要24 g纯铝。

20.【答案】44.8143
【解析】依据电解反应的化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑来分析计算；
依据化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O来分析计算；
(1)电解食盐水时消耗NaCl的质量为234 g，反应的氯化钠物质的量为＝4 mol，
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
4 mol 2 mol
标准状况下氯气体积为2 mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L；
(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
2 mol 1 mol
次氯酸钙质量＝1 mol×143 g·mol－1＝143 g。

21.【答案】(1)
(2)500
(3)能热塑
【解析】有机高分子化合物的性质与其结构有关，故由其结构可判断其溶解性和热塑性以及热固性。

根据化学方程式：，可以确定聚苯乙烯的单体为。

重复出现的结构单元为；当M r＝52 000时，则重复出现的次数：n＝＝500。

22.【答案】(1)b(2)CH4(3)ad0.375 mol·L－1·min－1
(4)负O2＋2H2O＋4e－===4OH－
【解析】(2)根据质量守恒定律，反应前后原子的总数目保持不变，所以1 mol CO2与4 mol H2恰好完全反应生成2 mol H2O外，还会生成1 mol CH4。

(3)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正确；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，则温和气体的质量不变，不能说明达到平衡状态，b错误；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H2浓度与CO2浓度之比为3∶1不能说明反应达到平衡状态，c错误；CO2生成速率与CH3OH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正确。

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 1.5 mol·L－1。

所以根据方程式可知消耗氢气的浓度是1.5 mol·L－1×3＝4.5 mol·L－1，所以用氢气表示的反应速率为4.5 mol·L－1÷12 min＝0.375 mol·L－1·min－1。

(4)甲醇燃料电池中，甲醇在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

23.【答案】(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑或0.075a
(2)3.362Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
【解析】(1)铝和NaOH反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，n(H2)＝＝mol，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol
3 mol
n(Al)mol
n(Al)＝＝mol，
m(Al)＝27g·mol－1×mol＝g，
ω(Al)＝×100%＝＝0.075a，故答案为
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；或0.075a；
(2)取同质量的样品，在高温下使其恰好反应，发生：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，
设混合物中含有x mol Al，y mol Fe2O3，
则有：
解之得：x＝0.1，y＝0.05，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol 3×22.4 L
0．1 mol a L
a＝＝3.36。