高考化学总复习 课时作业30 资源综合利用 环境保护 人

课时作业(三十) 资源综合利用环境保护
(对应学生用书P273)
一、选择题(本题包括10个小题，每小题5分，共50分)
1．(2011北京高考)垃圾分类有利于资源回收利用。

下列垃圾归类不合理的是( )
A B C D
垃圾废易拉罐废塑料瓶废荧光灯管不可再生废纸
垃圾
分类
答案：B
2．化学与生活、社会密切相关。

下列说法不．正确的是( )
A．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境
B．凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害，不可食用
C．为防止电池中的重金属等污染土壤和水体，应积极开发废电池的综合利用技术D．提倡人们购物时不用塑料袋，是为了防止白色污染
解析：食品添加剂要控制其使用量，对人体不会产生危害。

答案：B
3．如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。

装置内发生的主要反应中不含( )
A．化合反应B．分解反应
C．置换反应D．氧化还原反应
解析：由燃煤电厂的装置图可以看出，此过程主要发生以下反应：CaCO 3=====高温CaO ＋
CO 2↑①
CaO ＋SO 2===CaS O 3②
2CaSO 3＋O 2===2CaSO 4③
反应①为分解反应，反应②为化合反应，反应③为氧化还原反应。

答案：C
4．(2011浙江高考)下列说法不．
正确的是( ) A ．化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律
B ．原子吸收光谱仪可用于测定物质中的金属元素，红外光谱仪可用于测定化合物的官能团
C ．分子间作用力比化学键弱得多，但它对物质的熔点、沸点有较大的影响，而对溶解度无影响
D ．酶催化反应具有高效、专一、条件温和等特点，化学模拟生物酶对绿色化学、环境保护及节能减排具有重要意义
5．下列有关物质的性质或应用的说法正确的是( )
A ．石油裂化可获得乙烯、丙烯和丁二烯
B ．食醋的主要成分是醋酸，将一定量的醋酸溶液稀释，溶液中各离子的浓度都减小
C ．盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性
D ．木糖醇(C 5H 12O 5)是一种甜味剂，它属于多羟基化合物，与葡萄糖互为同系物
解析：石油裂化得到汽油等轻质燃料，石油裂解得到乙烯、丙烯和丁二烯；CH 3COOH
CH 3COO －＋H ＋，稀释时平衡体系中c (H ＋)减小，则K W ＝c (H ＋)·c (OH －)，得到c (OH －)增大；C 5H 12O 5与C 6H 12O 6(葡萄糖)的分子组成差CO ，不属于同系物。

答案：C
6．(海南高考)固硫剂是把煤燃烧时生成的二氧化硫以盐的形式固定在炉渣中的物质，可减少二氧化硫对大气的污染。

下列物质中可用作固硫剂的有( )
A ．CaO
B ．Na 2CO 3
C ．NH 4NO 3
D ．P 2O 5
答案：AB
7．天然海水中主要含有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO2－4、Br－、CO2－3、HCO－3等离子，火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如图所示：
下列说法错误的是( )
A．天然海水pH≈8的原因是海水中的CO2－3、HCO－3水解
B．“氧化”是利用氧气将H2SO3、HSO－3、SO2－3等氧化生成SO2－4
C．“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸D．“排放”出来的海水中SO2－4的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同
8．2010年4月22日是第41个世界地球日。

我国的主题是“珍惜地球资源，转变发展方式，倡导低碳生活”。

为了提高公众认识地球保障发展的意识，全国各地广泛开展了一系列活动。

下列活动中不符合这一宗旨的是( )
A．加强海底可燃冰的探测与开发研究
B．积极推广风能、水能和太阳能发电
C．在生产、流通、消费等领域中实行“减量化、再利用、资源化”
D．将高能耗、高污染的企业迁至偏僻的农村地区，提高农民收入
解析：转嫁污染，并没有从根本上消除污染，所以应积极治理污染，发展农村经济。

答案：D
9．下列说法中错误的是( )
A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油
B．含C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C．煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物
D．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
10．在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得产物，即原子利用率为100%。

在用CH 3CH===CH 2合成CH 2===C(CH 3)COOCH 3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要的其他的反应物有( )
A ．CO 2和H 2O
B ．CO 和HCHO
C ．CH 3OH 和H 2
D ．H 2和CO 2
解析：根据原子利用率为100%的要求，结合原子守恒关系可知，其他的反应物为HCHO 和CO 。

答案：B
二、非选择题(本题包括4个小题，共50分)
11．(10分)“温室效应”是全球关注的环境问题之一。

CO 2是目前大气中含量最高的一种温室气体。

因此，控制和治理CO 2是解决温室效应的有效途径。

(1)下列措施中，有利于降低大气中CO 2浓度的有______(填字母)。

a ．减少化石燃料的使用
b ．植树造林，增大植被面积
c ．采用节能技术
d ．利用太阳能、风能
(2)将CO 2转化成有机物可有效实现碳循环。

CO 2转化成有机物的例子有很多，如：
a ．6CO 2＋6H 2O ――→光叶绿素C 6H 12O 6＋6O 2
b ．CO 2＋3H 2――→催化剂△
CH 3OH ＋H 2O c ．CO 2＋CH 4――→催化剂△
CH 3COOH d ．2CO 2＋6H 2――→催化剂△
CH 2===CH 2＋4H 2O 以上反应中，最节能的是______，原子利用率最高的是______。

(填字母)
12．(12分)煤是现代社会能量的主渠道，如硫酸工业、化肥工业、金属冶炼工业中都利用煤作为燃料。

请解答下列问题：
(1)酸雨的罪魁祸首就是二氧化硫，二氧化硫的主要来源就是煤等化石燃料的不合理利用。

具有下列pH 的降雨属于科学意义上的酸雨的是________。

A ．小于7
B ．大于5.6，小于7
C．小于5.6 D．小于6.5
(2)煤中的硫元素有两种存在形式，即游离态和化合态。

请你写出煤燃烧过程中游离态的硫燃烧的化学方程式：______________________________，并指出该反应的氧化产物是________________________________________________________________________。

(3)燃煤电厂烟气脱硫的方法之一就是将烟气(其中含有氮气、氧气、二氧化硫等)通入到氨水中，请你写出该过程中两个非氧化还原反应的化学方程式：________________________________________________________________________。

(4)煤脱硫的另外一种方法是将粉末状态的石灰石按照一定比例掺加在煤粉中，这样的混有石灰石的煤燃烧时，烟气中二氧化硫含量很小。

用化学方程式表示其原理：____________________。

用上述方法脱硫，燃煤电厂每年排放出的脱硫废渣达近百万吨，请你写出这些废渣的一个用途：____________________。

13．(12分)纯净的碳酸钙在工业生产中有许多用途。

用大理石制取纯净碳酸钙的流程如下：
已知298 K时，K sp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，K sp[Fe(OH)2]
＝8.0×10－16，K sp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11。

依据上述流程回答下列问题：
(1)步骤①采用低温加热的目的是__________________。

(2)步骤②中产生最难溶物质的离子方程式是__________________________。

(3)步骤④中，通入NH3的目的是_____________________________________________。

(4)操作Ⅰ的名称是________，操作Ⅱ的名称是________。

(5)上述流程中，可能产生对环境有影响的气体是________(填两种)，必须处理后排放。

解析：(1)步骤①为大理石与硝酸的反应，由于硝酸受热容易分解，因此采取低温加热。

(2)步骤①中所得溶液中阳离子为Fe3＋、Ca2＋、Mg2＋，根据提供的K sp，Fe(OH)3最难溶。

(3)步骤④中(NH4)2CO3的作用是沉淀Ca2＋，由于(NH4)2CO3容易水解，通入NH3可以抑制其水解，有利于Ca2＋的沉淀。

(4)操作Ⅰ为过滤CaCO3沉淀，操作Ⅱ为洗涤CaCO3沉淀。

(5)上述流程中步骤①中加入硝酸，会产生CO2和NO，对环境有影响，必须处理后排放。

答案：(1)防止硝酸分解
(2)Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4
(3)抑制碳酸铵水解，有利于碳酸钙生成
(4)过滤洗涤
(5)NO、CO2(或其他合理答案)
14．(16分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

直接甲醇燃料电池(DNFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。

(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)；
②用反应Ⅰ生产燃料甲醇，该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。

下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度[℃]250℃300℃350℃
K 2.041 0.270 0.012
由表中数据判断1
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol/L，则CO的转化率为________，此时的温度为________(从上表中选择)。

(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：
①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋49.0 kJ/mol
②CH 3OH(g)＋12
O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g) ΔH 2 已知H 2(g)＋12
O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－241.8 kJ/mol
则反应②的ΔH 2＝________kJ/mol ；
(3)如图是甲醇燃料电池的结构示意图。

甲醇进入________极(填“正”或“负”)，正极发生的电极反应为________。

解析：本题以甲醇这种再生能源为载体，考查了燃料电池、化学平衡，以及盖斯定律。

难度较大。

(1)①二氧化碳和氢气的反应，除生成了甲醇外，还生成了水，反应物的原子没有全部转化为产物，不符合“原子经济”，而一氧化碳和氢气反应只生成了甲醇，参加反应的原子全部转化成了生成物，符合“原子经济”，故选择Ⅰ；
②通过表可知，随着温度的升高，生成甲醇的平衡常数逐渐减小，说明随温度的升高化学平衡向左移动，即该反应是放热反应；
③一氧化碳的转化率＝(2 mol －0.2 mol/L×2 L)/2 mol×100%＝80%
CO(g) ＋ 2H 2(g)CH 3OH(g)
起始 1 mol/L 3 mol/L 0 mol/L
转化 0.8 mol/L 1.6 mol/L 0.8 mol/L
平衡 0.2 mol/L 1.4 mol/L 0.8 mol/L
此温度下，K ＝c CH 3OH c CO ·c 2H 2
＝ 0.8 mol/L 0.2 mol/L× 1.4 mol/L 2＝2.041 L 2/mol 2
对照表可知温度为250℃。

(2)由盖斯定律可知：方程①与H 2(g)＋12
O 2(g)=== H 2O(g)相加即可得到反应②，所以ΔH 2＝－241.8 kJ/mol ＋49 kJ/mol ＝－192.8 kJ/mol
(3)分析图示可知，甲醇发生氧化反应，应该在负极，所以甲醇从负极进入，正极是氧气，发生还原反应，从题意看，溶液为酸性，故电极反应式为：O 2＋4H ＋＋4e －
===2H 2O 。

答案：(1)①Ⅰ ②c CH 3OH c
CO ·c 2H 2 < ③80% 250℃
(2)－192.8 (3)负
O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O。