高考化学一轮复习 化学与技术第4单元 绿色化学与环境保护课件 苏教版选修

第四单元 绿色化学与环境保 护 选选修 化学与技 术术 1 2013高考导航 考纲纲要求 1.了解煤的脱硫处处理的目的及主要 途径。了解固体废废弃物处处理的基本 思路和方法。了解沼气的产产生。 2.了解绿绿色化学的含义义和主要原则则 。了解绿绿色化学工艺艺的基本特点。 了解绿绿色化学产产品的特征。 2 命题热题热 点 关于污污染治理、环环境保护护、绿绿色化 学的内容是近几年高考的热热点，结结 合S、N等部分的知识识，综综合性强， 时时效性强，考题题灵活，选择题选择题 、非 选择题选择题 都有，预计预计 2013年在节节能减 排、污污染的防治、废废旧物资资利用上 可能进进行命题题考查查。 3 考点串讲深度剖析 考点一 环环境污污染的化学防治 1煤的脱硫处处理 空气中的二氧化硫主要来自于含硫燃 料的燃烧烧、矿矿石的冶炼炼和硫酸厂排放 的工业废业废 气等，由于煤的燃烧烧效率低 ，燃烧过烧过 程中排放大量的废废气， 4 其中的SO2及NOx对环对环 境污污染严严重。 对对煤的脱硫处处理可以采用下列方法： (1)“流化床”燃烧烧技术术(钙钙基固硫)：将 脱硫剂剂(如石灰石)和煤混在一起，充分 混合、燃烧烧,将硫除去.其反应应原理是: 5 CaOSO2=CaSO3,2CaSO3O2 = 2CaSO4，最后将硫转转化为为CaSO4 。 (2)实实施煤炭燃烧烧后的烟气净净化技术术： 对对煤炭燃烧产烧产 生的烟气进进行除尘尘、脱 硫和脱氮等处处理。例如，将烟气通入吸 收塔，用石灰水淋洗。其反应应原理是： Ca(OH)2SO2=CaSO3 H2O,2CaSO3O2=2CaSO4。 6 (3)微生物脱硫技术术：煤炭中主要以 FeS2的形式存在的硫，在微生物作用下 ，利用O2将其氧化为为硫酸盐盐或硫酸从 煤中分离而除去。其反应应原理是： 7 2固体废废弃物的处处理 (1)废废旧钢铁钢铁 的回收处处理 废废旧钢铁钢铁 可用于钢铁钢铁 冶炼炼，用生铁铁 炼炼 钢时钢时 ，可加入一定量的废废旧钢铁进钢铁进 行 冶炼炼，充分利用资资源。 8 (2)高炉炉渣的处处理 炉渣是一种工业废业废 弃物，不同的炉渣因 成分的不同而处处理方法不同，高炉炉渣 中含有P、S等元素,可用于生产产磷肥、 渣砖砖和水泥。 9 (3)废废旧塑料的处处理 随着石油工业业的发发展，塑料制品用量增 多，“白色污污染”日趋严趋严 重。聚苯乙 烯烯泡沫塑料是造成“白色污污染”的主要 来 源，经经加热热裂解后再制苯乙烯烯，反应应 原理是： 10 11 3从农业废农业废 弃物中获获得能量 有机物在一定温度、湿度、酸碱度下通 过过沼气菌的分解、代谢谢作用能产产生沼 气(主要成分是CH4)。 12 沼气池生产产的沼气用做燃料(属可再生 能源)，解决能源紧紧缺问题问题 ；残渣除含 丰富的氮、磷、钾钾等常量元素外，还还含 有对农对农 作物生长长起重要作用的硼、铜铜 、铁铁、锰锰、锌锌等微量元素，是一种非 常好的有机肥料。 13 即时应时应 用 1合成氨工艺艺流程如下图图所示，回答 相关问题问题 ： 14 (1)不同的原料生产氢产氢 气其经济经济 指标标如 下表： 15 从上表数据及自然资资源来看最具发发展前 景的是_。 A天然气 B石脑脑油 C重油 D煤焦 (2)脱硫工艺艺一般是通过过金属氧化物来 实现实现 的，通过过三步反应应最后再生成金 属氧化物，并得到单质单质 硫，请补请补 充第 三步反应应。 16 _ _ _ 17 (3)气体的精制 经净经净 化过过的气体仍有 少量的CO等有害气体。常用的方法有 铜铜洗法和甲烷烷化法。 CO(g)Cu(NH3)2Ac NH3(l) Cu(NH3)3COAc；正反应应放 热热，反应应在铜铜洗塔中进进行，吸收后的 铜铜液送到再生器中，在再生器处处解吸 CO，适宜条件是 _， 18 解吸后铜铜液循环环使用。甲烷烷化法则则是 把CO、CO2转转化为对为对 氨合成无害的 CH4,主要反应应是CO(g)3H2(g) CH4(g)H2O(g)；正反应应放热热，甲烷烷 化的条件是 _ _ _。 19 20 21 解析：本题题考查查了平衡原理在工业业生 产产中的应应用。(1)发发展前景一方面从成 本比较较，另一方面还还要比较较能量消耗 ，综综合两者天然气更具前景。(2)补补充 方程式的关键键是理解题题意，最后生成金 属氧化物和硫单质单质 。反应应中生成SO2 ，要将SO2转转化成硫单质单质 。金属硫化物 中硫显显2价，SO2中硫显显4价，通 过过两者 22 归归中反应应可制得硫.(3)将CO解吸出来, 要使平衡向逆反应应方向移动动，甲烷烷化 的条件是平衡正向移动动,高压压和适宜温 度. (4)压压强增大，平衡向正反应应方向移 动动,观观察图图像，y也增大；提高H2的比 例，y先增大后减小，y可能是平衡时时 混合气体中氨气的体积积分数。 23 观观察图图像可知, ，当略小于 31时时，氨气的体积积分数在相同条件 下最大。 24 考点二 绿色化学、原子经济 1“绿绿色化学”的含义义 “绿绿色化学”要求利用化学原理从源头头 消除污污染，减少或消除在化工产产品的 设设 计计、生产产及应应用中有害物质质的使用和 产产 生 25 2原子经济经济 性 原子经济经济 性要求反应应物的原子全部转转 变变成最终产终产 物，原子利用率达到100% ，也就是说说在化学反应过应过 程中不产产生 任何废废物。化学反应应的原子经济经济 性的 好坏用原子利用率来衡量： 26 原子利用率% 100% 由于反应应中生成的副产产物通常并不清楚 或者不易确定，故有人提出“原子经济经济 百分数”概念： 27 原子经济经济 % 100% 28 3绿绿色化学的主要原则则 一些化学家曾提出绿绿色化学的12条原 则则，其中关键键的是： (1)使用无毒、无害的原料或可再生资资 源； 29 (2)生产产利用的化学反应应是原子经济经济 反 应应，即生产产中使用的反应应物在反应应中 被充分利用，反应应物中各元素的原子全 部转转入生成物中； (3)生产过产过 程使用的催化剂剂是无毒、无 害、有高选择选择 性的，使用的溶剂剂也应应 是无毒、无害的； 30 (4)生产过产过 程的能耗要低，最好能在常 温常压压下实现实现 ； (5)选择选择 化学生产过产过 程中需要的物质质， 应应尽量使发发生化学意外事故的几率和危 害性降低到最小程度，得到的产产品在不 能使用后要可降解成无害物质质。 31 4绿绿色化学工艺艺的基本特点 (1)原料绿绿色化。如用农业农业 性、生物性 原材料等可再生资资源代替石油产产品制 备备有机物。 (2)催化剂绿剂绿 色化。提高反应应速率、生 产产效率；减少化学转转化的步骤骤和使用 的试剂试剂 。 32 (3)溶剂绿剂绿 色化。超临临界CO2的应应用。 (4)产产品绿绿色化。生产产和使用对对人类类和 环环境无害的化学产产品。 33 5绿绿色化学产产品的特征 (1)产产品的使用不会引起人类类的健康问问 题题和环环境污污染问题问题 ，不会对对生态环态环 境 造成危害； (2)产产品失去使用价值值后，可以再循环环 利用制造成新产产品，或者可以在环环境中 降解为为无害物质质。 34 特别别提醒 绿绿色化学提出的目标标和任务务不是被动动 地治理环环境污污染，而是主动动地防止化 学污污 染。这这也是绿绿色化学和环环境保护护两个 概念不同的地方。绿绿色化学是“防”， 环环境保护护是“治”，只有从根本上切断 污污染源，才能真正做到保护环护环 境。 35 即时应用 2绿绿色化学的核心内涵是在反应过应过 程 中和化工生产产中，尽量减少或彻彻底消除 使用和产产生有害物质质。美国斯坦福大学 Barry Trost教授提出了绿绿色化学下的 原子经济经济 的概念。最理想的原子经济经济 是全部反应应物的原子嵌入期望的最终终 产产物 中，不产产生任何废废弃物，这时这时 的原子 经经 36 济济百分数便是100%。原子经济经济 百分数 的计计算公式为为： 原子经济经济 % 100% 37 回答下列有关问题问题 。 (1)下面叙述错误错误 的是_(填编编 号,下同)。 绿绿色化学和环环境化学都是研究环环境 保护护和治理的 绿绿色化学不是被动动的治理环环境，而 是主动动地防止环环境污污染 38 绿绿色化学保护护了环环境，而且也能给给 有关企业带业带 来巨大的经济经济 利益 (2)硝酸工业业的尾气中主要含NO、NO2 气体。下列关于它们们的危害的叙述中， 正确的是_。 形成酸雨 破坏臭氧层层 NO能 刺激呼吸道 NO2能跟血红红蛋白作用 生成二氧化氮血红红蛋白而引起中毒 39 NO、NO2在空气中形成褐色或黄色 毒性很大的烟雾雾 工厂里常采用NaOH溶液吸收NO、 NO2，使其转转化为为化工产产品NaNO2， 请请写出其化学反应应方程式 _ _ _，其原子经济经济 百分数为为_ 。 40 (3)“细细菌冶金”是绿绿色化学思想的一 种体现现，其原理是利用某些细细菌的特殊 代谢谢功能开采金属矿矿石，例如溶液中氧 化亚铁亚铁 硫杆菌能利用空气中的氧气将硫 铁矿铁矿 (主要成分FeS2)氧化为为Fe2(SO4)3 ，并使溶液酸性增强。 41 该过该过 程的化学反应应方程式为为 _ _ _ _。 人们们可利用Fe2(SO4)3作强氧化剂剂溶 解铜矿铜矿 石(Cu2S)，然后加入铁铁屑进进一 步得到铜铜，该过该过 程中发发生的离子反应应 方程式(请补请补 充完整并配平)： 42 43 (4)有人将反应应中产产生的NO收集到一个 固定容积积的密闭闭容器中，并在常温下将 其压缩压缩 到1.01107 Pa，然后加热热至 50 时时，发现发现 气体的压压力迅速下降。 当温度恢复到常温，压压强降至略小于 1.01107 Pa的2/3时时，就不再改变变。 已知此过过程中有一种产产物是N2O。请请写 出生成N2O的反应应方程式： 44 _ _ _， 解释释最后的气体压压强略小于1.01107 Pa的2/3原因： _ _ _。 45 解析：(1)绿绿色化学是主动动防止污污染， 环环境化学是被动动的治理污污染，错误错误 ；(2)根据原子经济经济 百分数的公式可知 100% 88.5%； (4)根据题给题给 信息可以写出方程式： 3NO=N2ONO2，最后的气体压压强 略小于1.01107 Pa的2/3，主要是因 为为 46 平衡2NO2N2O4的存在，导导致气 体分子数减少，压压强减小。 答案：(1) (2) NONO22NaOH=2NaNO2H2O 88.5% 47 48 命题视角把脉高考 某些废废旧塑料可采用下列方法处处 理：将废废塑料隔绝绝空气加强热热，使其 变变成有用的物质质，实验实验 装置如下图图所 示。 例例1 1 教材高频考点 49 50 加热热聚丙烯废烯废 塑料得到的产产物如下表 ： (1)试试管A中残余物有多种用途，如下列 转转化就可制取高聚物聚乙炔。 产产物氢氢 气 甲 烷烷 乙 烯烯 丙 烯烯 苯 甲 苯 碳 质质量分 数/% 1224121620 106 51 写出反应应的化学方程式 _、 _。 52 (2)试试管B收集到的产产品中，能使酸性高 锰锰酸钾钾溶液褪色的物质质其一氯氯代物有 _种。 (3)锥锥形瓶C中观观察到的现现象是 _ _ _。 53 经经溴水充分吸收，剩余气体经经干燥后的 平均相对对分子质质量为为_。 (4)写出C中逸出的气体在工业业上的两种 用途 _、 _ 。 54 55 【答案】 (1)CaC22H2O Ca(OH)2C2H2 (2)4 (3)棕黄色溶液变为变为 无色或褪色 4.8 (4)合成氨原料 作燃料或有机化工原 料(其他合理答案均可) 56 绿