高考化学 2.3 化学与工农业生产课件 苏教版.ppt

专题3化学与工农业生产 1 了解绿色化学的含义和主要原则 了解绿色化学工艺的基本特点 了解绿色化学产品的特征 2 了解煤的脱硫处理的目的及主要途径 了解固体废弃物处理的基本思路和方法 了解沼气的产生 一 绿色化学绿色化学要求利用化学原理从源头消除污染 减少或消除在化工产品的设计 生产及应用中有害物质的使用和产生 绿色化学要求化学反应和化学工业过程以 原子经济性 为基本原则 在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的原料的每个原子 实现 零排放 二 煤的综合利用1 煤的综合利用 2 煤的脱硫处理 1 流化床 燃烧技术 流程含硫煤so2caso3caso4脱硫剂cao 如石灰石 化学方程式s o2 so2 caco3 cao co2 cao so2 caso3 2caso3 o2 2caso4 点燃 高温 高温 高温 燃烧 高温 o2 2 烟气净化技术 流程 烟气caso3caso4 化学方程式 ca oh 2 so2 caso3 h2o 2caso3 o2 2caso4 3 微生物脱硫技术 流程 fes2feso4 h2so4 化学方程式 2fes2 7o2 2h2o2feso4 2h2so4 高温 o2 h2o 微生物 三 固体废弃物的处理1 生活垃圾的分类 2 生活垃圾的无害化处理 1 原则 无害化 减量化和资源化 2 方法 垃圾焚烧处理 焚烧炉中 垃圾卫生填埋 垃圾的堆肥处理 废旧电池的特殊处理 3 生活垃圾资源化 垃圾回收和利用 1 燃烧垃圾发电 2 用垃圾生产沼气 3 废弃塑料的回收 4 废玻璃的回收利用 四 沼气的产生1 原料植物秸秆 杂草 生活垃圾 人畜糞便 污泥 食品工业有机废水 2 设备沼气池 3 条件一定温度 湿度 酸碱度 各类厌氧微生物 如沼气菌 作催化剂 4 原理有机物在沼气菌作用下 一部分被彻底氧化 分解为co2 一部分被还原为ch4 5 应用沼气是优质气体燃料 残渣是非常好的有机肥 沼液对病菌有抑制作用 可以杀灭害虫 绿色化学 原子经济1 绿色化学 的含义 绿色化学 可以诠释为环境友好化学 它的核心内涵是在反应过程和化工生产中 尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质 它研究对环境没有任何副作用的化学试剂 化学制品和化学工艺 2 原子经济性原子经济性要求反应物的原子全部转变成最终产物 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 3 绿色化学工艺的基本特点 1 原料绿色化 如用农业性 生物性原材料等可再生资源代替石油产品制备有机物 2 催化剂绿色化 提高反应速率 生产效率 减少化学转化的步骤和使用的试剂 3 溶剂绿色化 超临界co2的应用 4 产品绿色化 生产和使用对人类和环境无害的化学产品 4 绿色化学产品的特征 1 产品的使用不会引起人类的健康问题和环境污染问题 不会对生态环境造成危害 2 产品失去使用价值后 可以再循环利用制造成新产品 或者可以在环境中降解为无害物质 高考警示钟 1 利用盖斯定律求解 往往忽视一些附加条件 比如量的要求 状态要求 这是高考失分的一个重要方面 2 书写电极反应 只顾及物质的变化而忽视了环境的要求 很容易把电极反应写错 典例 2012 浙大附中模拟 近年来 我国许多地区气候异常现象频发 如 云南持续几个月的干旱 北方频发的沙尘暴等 使环境问题再次成为公众的焦点 so2 nox co2是对环境影响较大的几种气体 对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径 1 下列做法中 有利于降低大气中的so2 nox co2浓度的有 选填字母 a 直接用煤做燃料b 开私家车c 植树造林以增加绿化面积d 研究 开发太阳能使之走进寻常百姓家 2 用co和h2做原料可以合成甲醇 作为液体燃料 已知 2h2 g co g 3 2o2 g co2 g 2h2o g h 594 1kj mol 1 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o g h 1452kj mol 1请写出用合成气 co和h2 合成1mol液态甲醇的热化学方程式 3 利用电化学原理将co so2转化为重要化工原料 装置如图所示 若a为co b为h2 c为ch3oh 则通入co的一极为 极 若a为so2 b为o2 c为h2so4 则负极的电极反应式为 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 利用盖斯定律求热化学方程式 2 利用得失电子判断原电池的正负极 解析 1 直接用煤燃烧可增加so2的含量 开私家车可增加nox的含量 植树造林可减少co2的含量 利用太阳能可减少其他燃料产生的污染 2 2 得出方程式 注意要求产物为1mol甲醇 3 若a为co co得电子转化为ch3oh 则通入co的一极为正极 若a为so2 so2失电子变为h2so4 通入so2的一极为负极 答案 1 c d 2 co g 2h2 g ch3oh l h 131 9kj mol 1 3 正 so2 2h2o 2e so42 4h 1 为了增强市民的环保意识 变废为宝 某市在全市率先实行垃圾分类回收 市区街道的垃圾箱中 绿色箱用来装可回收再利用垃圾 黄色箱用来装不可回收垃圾 以下物质能扔进绿色垃圾箱的是 废旧报纸 废铜线 一次性塑料饭盒 口香糖 果皮 空矿泉水瓶 废铁锅a b c d 解析 选d 口香糖 果皮 一次性塑料饭盒都是一次性消费品或废弃物 不可以再生 也就不能回收再利用 2 2012 台州模拟 化学与生产 生活 社会密切相关 下列有关说法中不正确的是 a 新能源汽车的推广与使用有助于减少光化学烟雾的产生b 低碳经济就是以低能耗 低污染 低排放为基础的经济发展模式c 华裔科学家高琨在光纤传输信息领域中取得突破性成就 光纤的主要成分是高纯度的单质硅d 超级病菌ndm 1几乎对所有抗生素都具有抗药性 死亡率很高 为防止超级病菌的感染 要加强环境 个人的卫生和消毒 其中消毒剂常选用含氯消毒剂 双氧水 酒精等适宜的物质 解析 选c 光导纤维的主要成分为sio2 汽车尾气能产生nox 所以推广新能源汽车有助于减少nox的产生 低碳经济要求低污染 低能耗 3 化学与能源开发 环境保护 资源利用等密切相关 下列说法正确的是 a 为提高农作物的产量和质量 应大量使用化肥和农药b 绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理c 实现化石燃料清洁利用 就无需开发新能源d 垃圾是放错地方的资源 应分类回收利用 解析 选d 本题主要考查的知识点有 化学物质与生活的关系 绿色化学的概念 化肥 农药对人类生活的影响 a项 为了提高农作物的产量和质量 应研发高效低毒的农药 降低蔬菜的农药残留量 b项 绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染 c项 化石能源是有限的一次能源 为了长远的可持续发展 必须要开发新能源 d项 垃圾也是一项重要的资源 综上分析可知 本题选d项 4 下列有关工业生产的叙述正确的是 a 用明矾净水是因为al3 水解生成的al oh 3胶粒具有很强的吸附性b 合成氨生产过程中采用高温高压条件都是为了提高n2 h2的转化率c 硫酸工业中 在接触室安装热交换器是为了利用硫铁矿燃烧时放出的热量d 工业上将氨转变为硝酸及其他氮的化合物是氮的固定 解析 选a b项 合成氨生产过程中采用400 500 的高温是为了提高反应速率 而且催化剂在此温度下活性较高 但n2 h2的转化率会降低 c项 硫酸工业中 在接触室安装热交换器是为了利用so2转化为so3时放出的热量 d项 氮的固定是由游离态的氮转化为化合态的氮的过程 工业上将氨转变为硝酸及其他氮的化合物不是氮的固定 误区警示 硫酸工业中 接触室中进行的反应不是硫铁矿的燃烧而是二氧化硫转化为三氧化硫 易混淆 5 生物质资源是一种污染小的可再生能源 生物质的主要转化途径及主要产物如图 水解 乙醇 汽化 co h2 ch4 热裂 汽油 柴油 厌氧发酵 沼气 生物质 下列说法不正确的是 a 生物质能 本质上能量来源于太阳能b 由纤维素水解获得的乙醇作燃料是利用了生物质能c 生物质裂解获得的汽油 柴油等属于纯净物d 由植物秸秆等厌氧发酵获得的沼气 主要成分是甲烷 解析 选c 汽油和柴油仍然是不同碳原子组成烃的混合物 6 煤是一种常用的燃料 由于煤中含有硫元素 其直接燃烧产生的有害气体会对环境造成污染 因此需要对煤进行加工 或将废气净化后再排放 1 煤直接燃烧产生的废气 直接排放到空气中 导致的环境问题是 该过程发生反应的化学方程式为 2 如图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程图 写出废气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式 3 根据上图分析 若在煤中直接添加一种物质 即可有效降低煤燃烧产生的废气中so2的含量 你认为可以添加的物质是 解题指南 解答本题应注意以下三点 1 燃煤废气中含有so2 排放到空气中易形成酸雨 2 由流程图可知 加入caco3与so2反应 生成caso3 且caso3易被氧化成caso4 3 煤中加入的脱硫剂一般是生石灰或石灰石 解析 1 煤中含有硫元素 其燃烧的产物so2是造成酸雨的最主要原因 酸雨形成有两种机理 so2h2so3h2so4 so2so3h2so4 2 废气进行脱硫处理的流程可以简化如下 so2caso3caso4 3 由图可知 caco3可以吸收so2 所以可以在煤中加入caco3 也可以直接加入cao 反应的化学方程式为cao so2 caso3 h2o o2 caco3 o2 高温 答案 1 空气污染 酸雨2so2 o22so3 so3 h2o h2so4 或so2 h2o h2so3 2h2so3 o2 2h2so4 2 caco3 so2 caso3 co2 2caso3 o2 2caso4 3 cao 或石灰石均可 v2o5450 7 工业三废 废液 废气 废渣 处理或将三废消灭于生产过程中 是近年来化工技术发展的方向之一 1 工业生产h2so4的尾气中常含有少量so2 通常用 吸收 有关的化学方程式为 然后再用硫酸处理 目的是 硫酸厂的废水呈 性 通常加入 进行处理 2 铬的毒性与其存在的价态有关 六价铬比三价铬毒性高100倍 并易被人体吸收且能在体内蓄积 因此在处理含铬污水时 通常加入 使六价铬转化为三价铬 再加 使其转化为沉淀 3 二氧化氯 clo2 是一种在水处理方面有广泛应用的高效安全消毒剂 与cl2相比 clo2不但具有更显著的杀菌能力 而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物 clo2有下列两种制备方法 方法一 2naclo3 4hcl 2clo2 cl2 2nacl 2h2o 方法二 2naclo3 h2o2 h2so4 2clo2 na2so4 o2 2h2o 用方法 制备的clo2更适合用于饮用水消毒 其主要原因是 4 对于含有hg2 pb2 cu2 等重金属离子的工业废水 通常加入过量的 使其转化为沉淀而除去 解析 三废的处理 一方面要转废为宝 另一方面要减轻它们对环境的污染 因此要尽可能地转化为原料或转化为沉淀 1 so2用碱吸收之后生成亚硫酸盐 亚硫酸盐与酸反应又得到了so2 2 正六价的铬具有强氧化性 要转化为正三价的铬 必须加入还原剂 而feso4是一种还原剂 其氧化产物还是一种净水剂 答案 1 ca oh 2溶液ca oh 2 so2 caso3 h2o将caso3转化为so2 提高so2的利用率 同时得到副产品caso4酸熟石灰 2 feso4碱 3 二方法二制得的clo2中不含有cl2 4 na2s 8 co2 so2 nox是对环境影响较大的气体 控制和治理co2 so2 nox是解决温室效应 减少酸雨和光化学烟雾的有效途径 1 下列措施中 有利于降低大气中的co2 so2 nox浓度的有 填字母 a 减少化石燃料的使用 开发新能源b 使用无氟冰箱 减少氟利昂排放c 多步行或乘公交车 少用专车或私家车d 将工业废气用碱液吸收后再排放 2 汽车尾气 含有烃类 co so2与nox等物质 是城市空气的污染源 治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个 催化转换器 用铂 钯合金作催化剂 反应方程式为2co 2no2co2 n2 它的优点是 硫酸厂的so2尾气用过量的氨水吸收 对so2可进行回收及重新利用 反应的化学方程式为 新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的so2 再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应 该技术的优点除了能回收利用so2外 还能得到一种复合肥料 该复合肥料可能的化学式为 只要求写一种 解析 1 氟利昂的排放主要是造成臭氧层的破坏 减少其排放不能降低大气中的co2 so2 nox的浓度 2 分析汽车尾气 催化转换器 中发生反应的化学方程式可以得出 将尾气中的co和no转化成无毒 无污染且参与大气环境循环的n2和co2 so2尾