2022新高考化学一轮复习训练专练20环境保护与绿色化学

专练20环境保护与绿色化学一、单项选择题1．形成酸雨的过程如图所示。下列说法正确的是()A．含NOx、SO2的烟气和酸雨的分散剂相同B．酸雨沉降到地面后酸性还会有所增强C．机动车尾气中的NOx来自燃油中的含氮物质D．在已酸化的土壤中加消石灰可以减少酸雨的形成2．[2021·河北卷]硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是()A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除3．“煤制油”的关键技术是煤的气化，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应：C(s)＋H2O(g)eq\o(→,\s\up7(高温))CO(g)＋H2(g)，该反应是吸热反应，反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的：C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2。下面关于该过程的说法不正确的是()A．煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染B．第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失C．煤气化后作为燃料，燃烧充分，热利用率高D．上述两个反应，反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气体4．[2020·全国卷Ⅱ]二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如下图所示。下列叙述错误的是()A．海水酸化能引起HCOeq\o\al(－,3)浓度增大、COeq\o\al(2－,3)浓度减小B．海水酸化能促进CaCO3的溶解，导致珊瑚礁减少C．CO2能引起海水酸化，其原理为HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)D．使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境5．[2021·山东德州检测]化学与生活、环境、科技等密切相关。下列说法不正确的是()A．“煤改气”“煤改电”等清洁能源工程有利于减少雾霾天气B．二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫的超量排放是形成酸雨的主要原因C．用石墨烯弹性气凝胶制成的“碳海绵”可用作海上原油泄漏的吸油材料D．葡萄酒含维生素C等多种维生素，通常添加微量SO2防止营养成分被氧化6．“绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是()①实验室中收集氨气采用图甲所示装置②实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应A．②③④B．①②③C．①②④D．①③④7．“绿色化学”是当今社会人们提出的一个新概念。在“绿色化学”工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为期望的产物，即原子利用率为100%。下列反应最符合绿色化学原子经济性要求的是()A．由乙烯制备聚乙烯B．甲烷与氯气反应制备一氯甲烷C．以铜和浓硝酸为原料制备硝酸铜D．用SiO2制备高纯硅二、不定项选择题8．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是()A．雾和霾的分散剂相同B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关9．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是()A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂C．①→②要吸收能量D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率10．“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来捕捉CO2，其基本过程如下图所示(部分条件及物质未给出)。下列有关该方法的叙述中正确的是()A．能耗大是该方法的一大缺点B．整个过程中，只有一种物质可以循环利用C．“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶，过滤D．该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品11．海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是()A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收三、非选择题12．控制“酸雨”是防治大气污染的重要问题之一。煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：(1)Ca(ClO)2中氯元素的化合价为________。(2)工业上制备Ca(ClO)2的化学方程式______________________________________。(3)实验室在鼓泡反应器中通入含有SO2的烟气，反应温度为323K，Ca(ClO)2溶液浓度为5×10－3mol·L－1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表：离子SOeq\o\al(2－,4)Cl－c/(mol·L－1)5×10－31×10－2写出Ca(ClO)2溶液在脱硫过程中主要反应的化学方程式______________________________。(4)目前可用电化学方法处理由二氧化硫引起的酸雨。常见的一种方法是惰性电极电解氢溴酸，其阳极的电极反应为：______________________。阴极的电极反应为：______________________。总反应的化学方程式为：______________________。(5)将其阳极产物用水溶解配成溶液去淋洗含二氧化硫的废气。上述吸收废气发生反应的化学方程式为______________________________若反应中转移电子1mol，则可吸收二氧化硫气体体积在标准状况下为________L，这种方法是否符合绿色化学、原子经济的原则________(答“是”或“否”)，请说明理由____________________________________。13．综合利用CO2、CO对环境保护和能源开发以及构建低碳社会有重要意义。(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是________(填字母)。a．可在碱性氧化物中寻找b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找c．可在具有强氧化性的物质中寻找(2)Li4SiO4可用于吸收、释放CO2，原理是：在500℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生。写出CO2与Li4SiO4反应的化学方程式______________________________________；该反应为________(填“吸”或者“放”)热反应，原因是______________________________________________。(3)CO和铁粉在一定条件下可以合成五羰基合铁[Fe(CO)5]，该物质可用作无铅汽油的防爆剂，是一种浅黄色液体，熔点－20.5℃，沸点103℃，易溶于苯等有机溶剂，不溶于水，密度1.46～1.52g/cm3，有毒，光照时生成Fe2(CO)9,60℃发生自燃。五羰基合铁的制备原理如下：Fe(s)＋5CO(g)eq\o(,\s\up7(200℃，20MPa),\s\do5(250℃～300℃))Fe(CO)5(g)①下列说法正确的是________。A．利用上述反应原理可制备高纯铁B．制备Fe(CO)5应在隔绝空气的条件下进行C．反应Fe(s)＋5CO(g)Fe(CO)5(g)的平衡常数表达式为eq\f(c[FeCO5],cFe·cCO)D．Fe(CO)5应密封、阴凉、避光并加少量蒸馏水液封贮存②五羰基合铁能与氢氧化钠溶液反应生成Na2Fe(CO)4和另两种常见无机物，该反应的化学方程式为：____________________________________。(4)如图所示，利用缺铁氧化物[如Fe0.9O]可实现CO2的综合利用。请说明该转化的2个优点________。若用1mol缺铁氧化物[Fe0.9O]与足量CO2完全反应可生成________molC(碳)。14．烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：Ⅰ.采样采样步骤：①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用是________。(2)C中填充的干燥剂是(填序号)________。a．碱石灰b．无水CuSO4c．P2O5(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用是与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。(4)采样步骤②加热烟道气的目的是________。Ⅱ.NOx含量的测定将vL气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化为NOeq\o\al(－,3)，加水稀释至100.00mL。量取20.00mL该溶液，加入v1mLc1mol·L－1FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2mol·L－1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2＋，终点时消耗v2mL。(5)NO被H2O2氧化为NOeq\o\al(－,3)的离子方程式是____________________________________。(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有______________________________________。(7)滴定过程中发生下列反应：3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=NO↑＋3Fe3＋＋2H2OCr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O则气样中NOx折合成NO2的含量为______mg·m－3。(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)若缺少采样步骤③，会使测定结果________。若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果________。专练20环境保护与绿色化学1．B含NOx、SO2的烟气的分散剂是空气，酸雨的分散剂是水，A项错误；硫酸型酸雨的形成过程是SO2＋H2O=H2SO3，亚硫酸是弱酸，不稳定，易被氧化成硫酸，所以沉降到地面后酸性还会有所增强，B项正确；机动车尾气中含有NOx是由于高温条件下空气中的氮气和氧气反应生成了氮的氧化物，C项错误；在已酸化的土壤中加消石灰可以中和土壤的酸性，不能减少酸雨的形成，D项错误。2．DSO2是无色气体，A错误；汽车尾气中含有氮氧化物、一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、固体颗粒物等，B错误；植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，C错误；石灰(CaO)可与SO2反应生成CaSO3，故可采用石灰法脱除工业废气中的SO2，D正确。3．B从煤的气化产物的燃烧分析；气态燃料的热利用率高，而且比较清洁；气态燃料比固态煤炭更易充分燃烧；由于反应C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2中的氧气是用空气代替的，所以反应后的混合气体中有N2、CO2、CO和H2等。4．C海水酸化会引起H＋浓度增大，H＋与COeq\o\al(2－,3)结合生成HCOeq\o\al(－,3)，故HCOeq\o\al(－,3)浓度增大、COeq\o\al(2－,3)浓度减小；海水酸化会使COeq\o\al(2－,3)浓度减小，平衡CaCO3Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)朝着CaCO3溶解的方向移动，导致珊瑚礁减少；CO2引起海水酸化的原理是CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)；使用太阳能、氢能等新能源可减少二氧化碳的排放，可改善珊瑚的生存环境。故选C。5．B“煤改气”“煤改电”等清洁能源工程减少了可吸入颗粒物等的排放，有利于减少雾霾天气，A项正确；二氧化碳不会形成酸雨，B项错误；用石墨烯弹性气凝胶制成的“碳海绵”具有很强的吸附性，可用作海上原油泄漏的吸油材料，C项正确；二氧化硫具有还原性，添加微量SO2可防止葡萄酒中营养成分被氧化，D项正确。6．C①在实验中用带有酚酞的水吸收逸出的氨气，防止污染环境，符合“绿色化学”，故选①；②用沾有碱液的棉球吸收多余的Cl2，防止污染环境，符合“绿色化学”，故选②；③没有气体处理装置，挥发的HCl和NH3会污染大气，不符合“绿色化学”，故不选③；④气球可以用来收集生成的NO，防止污染环境，符合“绿色化学”，故选④。故正确序号为①②④。7．A由乙烯制备聚乙烯，原子利用率为100%。A正确。8．C雾和霾的分散剂均是空气，A正确；根据示意图分析，B正确；氨气是反应物不是催化剂，C错误；氮肥会释放出氨气，D正确。9．CDA项，生成CH3COOH的总反应为CH4＋CO2eq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3COOH，原子利用率为100%；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C－H键发生断裂；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量并形成C－C键；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高平衡转化率。10．AD由题可知基本过程中有两个反应：二氧化碳与氢氧化钠反应，碳酸钙的高温分解，高温分解需要消耗较大的能量，是“碳捕捉技术”的一大缺点，故A正确；循环利用的应该有CaO和NaOH两种物质，故B错误；“反应分离”过程中分离物质的操作应该是过滤，故C错误；甲醇工业上可用CO2制备，故D正确。11．C向苦卤中通入Cl2置换出溴单质，分离得到溴，故A项正确；粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等杂质，精制时通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性，再进行重结晶进行提纯，故B项正确；氢氧化钠成本较高，工业常选用生石灰或石灰水作沉淀剂，故C项错误；海水提取溴一般用氯气置换溴离子转化为溴单质，用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收转化为HBr，达到富集的目的，故D项正确。12．(1)＋1价(2)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(3)Ca(ClO)2＋2H2O＋2SO2=H2SO4＋CaSO4↓＋2HCl(4)阳极：2Br－－2e－=Br2阴极：2H＋＋2e－=H2↑总反应：2HBreq\o(=,\s\up7(通电))H2↑＋Br2(5)Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr11.2是该反应不生成污染性物质，且实现了变废为宝，生成物除循环利用外，都是重要的工业原料13．(1)ab(2)CO2＋Li4SiO4eq\o(,\s\up7(500℃),\s\do5(700℃))Li2CO3＋Li2SiO3放升高温度，平衡逆向进行，说明逆反应为吸热反应，所以正反应为放热反应。(3)①ABD②Fe(CO)5＋4NaOH=Na2Fe(CO)4＋Na2CO3＋2H2O(4)将CO2转化为C和O2；利用了太阳能0.1解析：(1)a.Li2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO2，可在碱性氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故a正确；b．Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，钠、镁为ⅠA、ⅡA族元素，所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故b正确；c．Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原无关，故c错误；(2)在500℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3，根据质量守恒可知产物还有Li2SiO3，所以化学方程式为：CO2＋Li4SiO4eq\o(,\s\up7(500℃),\s\do5(700℃))Li2CO3＋Li2SiO3；由于升高温度平衡左移，故正反应为放热反应．(3)①A项，可以将粗铁与CO反应生成Fe(CO)5，然后减压让Fe(CO)5分解产生高纯铁，CO为气体会逸出体系，A正确；B项，Fe会与空气中的氧气反应，所以要在隔绝空气的条件下制备Fe(CO)5，B正确；C项，Fe为固体，不能算在平衡常数里，C错误；D项，光照时生成Fe2(CO)9，60℃发生自燃，所以应密封、阴凉、避光并加少量蒸馏水液封贮存，D正确。②五羰基合铁能与氢氧化钠溶液反应生成Na2Fe(CO)4和另两种常见无机物，根据原子守恒，另外两种常见的物质为H2O和Na2CO3，所以方程式为：Fe(CO)5＋4NaOH=Na2Fe(CO)4＋Na2CO3＋2H2O。(4)根据图示可知，Fe0.9O可以将CO2转化为Fe3O4和C，而Fe3O4又在太阳能高温作用下分解为Fe0.9O和氧气，在此循环过程中，利用了太阳能，Fe3O4可循环使用，且能将CO2转化为C和O2，减少了空气污染；依据图示得到化学方程式为：Fe0.9O＋0.1CO2=xC＋eq\f(0.9,3)Fe3O4，依据碳原子守恒得到x＝0.1。14．(1)除尘(2)c(3)(4)防止NOx溶于冷凝水