选修化学与技术绿色化学与环境保护

选修化学与技术绿色化学与环境保护命题热点关于污染治理、环境保护、绿色化学的内容是近几年高考的热点，结合S、N等部分的知识，综合性强，时效性强，考题灵活，选择题、非选择题都有，预计2013年在节能减排、污染的防治、废旧物资利用上可能进行命题考查。考点串讲•深度剖析考点一环境污染的化学防治1．煤的脱硫处理空气中的二氧化硫主要来自于含硫燃料的燃烧、矿石的冶炼和硫酸厂排放的工业废气等，由于煤的燃烧效率低，燃烧过程中排放大量的废气，其中的SO2及NOx对环境污染严重。对煤的脱硫处理可以采用下列方法：(1)“流化床”燃烧技术(钙基固硫)：将脱硫剂(如石灰石)和煤混在一起，充分混合、燃烧,将硫除去.其反应原理是:CaO＋SO2===CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4，最后将硫转化为CaSO4。(2)实施煤炭燃烧后的烟气净化技术：对煤炭燃烧产生的烟气进行除尘、脱硫和脱氮等处理。例如，将烟气通入吸收塔，用石灰水淋洗。其反应原理是：Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O,2CaSO3＋O2===2CaSO4。(3)微生物脱硫技术：煤炭中主要以FeS2的形式存在的硫，在微生物作用下，利用O2将其氧化为硫酸盐或硫酸从煤中分离而除去。其反应原理是：2．固体废弃物的处理(1)废旧钢铁的回收处理废旧钢铁可用于钢铁冶炼，用生铁炼钢时，可加入一定量的废旧钢铁进行冶炼，充分利用资源。(2)高炉炉渣的处理炉渣是一种工业废弃物，不同的炉渣因成分的不同而处理方法不同，高炉炉渣中含有P、S等元素,可用于生产磷肥、渣砖和水泥。(3)废旧塑料的处理随着石油工业的发展，塑料制品用量增多，“白色污染”日趋严重。聚苯乙烯泡沫塑料是造成“白色污染”的主要来源，经加热裂解后再制苯乙烯，反应原理是：3．从农业废弃物中获得能量有机物在一定温度、湿度、酸碱度下通过沼气菌的分解、代谢作用能产生沼气(主要成分是CH4)。沼气池生产的沼气用做燃料(属可再生能源)，解决能源紧缺问题；残渣除含丰富的氮、磷、钾等常量元素外，还含有对农作物生长起重要作用的硼、铜、铁、锰、锌等微量元素，是一种非常好的有机肥料。即时应用1．合成氨工艺流程如下图所示，回答相关问题：(1)不同的原料生产氢气其经济指标如下表：从上表数据及自然资源来看最具发展前景的是________。A．天然气B．石脑油C．重油

D．煤焦(2)脱硫工艺一般是通过金属氧化物来实现的，通过三步反应最后再生成金属氧化物，并得到单质硫，请补充第三步反应。(3)气体的精制经净化过的气体仍有少量的CO等有害气体。常用的方法有铜洗法和甲烷化法。CO(g)＋Cu(NH3)2Ac＋NH3(l)[Cu(NH3)3CO]Ac；正反应放热，反应在铜洗塔中进行，吸收后的铜液送到再生器中，在再生器处解吸CO，适宜条件是__________________，解吸后铜液循环使用。甲烷化法则是把CO、CO2转化为对氨合成无害的CH4,主要反应是CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g)；正反应放热，甲烷化的条件是________________________________________________________________________。解析：本题考查了平衡原理在工业生产中的应用。(1)发展前景一方面从成本比较，另一方面还要比较能量消耗，综合两者天然气更具前景。(2)补充方程式的关键是理解题意，最后生成金属氧化物和硫单质。反应②中生成SO2，要将SO2转化成硫单质。金属硫化物中硫显－2价，SO2中硫显＋4价，通过两者归中反应可制得硫.(3)将CO解吸出来,要使平衡向逆反应方向移动，甲烷化的条件是平衡正向移动,高压和适宜温度.(4)压强增大，平衡向正反应方向移动,观察图像，y也增大；提高H2的比例，y先增大后减小，y可能是平衡时混合气体中氨气的体积分数。观察图像可知,，当

略小于3∶1时，氨气的体积分数在相同条件下最大。考点二绿色化学、原子经济1．“绿色化学”的含义“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。化学反应的原子经济性的好坏用原子利用率来衡量：原子利用率%＝×100%由于反应中生成的副产物通常并不清楚或者不易确定，故有人提出“原子经济百分数”概念：原子经济%＝×100%3．绿色化学的主要原则一些化学家曾提出绿色化学的12条原则，其中关键的是：(1)使用无毒、无害的原料或可再生资源；(2)生产利用的化学反应是原子经济反应，即生产中使用的反应物在反应中被充分利用，反应物中各元素的原子全部转入生成物中；(3)生产过程使用的催化剂是无毒、无害、有高选择性的，使用的溶剂也应是无毒、无害的；(4)生产过程的能耗要低，最好能在常温常压下实现；(5)选择化学生产过程中需要的物质，应尽量使发生化学意外事故的几率和危害性降低到最小程度，得到的产品在不能使用后要可降解成无害物质。4．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。5．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。特别提醒绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染，而是主动地防止化学污染。这也是绿色化学和环境保护两个概念不同的地方。绿色化学是“防”，环境保护是“治”，只有从根本上切断污染源，才能真正做到保护环境。即时应用2．绿色化学的核心内涵是在反应过程中和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。美国斯坦福大学BarryTrost教授提出了绿色化学下的原子经济的概念。最理想的原子经济是全部反应物的原子嵌入期望的最终产物中，不产生任何废弃物，这时的原子经济百分数便是100%。原子经济百分数的计算公式为：原子经济%＝×100%回答下列有关问题。(1)下面叙述错误的是________(填编号,下同)。①绿色化学和环境化学都是研究环境保护和治理的②绿色化学不是被动的治理环境，而是主动地防止环境污染③绿色化学保护了环境，而且也能给有关企业带来巨大的经济利益(2)硝酸工业的尾气中主要含NO、NO2气体。下列关于它们的危害的叙述中，正确的是________。①形成酸雨②破坏臭氧层③NO能刺激呼吸道④NO2能跟血红蛋白作用生成二氧化氮血红蛋白而引起中毒⑤NO、NO2在空气中形成褐色或黄色毒性很大的烟雾工厂里常采用NaOH溶液吸收NO、NO2，使其转化为化工产品NaNO2，请写出其化学反应方程式________________________________________________________________，其原子经济百分数为________。(3)“细菌冶金”是绿色化学思想的一种体现，其原理是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中氧化亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将硫铁矿(主要成分FeS2)氧化为Fe2(SO4)3，并使溶液酸性增强。①该过程的化学反应方程式为_________________________________________________________________________________________________。②人们可利用Fe2(SO4)3作强氧化剂溶解铜矿石(Cu2S)，然后加入铁屑进一步得到铜，该过程中发生的离子反应方程式(请补充完整并配平)：(4)有人将反应中产生的NO收集到一个固定容积的密闭容器中，并在常温下将其压缩到1.01×107Pa，然后加热至50℃时，发现气体的压力迅速下降。当温度恢复到常温，压强降至略小于1.01×107Pa的2/3时，就不再改变。已知此过程中有一种产物是N2O。请写出生成N2O的反应方程式：解析：(1)绿色化学是主动防止污染，环境化学是被动的治理污染，①错误；(2)根据原子经济百分数的公式可知

×100%＝88.5%；(4)根据题给信息可以写出方程式：3NO===N2O＋NO2，最后的气体压强略小于1.01×107Pa的2/3，主要是因为平衡2NO2 N2O4的存在，导致气体分子数减少，压强减小。答案：(1)①

(2)①②⑤NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O

88.5%命题视角•把脉高考

某些废旧塑料可采用下列方法处理：将废塑料隔绝空气加强热，使其变成有用的物质，实验装置如下图所示。例1视角1教材高频考点加热聚丙烯废塑料得到的产物如下表：(1)试管A中残余物有多种用途，如下列转化就可制取高聚物聚乙炔。产物氢气甲烷乙烯丙烯苯甲苯碳质量分数/%1224121620