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第4单元 化学与技术的发展
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)
下列哪一措施最可能与可持续发展的原则不相符合( )
A．森林的采伐量小于生长量
B．人工鱼塘生产者的能量少于消费者的能量
C．农田从收获中输出的氮的质量多于补充的氮的质量
D．农田施用无机氮肥多于生物固定的氮肥
解析：选C。可持续发展是指在不破坏环境、不影响可再生资源的再生过程原则下来发展生产。如对森林资源的利用应是采伐量小于或等于森林的生长量。在农业生产中，从土壤中吸收走多少矿质元素就必须补充多少矿质元素，否则土壤就会越来越贫瘠，影响到农业生产的持续发展。人工鱼塘是人工建立的生态系统，高密度养鱼时生产者的能量肯定会少于消费者的能量，但可以通过人工补充能量来维持(如投放食物等)。在农田中，农作物对氮肥的需要量远远大于农田生态系统中固氮生物的固氮能力，必须施用大量的无机氮肥才能保持农业生产的高产稳产，这与可持续发展是不矛盾的。
月季花适宜在酸性土壤中生长。某同学给月季花施肥前，对下列氮肥溶液的pH进行了测定，结果如下：
化肥名称
尿素
碳酸氢铵
硫酸铵
氨水
溶液的pH
7
8
5
11
该同学最好选用( )
A．尿素 B．碳酸氢铵
C．硫酸铵 D．氨水
解析：选C。把握题目中的信息作答。
下列有关肥皂的叙述中错误的是( )
A．肥皂与纯碱的去污原理相同
B．肥皂可以加速油污在水中的分散
C．肥皂是油脂在碱性条件下水解生成的
D．肥皂主要成分的分子中含有亲油基团和亲水基团
解析：选A。肥皂和纯碱的去污原理不同，肥皂去污是利用肥皂中的亲油基团对油污的溶解性去污，纯碱是利用其水解使溶液呈碱性使油污水解。
下列农药不属于第二代有机合成农药的是( )
A．有机氯类 B．有机磷类
C．氨基甲酸酯 D．拟除虫菊酯
答案：D
肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠，洗洁精的主要成分是十二烷基苯磺酸钠。关于它们的说法不正确的是( )
A．肥皂和洗洁精都含有亲水基和亲油基
B．肥皂和洗洁精都有去污作用
C．肥皂和洗洁精都适合于酸性溶液中使用
D．肥皂和洗洁精都能溶于水
解析：选C。肥皂和洗洁精都是钠盐，可溶于水，两者都含有亲水基和亲油基，能去污。但前者属于强碱弱酸盐，能与酸作用而降低去污效果。后者属于强碱强酸盐，能在酸性或中性或碱性溶液中使用。
下列区分植物油和矿物油的方法中，正确的是( )
A．加入水中，浮在水面上的为植物油
B．尝一尝，能食用的为植物油
C．点燃，能燃烧的为矿物油
D．加入足量的NaOH溶液共煮，不再分层的为植物油
解析：选D。矿物油、植物油一般均比水轻且难溶于水，都可燃烧，故只有D项操作正确。
已知某藻类的化学式为C106H263N16P，该藻类过度生长，是导致“水华”(“水华”主要是指水中某些植物营养元素含量过高，以致藻类疯狂生长、水质恶化而造成的水体污染现象)的原因之一。下列与此信息相关的叙述中，你不赞成的是( )
A．该藻类由碳、氢、氮、磷4种元素组成
B．若使用无磷洗衣粉，可有效防止该藻类的过度生长
C．向河中过量排放含有氮肥的农田水，也可能造成该藻类的过度生长
D．禁止使用化肥是防止“水华”的最好方法
解析：选D。根据藻类的化学式，很容易判断藻类含有的元素包含有碳、氢、氮、磷；使用无磷洗衣粉，可减少水体中磷的含量，可有效防止藻类的过度生长；向河水中过量排放含有氮肥的农田水，水体中的含氮量增加，水藻过度生长的可能性增大；禁止使用化肥的确能有效防止“水华”，但对于提高农业生产的效率却是得不偿失的。
为保证加酶洗衣粉的洗涤效果，应注意( )
A．使用沸水先冲泡洗衣粉
B．用含氯较高的自来水作水源
C．和其他洗涤剂混合使用
D．室温时用软水先溶解洗衣粉
答案：D
下列表述正确的是( )
①我国禁止使用含铅汽油，其主要原因是铅资源短缺
②凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害，不可食用
③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
④三聚氰胺(C3N6H6)俗称“蛋白精”，加入到奶粉中，可提高蛋白质的含量
⑤现代研制的油漆中一般不使用甲醛、酚类等化合物，因为这些化合物对人体有毒
A．③⑤ B．②④
C．③④ D．①⑤
解析：选A。本题考查食品添加剂，较易。铅有毒，污染环境，①错误；植物提取的食品添加剂对人体无害，②错误；三聚氰胺加入奶粉中，提高的是氮元素的含量，对蛋白质含量没有影响，④错误。
化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是( )
A．改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放
B．开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用
C．研发可降解高分子材料，减少“白色污染”
D．过度开采矿物资源，促进地方经济发展
解析：选D。可持续发展是一种注重长远发展的经济模式，充分合理利用资源、减少污染等方面都是可持续发展的内容。
下列化学肥料属于复合肥料的是( )
A．KH2PO4和NH4Cl
B．NH4Cl和NH4NO3
C．KNO3和KH2PO4
D．NH4Cl和KNO3
解析：选C。复合肥料是指含有两种或两种以上营养元素(通常指氮、磷、钾元素)的化肥。上述物质中，KH2PO4含有K、P两种营养元素，KNO3含有K、N两种营养元素，它们都属于复合肥料。
下列化合物在碱性条件下发生的水解反应不可以称为皂化反应的是( )
A．硬脂酸甘油酯 B．油酸甘油酯
C．乙酸乙酯 D．软脂酸甘油酯
解析：选C。皂化反应指高级脂肪酸甘油酯在碱性条件下的水解反应。
在无土栽培中，须配制一定量含50 mol NH4Cl、16 mol KCl和24 mol K2SO4的营养液。若用KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三种固体来配制，三者的物质的量依次是(单位：mol)( )
A．2、64、24 B．64、2、24
C．32、50、12 D．16、50、24
答案：B
为了同时施用分别含氮、磷、钾三种元素的化肥，对于提供的化肥：①K2CO3、②KCl、③Ca(H2PO4)2、④(NH4)2SO4、⑤氨水，最适宜的组合是( )
A．①②③④ B．②③④
C．①②③ D．②③④⑤
解析：选B。要同时施用分别含有氮、磷、钾三种元素的化肥，必须注意化肥之间不能发生反应以免降低肥效。此题中①与③或④相遇，都会发生反应，前者生成难溶性物质，后者生成挥发性物质，都会降低土壤对有效成分的吸收。
根据化学常识，下列说法正确的是( )
A．施用碳铵后应立即盖上土壤
B．复合肥是两种或两种以上化肥的混合物
C．可用工业用盐作食盐用于烹调
D．加碘食盐中的“碘”通常是指碘单质
解析：选A。施用氮肥后立即覆盖可防止氮元素损失，复合肥中含有两种或以上的营养元素，并非一定是两种或以上的化肥；工业盐误作食盐用于烹饪能引起中毒；加碘食盐加的是含碘元素的物质，一般为碘酸钾。
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
(6分)(1)下列化肥属于氮肥的是________。
A．NH4Cl B．KCl
C．(NH4)2SO4 D．K2SO4
E．NH4NO3 F．Ca(H2PO4)2 G．尿素[CO(NH2)2] H．NH4HCO3 I．草木灰
(2)上述化肥中，不能跟草木灰等碱性肥料混合施用的是________。
解析：(1)氮肥就是以含有氮元素为主的肥料，所以答案为A、C、E、G、H；B、D、I为钾肥；F为磷肥。
(2)草木灰的主要成分为K2CO3，且显碱性，因此铵态氮肥均不能与草木灰混用，因为NH会与OH－结合生成NH3，挥发失去肥效，又Ca(H2PO4)2中Ca2＋与CO会结合成CaCO3沉淀，且H2PO与OH－反应，也不能混用。
答案：(1)A、C、E、G、H (2)A、C、E、F、H
(10分)精细化工在生产和生活中有广泛的应用。
(1)精细化学品往往有特定的功能而被广泛地应用于日常生活中。下列洗涤方法原理各不相同，请分析：
沾有油脂的器皿可用汽油擦洗，其原理是_______________________________________
________________________________________________________________________。
还可以用纯碱或稀NaOH溶液洗涤，原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
也可用洗洁精和水洗涤，原理是____________________________________________
________________________________________________________________________。
若水的硬度大，用肥皂和合成洗涤剂哪个效果更好？为什么？_______________________。
(2)“杜邦”公司生产的不粘锅体内涂层CF2CF2的单体是________。
解析：本题以肥皂、合成洗涤剂、不粘锅为背景，综合考查了精细化学品的应用前景及其在生产生活中的应用。
(1)油脂的洗涤方法很多，根据洗涤剂的性质进行分析比较。(2)CF2CF2是一种高分子聚合物，单体推断从聚乙烯的单体迁移可得出。
答案：(1)汽油与油脂互溶，利用相似相溶原理除去
油脂在碱性条件下发生水解，从而可用纯碱或稀NaOH溶液除去
洗洁精属于合成洗涤剂，含有亲水基和憎水基，可将油污除去
用合成洗涤剂较好，因为在硬水中肥皂会形成硬脂酸钙(镁)沉淀而失去去污能力
(2)CF2CF2
(8分)小明家责任田里的庄稼生长不茂盛，叶色淡绿、茎叶细小，同时还出现了不同程度的倒伏现象。请问：
(1)小明家的庄稼缺两种营养元素，它们是________(填“N”“P”“K”或“微量元素”)。
(2)某生产资料公司的化肥价格如下表：
化肥
尿素CO(NH2)2
碳铵NH4HCO3
磷矿粉Ca3(PO4)2
价格(元/吨)
1200
350
150
化肥
过磷酸钙Ca(H2PO4)2
氯化钾KCl
硫酸钾K2SO4
价格(元/吨)
250
650
800
在考虑既经济实用又解决问题的条件下，你认为小明应购买的化肥是________(填化学式)。
解析：根据N、P、K营养元素对农作物生长的作用，易判断该同学家的庄稼缺氮肥和钾肥。从生产资料公司提供的化肥价格看，花同样多的钱购买化肥，碳铵中氮元素的质量高于尿素中氮元素的质量，氯化钾中钾元素的质量高于硫酸钾中钾元素的质量。因此，该同学应购买NH4HCO3和KCl。
答案：(1)N、K (2)NH4HCO3、KCl
(14分)我国是个农业大国，农业是立国之本，“农村、农业、农民”是党中央新时期农村工作的重心，化肥与农药的发展起着巨大的推动作用，请回答下列问题：
(1)农作物生长过程中不可缺少的微量元素有Fe、Mn、B、Cu、Mo等，它们或是酶的组成成分，或能提高酶的活性，是农作物体内营养物质的形成和新陈代谢不可缺少的。常用铜肥是胆矾，在盐碱地(土壤pH>7)施用胆矾时宜将溶液________(填“喷在叶片上”或“随水灌入土壤中”)，主要理由是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)农药波尔多液是一种常用的杀菌剂，常用配方为胆矾、生石灰、水，按质量比1∶0.56∶100混合，分析其防治病虫害的原因_________________________________________________。
(3)拟除虫菊酯是一种高效、低毒，对昆虫有强烈触杀作用的杀虫剂，其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如图：
其分子式为________________________，则下列对该化合物的叙述正确的是________。
A．该化合物属于芳香烃
B．该化合物属于卤代烃
C．该化合物在碱性条件下失去药效
D．该化合物在一定条件下可发生加成反应
解析：胆矾的水溶液显酸性，在碱性土壤中，由于Cu2＋与碱性物质结合生成不易被农作物吸收的不溶物，所以宜在农作物叶面喷施。Cu2＋为重金属离子，其药效体现在能使细菌的蛋白质变性，生石灰与水反应的生成物属于强碱，也可使菌体蛋白质变性，从而达到杀菌效果。拟除虫菊酯是一种酯类化合物，所以该化合物不属于烃类，该化合物具有酯的性质，在碱性条件下水解而失效，该化合物中含，能发生加成反应，其分子式为C23H21NO3Br2。
答案：(1)喷在叶片上 Cu2＋在碱性条件下生成不溶物，农作物根部不易吸收
(2)Cu2＋在碱性条件下使菌体蛋白质变性，且生石灰与水反应的生成物属于强碱，也能使菌体蛋白质变性
(3)C23H21NO3Br2 CD
(17分)四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)：
请填写下列空白：
(1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气)，吸收了a kJ热量。该反应的热化学方程式是____________________________。
(2)在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气。请应用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施有何作用_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)当甲烷合成氨气的转化率为75%时，以5.60×107 L甲烷为原料能够合成________L氨气。(假设体积均在标准状况下测定)
(4)已知尿素的结构简式为，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：
①______________________________________，
②______________________________________。
解析：关系式可得出：
5．60×107 L×75% 1.12×108 L
答案：(1)CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋2a kJ·mol－1
(2)增大氮气和氢气的浓度有利于增大反应速率；减小氨气的浓度，增大氮气和氢气的浓度都有利于平衡向正反应方向移动
(3)1.12×108
(4)
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