资源描述
第2节 资源综合利用 环境保护
考点
对应题号
基本目标
发展目标
1.环境问题与保护
2,6
11
2.资源综合利用
1,3
3.材料与可持续发展
5,7,9
10,12
4.综合应用
4,8
13
[基本目标]
1．下列关于能源的说法正确的是( )
A．乙醇是一种可再生能源
B．太阳能、风能、核能均是无污染的高效能源
C．蒸汽是一次能源
D．化石能源是可再生能源
A 解析 乙醇可以通过粮食、秸秆发酵生成，也可以通过乙烯和水合成，所以乙醇是一种可再生能源，A项正确；核能使用不当会产生核污染，B项错误；蒸汽是其他能源转化得到的，是二次能源，C项错误；化石能源指的是亿万年前的大量生物经过地壳变化，被埋藏在地下，受地层压力和温度的影响，缓慢地形成的可以燃烧的矿物质，如煤、石油等；是不能从自然界源源不断获得的能源，是不可再生能源，D项错误。
2．下列说法不正确的是( )
A．二氧化碳是酸雨的主要成分
B．氢气是一种理想的清洁燃料
C．碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
D．氯化铁溶液可用于制作印刷铜电路板
答案 A
3．下列转化不属于煤的综合利用的是( )
A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C．将煤变为煤饼作燃料
D．将煤变成水煤气
C 解析 煤的综合利用包括煤的干馏、气化和液化；煤变成煤饼，并未改变其成分及结构，不属于煤的综合利用。
4．下列有关物质性质或应用的说法不正确的是( )
A．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯
B．盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性
C．从煤焦油中可分离出苯、甲苯及二甲苯
D．锂具有还原性强、导电性好和比能量高的优点，可用作锂电池的负极材料
A 解析 石油是多种烷烃、环烷烃的混合物，不含烯烃，故石油的分馏不能获得乙烯、丙烯和丁二烯等，A项错误；盐析是浓的轻金属盐溶液使蛋白质从溶液中析出的过程，是可逆的，故能用于蛋白质的提纯并能保持其生理活性，B项正确；煤的干馏可以获得煤焦油，煤焦油是由苯、甲苯和二甲苯等组成，故从煤焦油中可以通过分馏分离出苯、甲苯和二甲苯，C项正确；锂电池的负极失电子，发生氧化反应，而金属锂有强还原性，易失电子，且导电性好、比能量高，故作锂电池的负极，D项正确。
5．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列措施有利于节能减排、保护环境的是( )
①加快化石燃料的开采与使用 ②研发易降解的生物农药
③应用高效洁净的能源转换技术 ④田间焚烧秸秆
⑤推广使用节能环保材料
A．①③⑤ B．②③⑤
C．①②④ D．②④⑤
B 解析 ①加快化石燃料的开发使用会加剧温室效应和空气污染；④田间焚烧秸秆既造成资源浪费，又会对环境产生污染。
6．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，下列各项与环境污染无关的是( )
①温室效应 ②赤潮 ③酸雨 ④光化学烟雾 ⑤臭氧空洞
⑥水俣病 ⑦潮汐现象 ⑧水华 ⑨地方性甲状腺肿大
A．⑥⑧ B．④⑤
C．①②③ D．⑦⑨
D 解析 ①温室效应指大量CO2的排放引起的大气变暖现象，与环境污染有关；②赤潮与⑧水华均属水体富营养化引起的水体污染现象；④光化学烟雾是由汽车尾气大量排放有害气体所导致的一种空气污染现象；③酸雨是化石燃料的燃烧等引起的污染现象；⑤臭氧层空洞，是由释放的氟氯烃等物质导致臭氧层被破坏的大气污染现象；⑥水俣病是由于含镉、汞污水的排放被鱼吸收，人吃鱼后引起的有毒物质在人体富集而导致的，与环境污染有关；⑦潮汐是一种自然现象，与环境污染无关；⑨地方性甲状腺肿大是缺碘引起的症状，与环境污染无关。
7．下列关于有机高分子化合物的说法不正确的是( )
A．有机高分子化合物称为聚合物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应制得的
B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构是若干链节的重复
C．对于一种高分子材料，n是一个整数，因而它的相对分子质量是确定的
D．高分子化合物可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类
C 解析 有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类，合成高分子化合物可由小分子通过聚合反应制得，对于高分子化合物来说，由于n值不唯一，也就没有一个确定的相对分子质量，只有一个范围，它们的结构均由若干个链节构成。
8．近两年来，“雾霾”一直是人们所关注的对象，如图为雾霾的主要成分示意图。下列说法不正确的是( )
A．SO2和NxOy溶于水均只生成酸
B．重金属离子可导致蛋白质变性
C．苯是最简单的芳香烃
D．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一个重要因素
A 解析 二氧化硫为酸性氧化物，但NxOy组成未知，不一定是酸性氧化物，A项错误；重金属离子能使蛋白质变性，B项正确；芳香烃是指分子中含有苯环结构的碳氢化合物，最简单的芳香烃是苯，C项正确；化石燃料的燃烧产生固体粉尘及SO2和NxOy等污染物，是造成雾霾天气的一个重要因素，D项正确。
9．丁苯橡胶有许多优良的物理、化学性能，在工业生产中具有广泛的应用。下列为丁苯橡胶的结构简式：
分别写出形成丁苯橡胶单体的各有机物的结构简式：______、__________、_____________________(可不填满，也可以补充)。
解析 由高聚物判断其单体常用的方法有二四分段法：选定高聚物的结构单元，从一侧开始分段，如果在结构单元的主链上遇到C===C键，一般可将4个C分为一段，其余则2个C分为一段，从段的连接处断开，再将单键变成双键，双键变成单键，可得单体。
由上图可得到单体：CH2===CH—CH===CH2、。
答案 CH2===CH—CH===CH2
[发展目标]
10．下列说法不正确的是( )
A．储热材料是一类重要的能量存储物质，单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量
B．Ge (32号元素)的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池
C．Ba2＋浓度较高时危害健康，但BaSO4可服入体内，作为造影剂用于X－射线检查肠胃道疾病
D．纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附
D 解析 A项，储热材料具有在熔融或结晶时吸收或释放较大的热量的特点，正确；B项，Ge 是一种优质的半导体材料，可用于太阳能电池，正确；C项，硫酸钡具有无毒、不溶于水、不能被X－射线透过的性质，可用作造影剂，正确；D项，纳米铁粉属于单质，能把Cu2＋、Hg2＋ 等重金属离子置换出来，属于化学变化，错误。
11．为解决日益加剧的温室效应等问题，科学家正在研究建立如图所示的二氧化碳新循环体系：
上述关系图能反映的化学观点或化学思想有( )
①化学变化中元素种类是守恒的 ②燃烧时化学能可以转化为热能和光能 ③光能或电能可以转化为化学能 ④无机物和有机物可以相互转化 ⑤二氧化碳也是一种重要的资源
A．①②③ B．①②④⑤
C．①④⑤ D．①②③④⑤
D 解析 化学变化中元素种类不变，①正确；燃烧发生化学变化伴随发光、发热现象，②正确；光、催化剂和电解都能使水分解产生氢气、氧气，体现了光能和电能可以转化为化学能，③正确；二氧化碳和氢气在复合催化剂作用下转化为液化石油气、汽油、甲醇等实现无机物转化成有机物资源，而有机物燃烧则转化为无机物，④正确；由题知，CO2和H2在一定条件下可转化为甲醇等能源，且CO2在很多工业、农业中有大量的应用，所以CO2也是一种重要的资源，⑤正确。
12．在社会可持续发展的历史进程中，人们要合理地开发和利用资源、能源，保护好环境，就必须研究物质及其变化的规律。
(1)当今社会所使用的能源仍然是以煤、________________________________
等化石燃料为主的。实现化学能与其他形式能量相互转化的途径是________________________________________________________________________。
(2)某环保小组对当地大气质量进行监测，发现该地的首要污染物为可吸入颗粒物PM 2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。他们将PM 2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样，测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如表：
离子
K＋
Na＋
NH
SO
NO
Cl－
浓度/(mol·L－1)
5×10－6
8×10－6
4×10－5
4×10－5
3.2×10－5
2.1×10－5
据此表，经计算可知该地PM 2.5显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(3)煤在高温下与水蒸气作用可得到含CO、H2、CH4的燃料气。将100 mL该燃料气与300 mL O2混合点燃，经充分反应并干燥后，总体积减少100 mL；将剩余的气体再通过足量碱石灰充分吸收，气体又减少80 mL(气体体积均在相同状况下测定)。则原燃料气中CO的体积为________mL。
(4)氢气是21世纪极有前途的新型能源。储氢合金的研发和应用，开辟了解决氢气储存、运输的新途径。
①Mg2Cu就是一种储氢合金。350 ℃时，Mg2Cu与H2反应生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(该氢化物中金属的质量分数为0.923)。则Mg2Cu与H2反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
②镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的储氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12＋17H217MgH2＋12Al，得到的混合物Y (17MgH2＋12Al)在一定条件下可释放出H2。
在6.0 mol·L－1 HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1.6 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为________。
解析 (1)化石燃料是指煤、石油和天然气。化学能要转化为其他形式的能量必须通过化学反应来实现。
(2)根据表中数据，溶液中阴离子所带电荷总浓度为2c(SO)＋c(NO)＋c(Cl－)＝(2×4×10－5＋3.2×10－5＋2.1×10－5) mol·L－1＝1.33×10－4 mol·L－1，阳离子所带电荷总浓度为c(K＋)＋c(Na＋)＋c(NH)＝(5×10－6＋8×10－6＋4×10－5) mol·L－1＝5.3×10－5 mol·L－1，由以上计算知，溶液中阴离子电荷浓度大于阳离子电荷总浓度，根据溶液中电荷守恒可知，溶液中还存在c(H＋)≈1.33×10－4 mol·L－1－5.3×10－5 mol·L－1＝8×10－5 mol·L－1，故该地PM 2.5显酸性。
(3)设原来混合气体中CO、H2、CH4的体积分别为x、y、z，则有：x＋y＋z＝100 mL ①
2CO＋O22CO2 体积减小ΔV↓
2 1 2 1
x x 0.5x
2H2＋O22H2O 体积减小ΔV↓
2 1 3
y 0.5y 1.5y
CH4＋2O22H2O＋CO2 体积减小ΔV↓
1 2 1 2
z z 2z
经充分反应并干燥后总体积减少100 mL，则有：
100 mL＝0.5x＋1.5y＋2z ②
将剩余气体通过足量碱石灰充分吸收，气体又减少80 mL，则有：80 mL＝x＋z ③
联立①②③得：x＝60 mL，y＝z＝20 mL，即CO体积为60 mL。
(4)①设金属氢化物化学式为RHx，金属R的相对原子质量为a，则＝0.923，即923x＝77a，x为金属的化合价，讨论可得x＝2，a＝24，故该金属氢化物为MgH2，反应的化学方程式为2Mg2Cu＋3H2MgCu2＋3MgH2。
②混合物Y与盐酸反应的离子方程式为MgH2＋2H＋===Mg2＋＋2H2↑、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与盐酸反应放出H2：2 mol×17＋3 mol×6＝52 mol，故1.6 mol最终得到的H2为52 mol×1.6＝83.2 mol。
答案 (1)石油和天然气 化学反应(或化学变化)
(2)酸性 (3)60
(4)①2Mg2Cu＋3H2MgCu2＋3MgH2
②83.2 mol
13．半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。
完成下列填空：
(1)半水煤气含有少量硫化氢。将半水煤气样品通入________溶液中(填写试剂名称)，出现____________，(填现象)可以证明有硫化氢存在。
(2)半水煤气在铜催化下实现变换：CO＋H2OCO2＋H2。
若半水煤气中V(H2)：V(CO)：V(N2)＝38：28：22，经CO变换后的气体中：V(H2)：V(N2)＝________。
(3)碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一。已知：
Na2CO3
K2CO3
20 ℃碱液最高浓度/(mol/L)
2.0
8.0
碱的价格/(元/kg)
1.25
9.80
若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是________________；缺点是________________。如果选择K2CO3碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？________________________。写出这种方法涉及的化学反应方程式_______________________________________。
(4)以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案。
取一定体积(标准状况)的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数。
①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ方框中。
②该实验方案中，步骤________(填“Ⅳ”或“Ⅴ”)可以确定半水煤气中H2的体积分数。
解析 (1)硫化氢能与重金属生成沉淀，所以将半水煤气样品通入硝酸铅(或硫酸铜)溶液中，出现黑色沉淀可以证明有硫化氢存在。(2)若半水煤气中 V(H2)：V(CO)：V(N2)＝38：28：22，经CO变换后CO转化为氢气，则根据方程式可知所得的气体中：V(H2)：V(N2)＝(38＋28)：22＝3：1。(3)根据表中数据可知若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是价廉，而缺点是吸收CO2能力差。由于生成的碳酸氢钾受热易分解产生碳酸钾，所以使碱液循环使用可以降低成本，反应的化学方程式为2KHCO3△,K2CO3＋CO2↑＋H2O。(4)①由于半水煤气中含有二氧化碳，所以首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应， 利用浓硫酸吸收产生的水蒸气，利用碱液吸收产生的二氧化碳，进而计算体积分数。所以流程为
半水煤气―→―→―→―→―→
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
②氢气还原氧化铜生成水蒸气，浓硫酸吸收水蒸气，所以该实验方案中，步骤Ⅳ可以确定半水煤气中H2的体积分数。
答案 (1)硝酸铅(或硫酸铜) 黑色沉淀
(2)3：1
(3) 价廉 吸收CO2能力差
碱液循环使用 2KHCO3△,K2CO3＋CO2↑＋H2O
(4)①KOH 浓硫酸 浓硫酸 KOH
②Ⅳ
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