创新设计2015届高考化学广东专用一轮总复习配套课件专题课堂四环境保护与绿色化学高中化

专题课堂四环境保护与绿色化学考点一环境污染及其防治[要点突破]1．常见的环境污染(1)大气污染：是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物(SO2、SO3)、氮的氧化物(NO、NO2等)、CO、碳氢化合物、氟氯代烷等造成的污染(其中SO2、NOx主要来源于化石类燃料的大量使用)。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、酸雾；臭氧层空洞；光化学烟雾；温室效应。①酸雨正常雨水偏酸性，pH约为6～7，这是由于大气中的CO2溶于雨水中形成碳酸的缘故；酸雨通常是指pH小于5.6的降水。酸雨的形成是一个复杂的化学和物理过程，主要是由于工业废气中的SO2和NOx造成的。②臭氧层空洞大气中的臭氧层可滤去大量的紫外光，保护地球上的生物。制冷剂氟利昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用，Cl对臭氧层的破坏起到催化作用。破坏臭氧层的物质还有SO2、NO和NO2。③光化学烟雾氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物在大气环境中受强烈的紫外线照射后产生一种新的二次污染物——光化学烟雾，其主要成分是光化学氧化剂(主要是O3)及其他多种复杂的化合物。主要是由汽车的尾气所引起，而日光在其中起了重要作用。④温室效应地球大气层中的CO2和水蒸气等能允许部分太阳短波辐射透过并到达地面，但地表向外反射的长波热辐射线却被大气吸收，这样大气吸收的辐射热多于散失的辐射热，使地表与低层大气温度升高，这种现象称为温室效应，但是温室气体并非只有CO2，还有H2O、CH4、氟氯烃(几种氟氯代甲烷及乙烷的总称，商品名氟利昂)等。温室效应的加剧导致全球变暖，会对气候、生态环境及人类健康等多方面带来影响。(2)水体污染：是指过量有害物质进入水体中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属Hg、Cd、Pb、Cr等进入水中形成的污染，如水俣病是由汞污染引起的，骨痛病是由镉污染引起的。这些重金属主要来自于化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水。另一类是植物营养物质污染：水中高浓度的N、P等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染，从而引起赤潮或水华。它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用氮肥、磷肥造成的。(3)固体废弃物污染：主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染，目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。垃圾污染范围广泛，对环境及生物的不良影响途径多样。2．环境保护的措施(1)工业废气携带颗粒物的回收利用。(2)工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂。(3)回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。[典例示范]【示例1】[2012·四川理综，29(1)(2)]直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在右图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。请回答下列问题：(1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有________(填写字母编号)。A．温室效应B．酸雨C．粉尘污染D．水体富营养化(2)在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为________。②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为_________________________________________________。解析(1)煤燃烧产生的烟气中含有的粉尘会造成粉尘污染，含有的二氧化硫(与空气接触可产生三氧化硫)会造成酸雨，二氧化碳可以造成温室效应，故应选A、B、C。(2)①因CO2＋CaCO3＋H2O===Ca(HCO3)2，故二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为Ca(HCO3)2；②1molCa(HSO3)2被氧气氧化肯定生成1molCaSO4，根据S元素守恒，还要有H2SO4生成，故反应方程式为Ca(HSO3)2＋O2===CaSO4＋H2SO4。答案(1)ABC(2)①Ca(HCO3)2(或碳酸氢钙)②Ca(HSO3)2＋O2===CaSO4＋H2SO4[应用体验]1．(2013·江苏，1)燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是()。A．甲醇B．天然气C．液化石油气D．氢气解析甲醇、天然气(CH4)、液化石油气(气态烃)燃烧均生成CO2和H2O，CO2会造成温室效应，氢气燃烧只生成H2O，因此最环保的是氢气，D项正确。答案D2．(2012·海南，1)化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是()。A．CO2属于大气污染物B．酸雨是pH小于7的雨水C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧解析CO2是大气的组成成分，不属于大气污染物，A选项错；酸雨是指pH小于5.6的雨水，B选项错；CO2不会导致酸雨，NO2或SO2都会导致酸雨，C选项错；CO2是温室气体，其含量的增加会导致温室效应加剧，故D选项正确。答案D3．我国空气质量预报的内容主要包括三个方面：氮氧化物、二氧化硫、悬浮颗粒物等三种大气污染物的浓度。(1)德国科学家曾经利用卫星数据和一种先进的仪器，绘制了一幅地球上空二氧化氮的分布图，从科学家绘制的二氧化氮分布图看，欧洲和北美洲的一些大城市上空二氧化氮密度很高，其原因是__________________________________________________________________。(2)与氮氧化物有关的全球或区域性大气环境问题有________。A．酸雨B．臭氧层空洞C．光化学烟雾(3)为了降低汽车尾气对大气的污染，目前最有效的方法是给汽车安装尾气净化装置。它能将一氧化碳和氮氧化物(NOx)在催化剂作用下发生反应转化为无害气体，其反应的化学方程式为___________________________________________。解析(1)氮氧化物主要来自内燃机尾气的排放，欧美发达国家无论是地面还是高空交通都比较发达，所以可能是由于汽车或高空飞机的密度大而引起的尾气排放超标；(3)反应生成的是无害气体，所以可得产物为N2和CO2。答案(1)这些地区的机动车辆过多(或飞机飞行频繁)(2)ABC(3)2NOx＋2xCO=====催化剂N2＋2xCO2考点二绿色化学[要点突破]1．绿色化学(1)绿色化学的理念：在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物或尽可能少产生废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。(2)绿色化学反应的特征①采用无毒、无害的原料；②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；③产品应该是环境友好的；④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。2．原子经济性(1)原子经济性就是指在化学反应中特别是有机合成中，最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中(如完全的加成反应：A＋B===C)，达到零排放。减少废物的关键是提高反应的选择性，即选择最佳反应途径，使反应物原子尽可能多地转化成产物原子，最大限度地减少副产物，才会真正减少废物的生成。原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为：原子利用率＝期望产品的总质量生成物的总质量×100%。(2)原子经济性反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。[典例示范]【示例2】在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是()。解析根据原子利用率内涵，副产物越少原子利用率越高。C项的副产物为0，则原子利用率为100%，答案为C。也可以分别计算其他方法的原子利用率，再比较。A项原子利用率：4444＋60×100%≈42.3%；B项原子利用率：44111＋44＋18×100%≈25.4%；C项原子利用率：4444×100%＝100%；D项原子利用率：4444＋106＋36×100%≈23.7%。所以原子利用率大小：CABD。答案C[应用体验]4．下列化学反应不符合绿色化学理念的是()。A．消除硫酸厂尾气中SO2的污染：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3B．消除硝酸工业尾气中氮氧化物的污染：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2OC．制Cu(NO3)2：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OD．制CuSO4：2Cu＋O2=====△2CuO；CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O解析C项会产生污染环境的NO2气体，不符合绿色化学理念。答案C5．在“绿色化学工艺”中，理想状态是原子利用率为100%。在用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有()。A．CO和CH3OHB．CO2和H2OC．H2和CO2D．CH3OH和H2解析从原子守恒和绿色化学的思想出发：CH3C≡CH＋其他的反应物→CH2===C(CH3)COOCH3，则其他的反应物的原子组成为C2H4O2，只有选项A中的物质按等物质的量混合符合题意。答案A6．“低碳”既是时尚，也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几个工厂利用废气、废渣(液)联合生产化肥硫酸铵的工艺：请回答下列问题：(1)工艺操作①、②分别为____________、____________。(2)工业合成氨的化学方程式为：_________________________________________________________________________。(3)写出生成“产品”的离子方程式：_________________________________________________________________。(4)在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是__________________________________________。(5)副产品的化学式为________________。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是_____________________________。解析(1)合成氨的原料之一氮气来源于空气，分离方法是将空气液化后蒸发分离出氧气，获得氮气。(2)工业合成氨的条件是高温、高压和催化剂。(3)“产品”是硫酸铵，反应物是硫酸钙悬浊液、二氧化碳、氨气等，产物除产品硫酸铵外，还有碳酸钙沉淀。(4)氨气溶于水显碱性，实验室中可以用湿润的红色石蕊试纸检验，或利用氨气与氯化氢化合为氯化铵的反应进行检验等。(5)分析框图中各物质的关系可知“副产品”为CaO，能够循环使用的物质是CO2。答案(1)将空气液化后蒸发分离出氧气，获得氮气过滤(2)N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3(3)CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋2NH＋4＋SO2－4(4)将湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3(或其他可行的方法)(5)CaOCO2