（北京专用）2020届高考化学一轮复习 专题二十一 化学与可持续发展课件

专题二十一化学与可持续发展高考化学(北京专用)五年高考A组自主命题·北京卷题组考点一化学与可持续发展1.(2019北京理综,6,6分)下列我国科研成果所涉及材料中,主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是 ()    A.4.03米大口径碳化硅反射镜B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线D.“玉兔二号”钛合金筛网轮答案A本题以新材料为背景考查金属材料、无机非金属材料、有机合成材料等知识;以我国科研成果为载体考查学生的识记、再现及辨识能力;借助物质的组成、性质考查学生宏观辨识与微观探析的学科核心素养,体现了增加民族自豪感的价值观念。B项,2022年冬奥会的速滑服是由有机合成材料制成的;C项,碳包覆银纳米线是金属材料;D项,钛合金筛网轮是金属材料。知识拓展目前材料主要有三大类,一类是金属材料,一类是无机非金属材料,一类是有机材料。无机非金属材料包括传统无机非金属材料和新型无机非金属材料,有机材料分为天然有机材料和合成有机材料。2.(2011北京理综,9,6分)下列与处理方法对应的反应方程式不正确的是 ()A.用Na2S去除废水中的Hg2+:Hg2++S2- HgS↓B.用催化法处理汽车尾气中的CO和NO:CO+NO C+NO2C.向污水中投放明矾,生成能凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+D.用高温催化氧化法去除烃类废气(CxHy):CxHy+(x+ )O2 xCO2+ H2O4y2y答案BB项,正确的反应方程式为2CO+2NO 2CO2+N2,若生成NO2会污染空气。3.(2012北京理综,25,13分)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:。(2)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是。(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(S )∶n(HS )变化关系如下表:23O3On(S )∶n(HS )91∶91∶19∶91pH8.27.26.223O3O①由上表判断,NaHSO3溶液显性,用化学平衡原理解释:。②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)。a.c(Na+)=2c(S )+c(HS )b.c(Na+)c(HS )c(S )c(H+)=c(OH-)c.c(Na+)+c(H+)=c(S )+c(HS )+c(OH-)(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:23O3O3O23O23O3O①HS 在阳极放电的电极反应式是。②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理:。3O答案(1)SO2+H2O H2SO3、2H2SO3+O2 2H2SO4(2)2OH-+SO2 H2O+S (3)①酸HS 存在:HS  H++S 和HS +H2O H2SO3+OH-,HS 的电离程度强于水解程度②ab(4)①HS +H2O-2e- S +3H+②H+在阴极得电子生成H2,溶液中c(H+)降低,促使HS 电离生成S ,且Na+进入阴极室,吸收液得以再生23O3O3O23O3O3O3O24O3O23O解析(3)①当n(S )∶n(HS )=9∶91时,对应的pH为6.2,可知NaHSO3溶液显酸性。原因是HS 的电离程度强于水解程度。②当吸收液呈中性时,c(H+)=c(OH-),由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(S )+c(HS )+c(OH-)得a正确;当pH=7时,n(S )∶n(HS )1∶1,则b正确。(4)①阳极发生氧化反应,HS 被氧化,一定会生成S ,在酸性环境下,氧元素来自H2O,故有H2O参与反应,生成物中有H+。23O3O3O23O3O23O3O3O24O1.(2019课标Ⅲ,7,6分)化学与生活密切相关。下列叙述错误的是 ()A.高纯硅可用于制作光感电池B.铝合金大量用于高铁建设C.活性炭具有除异味和杀菌作用D.碘酒可用于皮肤外用消毒考点一化学与可持续发展B组统一命题、省（区、市）卷题组答案C本题涉及常见元素在生活中的应用,考查了学生接受、吸收、整合化学信息的能力,认识化学知识对满足人民日益增长的生活需要具有重要作用,体现了科学态度与社会责任的学科核心素养。高纯硅是良好的半导体材料,A项正确;铝合金强度高、塑性好、耐腐蚀,B项正确;活性炭具有吸附作用,不能杀菌,C项错误;碘的酒精溶液可以杀菌消毒,D项正确。解题关键熟悉元素化合物知识在日常生活中的应用。2.(2018课标Ⅰ,7,6分)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下: 下列叙述错误的是 ()A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠答案D合理处理废旧电池可回收有关金属,达到资源再利用的目的,同时有利于保护环境,A项正确;由流程图可知,“正极片”中含有的金属元素有Al、Fe、Li,B项正确;LiFePO4中铁元素的化合价为+2价,在H2SO4、HNO3作用下转化为Fe3+,经碱液处理形成Fe(OH)3沉淀,C项正确;Li2CO3难溶于水,而Li2SO4可溶于水,故不能用Na2SO4代替Na2CO3,D错误。3.(2017课标Ⅲ,7,6分)化学与生活密切相关。下列说法错误的是 ()A.PM2.5是指粒径不大于2.5μm的可吸入悬浮颗粒物B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料答案C燃煤中加入CaO可以减少SO2气体的排放,减少酸雨的形成,但不能减少温室气体CO2的排放,C错误。知识拓展钙基固硫CaO+SO2 CaSO32CaSO3+O2 2CaSO44.(2019江苏单科,16,12分)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为。(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为NO+NO2+2OH- 2N +H2O2NO2+2OH- N +N +H2O①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有(填字母)。A.加快通入尾气的速率B.采用气、液逆流的方式吸收尾气C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是(填化学式)。(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,2O2O3ONO转化为N 的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。 ①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N ,其离子方程式为。②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是。3O3O答案(12分)(1)2NH3+2O2 N2O+3H2O(2)①BC②NaNO3NO(3)①3HClO+2NO+H2O 3Cl-+2N +5H+②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强3O解析本题涉及的考点有含氮化合物的性质及其应用、氧化还原反应化学(离子)方程式的书写、影响反应速率的因素,主要考查学生将实际问题分解、运用相关知识分析和解决化学问题的能力,借助氮氧化物的尾气处理树立环境保护的可持续发展意识,体现科学态度与社会责任的学科核心素养。(1)根据得失电子守恒和原子守恒可写出NH3与O2反应的化学方程式。(2)①若要提高尾气中NO和NO2的去除率,须加快氮氧化物与NaOH的反应速率。B项措施能增大气、液反应物的接触面积,C项措施增大NaOH溶液的浓度,二者均能加快反应速率;A项措施易导致氮氧化物不能及时被吸收,使NO和NO2去除率降低。②据题给反应:2NO2+2OH- N +N +H2O可知,NaNO2晶体中含有NaNO3杂质;由于NO与NaOH不反应,故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。(3)①据得失电子守恒可得:3HClO+2NO 3Cl-+2N ,据电荷守恒可得:3HClO+2NO 3Cl-+2N +5H+,据原子(质量)守恒可得:3HClO+2NO+H2O 3Cl-+2N +5H+。②NaClO溶液的初始pH越小,c(H+)越大,c(HClO)越大,氧化NO的能力越强,NO的转化率越高。2O3O3O3O3O知识拓展用NaOH溶液处理NO和NO2时,当n(NO)∶n(NO2)1∶1时,吸收液中的盐为NaNO2;当n(NO)∶n(NO2)1∶1时,吸收液中的盐为NaNO3和NaNO2。5.(2016课标Ⅲ,27,15分)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2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)NaClO2的化学名称为。(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度323K,NaClO2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S S N N Cl-c/(mol·L-1)8.35×10-46.87×10-61.5×10-41.2×10-53.4×10-324O23O3O2O①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式。增加压强,NO的转化率(填“提高”“不变”或“降低”)。②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐(填“增大”“不变”或“减小”)。③由实验结果可知,脱硫反应速率脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是。(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。 ①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均(填“增大”“不变”或“减小”)。②反应Cl +2S  2S +Cl-的平衡常数K表达式为。(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是。②已知下列反应:SO2(g)+2OH-(aq) S (aq)+H2O(l)ΔH1ClO-(aq)+S (aq) S (aq)+Cl-(aq)ΔH2CaSO4(s) Ca2+(aq)+S (aq)ΔH3则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=。2O23O24O23O23O24O24O答案(1)亚氯酸钠(2分)(2)①4NO+3Cl +4OH- 4N +2H2O+3Cl-(2分)提高(1分)②减小(1分)③大于(1分)NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(1分)(3)①减小(1分)② (2分)(4)①形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高(2分)②ΔH1+ΔH2-ΔH3(2分)2O3O2242232(O)(Cl)(O)(ClO)cSccSc解析(1)NaClO2的化学名称为亚氯酸钠。(2)①脱硝过程就是烟气中的NO被NaClO2溶液吸收的过程,由表中数据可知NO与Cl 在溶液中反应后主要生成N 和Cl-,离子方程式为4NO+3Cl +4OH- 4N +2H2O+3Cl-;增加压强,NO的转化率提高。②随着吸收反应的进行,c(OH-)减小,pH逐渐减小。③由表中数据可知,反应一段时间后溶液中S 的浓度大于N 的浓度,说明脱硫反应速率大于脱硝反应速率。(3)①由