（通用版）2022-2023版高中化學 第四章 化學與自然資源的開發(fā)與利用 第二節(jié) 資源綜合利用 環(huán)境保護學案 新人教版必修2

（通用版）2022-2023版高中化學 第四章 化學與自然資源的開發(fā)與利用 第二節(jié) 資源綜合利用 環(huán)境保護學案 新人教版必修2一、化石燃料的綜合作用1煤的綜合利用(1)煤的分類與組成煤(2)煤的綜合利用方式干餾氣化液化(3)煤綜合利用的意義減少煤燃燒產(chǎn)生的大量SO2、NOx、碳的氧化物和粉塵等污染物的排放。提高煤燃燒的效率煤的氣化、液化都是使煤變成清潔能源的有效途徑，煤的燃燒效率也有很大的提高。生產(chǎn)基本化工原料通過煤的干餾，獲得大量的基本化工原料。2.天然氣的綜合利用(1)天然氣的主要成分：甲烷。(2)天然氣的用途：天然氣3石油的綜合利用(1)石油的組成石油是由多種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等碳氫化合物組成的混合物，沒有固定的熔、沸點，只能在一定溫度范圍內(nèi)熔化或汽化。(2)石油的綜合利用途徑4.以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料(1)高分子化合物特征：相對分子質(zhì)量很大，性質(zhì)穩(wěn)定的混合物分類(2)聚乙烯塑料的合成反應的化學方程式：nCH2=CH2CH2CH2；反應類型：加聚反應。(3)相關(guān)概念單體：聚合成高分子化合物的小分子化合物。聚乙烯的單體是CH2=CH2。鏈節(jié)：高分子化合物中的最小的重復結(jié)構(gòu)單元。聚乙烯的鏈節(jié)是CH2CH2。聚合度：高分子化合物所含鏈節(jié)的數(shù)目，聚乙烯的聚合度為n。例1下列敘述不正確的是()A天然氣是一種清潔、不可再生的化石燃料B煤的干餾、氣化和液化都發(fā)生了化學變化C石油的分餾、裂化和裂解都發(fā)生了化學變化D煤干餾和石油分餾都能獲得烴類物質(zhì)考點煤、石油和天然氣綜合利用題點化石燃料的相關(guān)綜合答案C解析石油的分餾是物理變化，沒有發(fā)生化學變化。特別提示(1)煤的干餾發(fā)生復雜的物理和化學變化，煤的氣化、液化都發(fā)生化學變化。(2)石油分餾為物理變化，石油裂化、裂解都是化學變化。例2下列說法中正確的是()A煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來B將煤在空氣中加強熱使之分解的過程，稱為煤的干餾，也叫煤的焦化C將石油分餾得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料D用溴的四氯化碳溶液可鑒別分餾獲得的汽油和裂化獲得的汽油考點煤、石油和天然氣綜合利用題點化石燃料的相關(guān)綜合答案D解析煤中不含苯和甲苯，煤干餾后從煤焦油或出爐煤氣中能分離出來苯和甲苯；煤在隔絕空氣加強熱的情況下分解的過程稱為煤的干餾，而不是在空氣中；石油分餾主要得到汽油、煤油等，乙烯、丙烯等可通過石油裂化、裂解獲得；分餾獲得的汽油主要成分是飽和烴，裂化獲得的汽油中含有不飽和烴，二者可用溴的四氯化碳溶液鑒別。二、環(huán)境保護和綠色化學1環(huán)境保護(1)環(huán)境問題：主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。(2)環(huán)境保護的任務環(huán)境監(jiān)測：對污染物的存在形態(tài)、含量等進行分析和鑒定，提供可靠的分析數(shù)據(jù)。治理工業(yè)三廢(廢水、廢氣、廢渣)。尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝：杜絕污染物的排放，能從根本上解決環(huán)境問題。2綠色化學(1)綠色化學的核心是利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。(2)最高目標：原子利用率為100%，即反應物中的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。(1)環(huán)境污染：包括大氣污染、土壤污染、水污染。(2)環(huán)境保護：綠色化學“原子經(jīng)濟性”。例3最近，國際上提出的“綠色化學”是指化學工業(yè)生產(chǎn)中()A對廢水、廢氣、廢渣進行嚴格處理B不排放任何有害物質(zhì)C在化工廠周圍種草、種樹、種花，使化工廠成為花園式工廠D以綠色植物為原料，以生物催化劑實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程的化學考點環(huán)境保護和綠色化學題點綠色化學的概念答案B解析綠色化學的核心是從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染，即在化學生產(chǎn)中少用或不用有害物質(zhì)以及少排放或不排放有害物質(zhì)，B項符合題意。例4綠色化學最理想的“原子經(jīng)濟”，就是反應物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。以下反應最符合這一要求的是()A硫化亞銅高溫氧化的火法煉銅B用銅作催化劑將乙醇氧化為乙醛C銅和濃硝酸反應制硝酸銅D鎳作催化劑的條件下，苯與氫氣發(fā)生加成反應生成環(huán)己烷考點環(huán)境保護和綠色化學題點綠色化學中的原子利用率答案D解析A項，Cu2S高溫氧化的火法煉銅中還會產(chǎn)生SO2氣體，不符合“原子經(jīng)濟”，錯誤；B項，CH3CH2OH催化氧化生成CH3CHO的同時有H2O生成，不符合“原子經(jīng)濟”，錯誤；C項，Cu和濃硝酸反應制備Cu(NO3)2時還會生成H2O和NO2，不符合“原子經(jīng)濟”，錯誤；D項，苯與氫氣發(fā)生加成反應只生成環(huán)已烷，原子利用率為100%，符合“原子經(jīng)濟”，正確。1國內(nèi)能源供應緊張形勢日益加劇，煤的漲價導致部分地區(qū)電荒，煤在國民經(jīng)濟中的重要地位由此可見一斑。下列關(guān)于煤的說法正確的是()A煤屬于有機化合物B在物質(zhì)變化類型上，煤的干餾包含了物理變化和化學變化C煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烴，煤是芳香烴的主要來源D煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量不會增加，因此煤的氣化并無意義考點煤、石油和天然氣的綜合利用題點煤的綜合利用答案B解析煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物。苯和甲苯是煤中的某些干餾產(chǎn)物中的主要成分，并不是煤本身含有的，是煤干餾過程中發(fā)生化學反應生成的。煤氣化后變成清潔高效的燃料，再燃燒可提高其利用率，意義重大。2下列關(guān)于煤、石油、天然氣等能源的說法正確的是()A石油裂解得到的汽油是純凈物B石油產(chǎn)品都可用于聚合反應C天然氣是一種清潔的化石燃料D水煤氣是通過煤的液化得到的氣體燃料考點煤、石油和天然氣的綜合利用題點化石燃料的相關(guān)綜合應用答案C解析A項，石油的裂解是深度裂化，是將大分子烴斷裂成小分子烴的過程，產(chǎn)物主要是短鏈不飽和烴的混合物，錯誤；B項，能發(fā)生聚合反應的分子必須含有不飽和鍵，但石油的分餾產(chǎn)品大多是烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴，所以不是所有的石油產(chǎn)品都能發(fā)生聚合反應，錯誤；C項，天然氣的主要成分是CH4，燃燒無污染，屬于清潔的化石燃料，正確；D項，水煤氣是由煤與水在高溫條件下反應得到的，是煤的氣化產(chǎn)物，錯誤。3根據(jù)聚乙烯的結(jié)構(gòu)簡式推測，丙烯(CH2=CHCH3)聚合生成的聚丙烯的結(jié)構(gòu)簡式正確的是()ACH2CHCH3 BC D考點高分子材料及其合成題點加聚反應及其產(chǎn)物的判定答案D解析丙烯合成聚丙烯的過程類似于乙烯合成聚乙烯的過程，但丙烯分子中的CH3只能作支鏈，選項D正確。4在“綠色化學工藝”中，理想狀態(tài)是反應物中的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，即原子利用率為100%。下列反應類型能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟性”原則的是()置換反應化合反應分解反應取代反應加成反應加聚反應酯化反應A BC只有 D只有考點環(huán)境保護與綠色化學題點綠色化學中的原子利用率答案A解析根據(jù)四種基本反應類型的定義即可判斷出只有化合反應產(chǎn)物唯一。在有機反應類型中，取代反應、酯化反應、水解反應的產(chǎn)物均不唯一，而加成反應、加聚反應的產(chǎn)物唯一，反應物中的原子全部轉(zhuǎn)化成期望的最終產(chǎn)物，即原子利用率為100%。5下列有關(guān)“綠色化學”及“綠色食品”的描述均正確的組合是()“綠色化學”是指絕對無污染的化學過程“綠色化學”是指依靠綠色植物來完成的化學過程“綠色化學”是沒有或盡可能少污染的化學過程“綠色化學”是人們理想中的化學過程，無法實現(xiàn)治理工業(yè)“三廢”屬于“綠色化學”范疇合理施用農(nóng)藥屬于“綠色化學”加強環(huán)境監(jiān)測屬于“綠色化學”過程開發(fā)利用氫能源屬于“綠色化學”富含葉綠素的食品屬于“綠色食品”新鮮的蔬菜屬于“綠色食品”無污染的安全、優(yōu)質(zhì)、營養(yǎng)類食品屬于“綠色食品”貼有“綠色”防偽標志的食品屬于“綠色食品”ABCD考點環(huán)境保護與綠色化學題點綠色化學的概念答案A解析是對綠色化學的敘述，綠色化學的核心是從源頭上減少或消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染，強調(diào)最理想的原子經(jīng)濟性原則和污染物的零排放，所以中的“絕對無污染”、中的“依靠綠色植物”、中的“無法實現(xiàn)”、中的“治理三廢”、中的合理施用農(nóng)藥、中的“加強環(huán)境監(jiān)測”等內(nèi)容都是錯誤的或不屬于綠色化學范疇，正確。是對綠色食品的描述，只有正確。對點訓練題組一煤、石油和天然氣的綜合利用1下列不屬于煤的綜合利用的是()A將煤干餾制得煤焦油和焦炭B在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料C煤變?yōu)槊猴炞魅剂螪將煤干餾制得甲苯和乙烯考點煤、石油和天然氣的綜合應用題點煤的綜合利用答案C解析煤的綜合利用包括煤的干餾、煤的氣化和煤的液化。2下列說法正確的是()A石油是混合物，汽油是純凈物B沸點：汽油>煤油>柴油>潤滑油C直餾汽油和裂化汽油成分完全相同D石油的分餾是物理過程，而裂化和裂解屬于化學過程考點煤、石油和天然氣的綜合利用題點石油的綜合利用答案D解析石油、汽油都是混合物；沸點：汽油<煤油<柴油<潤滑油；直餾汽油多為飽和烴，而裂化汽油含有不飽和烴，兩者組成上不完全相同；石油的分餾是利用各組分沸點的不同進行分離的過程，是物理變化過程，而裂化和裂解是將碳原子多的烴轉(zhuǎn)化為碳原子少的烴，是化學變化過程。3在石油工業(yè)中，將重油制成乙烯的方法是()A裂化 B裂解C干餾 D分餾考點煤、石油和天然氣的綜合利用題點石油的裂化和裂解答案B解析將重油制成氣態(tài)不飽和烴，應采取比裂化更高的溫度才可以實現(xiàn)，采用裂解的方法。4下列關(guān)于煤、石油、天然氣等資源的說法正確的是()A煤干餾所得氣體中只含無機氣體B天然氣、石油液化氣是清潔的化石燃料C石油裂解氣中主要成分為甲烷D石油產(chǎn)品都能發(fā)生加聚反應考點煤、石油和天然氣的綜合利用題點化石燃料的相關(guān)綜合答案B解析煤干餾所得的氣體中含有CH4等有機物氣體；天然氣、石油液化氣的主要成分為碳氫化合物，燃燒充分，生成物為CO2和H2O，為清潔的化石燃料；石油裂解氣的主要成分有乙烯、丙烯、甲烷、乙烷等；石油加工得到的產(chǎn)品烷烴不能發(fā)生加聚反應。5煤的干餾和石油的分餾，兩種變化在本質(zhì)上的差別是()A加熱的溫度不同B得到的產(chǎn)品不同C前者要隔絕空氣，后者不用隔絕空氣D干餾是化學變化，分餾是物理變化考點煤、石油和天然氣的綜合應用題點化石燃料的相關(guān)綜合答案D解析石油分餾為物理變化；煤的干餾為化學變化。6合理利用燃料減小污染符合“綠色奧運”理念，下列關(guān)于燃料的說法正確的是()A“可燃冰”是將水變?yōu)橛偷男滦腿剂螧氫氣是具有熱值高、無污染等優(yōu)點的燃料C乙醇是比汽油更環(huán)保、不可再生的燃料D石油和煤是工廠經(jīng)常使用的可再生的化石燃料考點煤、石油和天然氣的綜合利用題點新能源的開發(fā)與利用答案B解析可燃冰外觀像冰，其化學組成是CH4·nH2O，根據(jù)元素守恒知，水不能變?yōu)橛?；氫能源具有來源廣、熱值高，且燃燒后生成水對環(huán)境無污染；乙醇中含有碳、氫、氧三種元素，其燃燒產(chǎn)物是二氧化碳和水，但乙醇為可再生能源；石油和煤都屬于化石燃料，且屬于不可再生能源。題組二高分子材料及其合成7工業(yè)上以煤、石油和天然氣為原料，生產(chǎn)三大合成材料：塑料、合成橡膠和合成纖維。下列有關(guān)說法錯誤的是()A塑料、合成橡膠和合成纖維屬于合成高分子化合物B淀粉、纖維素、葡萄糖等都屬于天然高分子化合物C石油裂解得到的乙烯、丙烯等是生產(chǎn)合成材料的基本原料D高分子材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料兩大類考點高分子材料及其合成題點高分子化合物答案B解析高分子材料可分為天然高分子材料(如淀粉、纖維素)和合成高分子材料(如塑料、合成橡膠和合成纖維)兩大類，葡萄糖不屬于高分子化合物。8高分子化合物的單體是()ABCH2=CH2CCH3CH2CH2CH3DCH3CH=CHCH3考點高分子化合物及其合成題點高分子化合物單體的判斷答案D解析此高分子化合物是由CH3CH=CHCH3通過加聚反應生成的，故其單體為CH3CH=CHCH3，其鏈節(jié)為9乙烯的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工水平的重要標志。聚乙烯是以乙烯為原料合成的一種人們常用的高分子材料。下列有關(guān)聚乙烯的敘述中正確的是()A乙烯合成聚乙烯的變化屬于化合反應B乙烯合成聚乙烯的化學方程式是nCH2=CH2CH2=CH2C聚乙烯在自然界中很難降解，容易導致“白色污染”D聚乙烯是純凈物考點高分子材料及其合成題點加聚反應及其產(chǎn)物答案C解析乙烯合成聚乙烯的反應屬于加聚反應，聚乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2CH2，高聚物均為混合物。題組三環(huán)境保護與綠色化學10為了保護自然環(huán)境，提高人民的生活質(zhì)量，必須重視處理“白色污染”。該“白色污染”指的是()A冶煉廠的白色煙塵B石灰窯的白色粉末C聚氯乙烯等塑料垃圾D白色建筑材料考點環(huán)境保護和綠色化學題點環(huán)境污染及其防治答案C解析白色污染是指聚氯乙烯等塑料垃圾，難以降解，在顏色上不一定為白色，題中白色煙塵、粉末以及白色建筑材料都不屬于白色污染，分別為粉塵污染和建筑垃圾。11下列有關(guān)環(huán)境問題的說法正確的是()A燃煤中加入適量石灰石，可減少廢氣中SO2的量B臭氧的體積分數(shù)超過104%的空氣有利于人體健康CpH在5.67.0之間的降水通常稱為酸雨D含磷合成洗滌劑易于被細菌分解，故不會導致水體污染考點環(huán)境保護和綠色化學題點環(huán)境污染及其防治答案A解析石灰石在煤燃燒過程中分解為CaO，CaO和SO2結(jié)合為CaSO3，進一步轉(zhuǎn)化為CaSO4，可減少SO2污染；當空氣中臭氧的含量超過105%(體積分數(shù))時，就會對人體、動植物及暴露在空氣中的物質(zhì)造成危害；pH小于5.6的雨水稱為酸雨；含磷合成洗滌劑易造成水體富營養(yǎng)化，形成“水華”“赤潮”等水體污染。12以節(jié)能減排為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟是保持社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。下列做法違背發(fā)展低碳經(jīng)濟的是()A發(fā)展氫能和太陽能B限制塑料制品的使用C提高原子利用率，發(fā)展綠色化學D盡量用純液態(tài)有機物代替水作溶劑考點環(huán)境保護題點保護環(huán)境，從我做起答案D解析所謂低碳經(jīng)濟，是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達到經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏的一種經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)。發(fā)展氫能和太陽能，限制塑料的使用和發(fā)展綠色化學，都符合低碳經(jīng)濟。13下列環(huán)保建議中，不符合“綠色化學”思想的是()A提倡生活垃圾分類收集B用天然氣代替汽油和柴油作發(fā)動機燃料C禁止未經(jīng)處理的工業(yè)廢水和生活污水的任意排放D使用添加劑抑制水中所有動植物的生長考點綠色化學題點綠色化學的概念答案D14綠色化學提倡化工生產(chǎn)應提高原子利用率。原子利用率表示目標產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。在下列制備環(huán)氧乙烷的反應中，原子利用率最高的是()ACH2=CH2CH3COOH過氧乙酸BCH2=CH2Cl2Ca(OH)2CaCl2H2OC2CH2=CH2O2DHOCH2CH2OCH2CH2OH2H2O考點綠色化學題點綠色化學中的原子利用率答案C解析A：×100%42%；B：×100%25%；C：×100%100%；D：×100%24%。綜合強化15下圖是實驗室對煤進行干餾的裝置圖，回答下列問題：(1)指出圖中儀器名稱：c_，d_。(2)儀器d的作用是_，c中液體有_和_，其中無機物里溶有_，可用_檢驗出來。有機物可以通過_的方法使其中的重要成分分離出來。(3)e處點燃的氣體的主要成分有_，火焰的顏色為_。考點煤、石油和天然氣的綜合利用題點煤的綜合利用答案(1)U形管燒杯(2)盛裝冷水對蒸氣進行冷卻粗氨水煤焦油氨酚酞溶液蒸餾(或分餾)(3)H2、CH4、C2H4、CO淡藍色解析c是U形管，d是燒杯。煤的干餾產(chǎn)物主要有：焦炭(固體)，煤焦油、粗氨水(液體)，焦爐氣(H2、CH4、C2H4、CO)等，利用d將蒸氣冷卻，無機物中溶有氨，可利用酚酞檢驗；有機物可利用蒸餾或分餾使其中的重要成分分離出來。e處點燃的氣體是焦爐氣，火焰呈淡藍色。16(2017·廈門雙十中學期末)酸雨形成的原理之一可表示如下：含硫燃料AB硫酸請回答下列問題。(1)A的化學式為_，B的化學式為_。(2)三個反應中，不屬于氧化還原反應的是_(填序號)。(3)SO2中硫元素顯4價，它可以降低到0價，利用這一性質(zhì)可在工廠的煙道氣中通入合適的_(填“氧化劑”或“還原劑”)除去SO2，達到減少污染的目的。(4)雨水的pH小于5.6時，就判定為酸雨。已知pHlg c(H)，經(jīng)測定某次雨水所含酸性物質(zhì)只有硫酸，且其濃度為5×105 mol·L1，則這次降雨_(填“是”或“不是”)酸雨。(5)火力發(fā)電廠燃燒的煤中含有大量的硫，其排出的廢氣中往往含有SO2、CO2等。為了除去有害的SO2氣體，在英國已進行了一個研究，結(jié)果表明：高煙囪可以有效降低地面SO2的濃度。在20世紀60年代到70年代的10年間，由發(fā)電廠排放的SO2增加了35%，但由于高煙囪的建造，地面SO2濃度降低了30%之多。你認為減少酸雨產(chǎn)生可采取的措施是_(填字母)。A少用煤作燃料B把工廠的煙囪建高C燃料脫硫D把工廠遷移到農(nóng)村E開發(fā)新能源請從全球環(huán)境保護的角度，分析這種建高煙囪的方法是否可??？_(填“可取”或“不可取”)，理由是_?？键c環(huán)境保護和綠色化學題點環(huán)境污染及其防治答案(1)SO2SO3(2)(3)還原劑(4)是(5)ACE不可取未減少二氧化硫的總排放量解析(1)(2)題中所示原理為含硫燃料SO2SO3H2SO4，其中反應不是氧化還原反應。(3)SO2中硫元素化合價降低，SO2被還原，應加入還原劑。(4)c(H2SO4)5×105 mol·L1，則c(H)2×5×105 mol·L11×104 mol·L1。所以pHlg(1×104)45.6，故這次降雨是酸雨。(5)少用煤作燃料、燃料脫硫，開發(fā)新能源都會減少SO2排放。建高煙囪雖降低了地面SO2濃度，但向環(huán)境中排放的SO2未減少，所以該做法不可取。17以下是與綠色化學、環(huán)境保護和人類健康息息相關(guān)的三個主題，請根據(jù)已知信息回答下列問題：(1)下列制備氯乙烷的反應中原子經(jīng)濟性最高的是_(填字母)。ACH2=CH2HClCH3CH2ClBCH3CH2OHHClCH3CH2ClH2OCCH3CH3Cl2CH3CH2ClHClDCH2=CHClH2CH3CH2Cl由上述四個反應可歸納出，原子經(jīng)濟性最高的是_(填反應類型)。(2)有毒物質(zhì)的無害化處理也是綠色化學研究的內(nèi)容之一。ClO2是一種性能優(yōu)良的消毒劑，它可將廢水中少量的CN等有毒的酸根離子氧化而除去。請寫出用ClO2將廢水中的CN氧化成無毒氣體的離子方程式：_，該方法的優(yōu)點是_。(3)某飲用水廠由天然水制備純凈水(去離子水)的工藝流程示意圖如下：活性炭的作用是_；O3消毒的優(yōu)點是_。考點環(huán)境保護和綠色化學題點綠色化學的相關(guān)綜合應用答案(1)AD加成反應(2)2ClO22CN=2CO2N22Cl產(chǎn)物為無毒無害的Cl、CO2和N2(3)吸附水中的有機物(或除去水中的異味)反應產(chǎn)物無毒無害解析(1)原子經(jīng)濟性高，即理論上原子的利用率盡可能達到100%，沒有副產(chǎn)物。A、D兩項中的原子利用率都是100%。(2)把CN氧化成無毒氣體，說明C、N分別生成了CO2、N2，ClO2的還原產(chǎn)物應該是無毒的Cl。(3)活性炭能吸附水中的有機物，從而除去異味。用O3消毒時，其產(chǎn)物為無毒無害的O2。