气候变暖冰川融化将会对人类产生极大的灾害。如南极冰盖全部融化,南太平洋上的美丽岛国图瓦卢很可能成为首个“沉没”的国家,喜马拉雅山冰川融化尼泊尔会有“灭顶”之灾,近海城市遭受城市淹没、海啸等灾害。所以合理利用资源,加强环境保护。降低碳的排放,实施低碳经济是今后经济生活主流。
⑴下列措施对有效减少二氧化碳排放和降低大气中二氧化碳不适合的是 ▲
A.使用天然气等燃料 |
B.植树造林,保护森林,保护植被 |
C.大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电,大力推行太阳能的综合开发 |
D.立即减少煤和石油化石燃料的使用 |
E.建筑物中尽量利用自然通风采光,推广使用节能灯和节能电器,使用空调时夏季温度不宜设置过低,冬天不宜过高
F.全民倡导出行时多步行和骑自行车;建设现代物流信息系统,减少运输工具空驶率
⑵目前用超临界CO2(其状态介于气态和液态之间)代替氟利昂作致冷剂已成为一种趋势,这一做法对环境的积极意义在于保护 ▲ 。
⑶科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。如将CO2和H2以1∶4比例混合通入反应器,在适当条件下反应可获得一种重要能源。请完成以下化学方程式:CO2+4H2 = ▲ +2H2O
⑷收集提纯炼铁、炼钢等工厂所排放的气体,可得高纯度的CO,在适当的条件下,用CO和H2反应可获得人工合成汽油,也可减少碳的排放,节约能源。假设此人工合成汽油是碳原子数为5~8的烷烃,要达到合成汽油的要求,通入反应装置里的CO和H2的物质的量之比范围是▲ ≤n(CO)/n(H2) ≤ ▲ (保留最简分数比形式)
⑸探究CO2来生产燃料甲醇(CH3OH)的反应原理,现进行如下实验在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= ▲ 。
重金属离子对河流及海洋造成严重污染。某化工厂废水(pH=2.0,ρ≈1g·mL-1)中含有Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度各约为0.01mol·L-1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子,查找有关数据如下:
难溶电解质 |
AgI |
AgOH |
Ag2S |
PbI2 |
Pb(OH)2 |
PbS |
KSP |
|
5.6×10-8 |
6.3×10-50 |
7.1×10-9 |
1.2×10-15 |
3.4×10-28 |
(1)你认为往废水中投入 (填字母序号),沉淀效果最好。
A.NaOH | B.Na2S | C.KI | D.Ca(OH)2 |
(2)如果用生石灰处理上述废水,使溶液的pH=8.0,处理后的废水中c(Pb2+)= 。
(3)如果用食盐处理其只含Ag+的废水,测得处理后的废水中NaCl的质量分数为0.117%。若环境要求排放标准为c(Ag+)低于1.0×10-8mol·L-1,问该工厂处理后的废水中c(Ag+)= ,是否符合排放标准 (填“是”或“否”)。已知KSP(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2。
“温室效应”是全球关注的环境问题之一,科学家们一直致力于CO2的“组合转化”技术研究。例如将CO2和H2以1:4或1:3的比例混合,在适当条件下反应,生成H2O的同时可分别获得重要的气态能源物质A和对植物生长有调节作用的有机物B。请回答下列问题:
(1)写出生成A的化学方程式: (不必写反应条件)
(2)某小组做了如下三组对照实验来证实有机物B对植物生长的调节作用。
实验I:集气瓶中放青色、未熟的水果,在空气中盖上玻璃片。
实验II: 集气瓶中放青色、未熟的水果,通入一定量的有机物B.
实验III:集气瓶中放青色、未熟的水果,瓶底放少量KMnO4 固体。
该三组实验中,水果成熟的先后顺序为 。
(3)A分子的空间构型为 ,B分子中有 个原子共面。
(4)试推测丙烯(CH2=CH-CH3)的结构或性质,下列说法中不正确的是 (填字母)
a.丙烯分子中三个碳原子在同一直线上
b.丙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色
c.丙烯可使溴水褪色
d.丙烯能发生加成反应。
近年来我省围绕“资源节约型和环境友好型”这一主题,积极谋求社会的和谐发展。请根据这一主题和题意,用下列选项的标号进行填空。
A. 二氧化碳 B. 氮氧化物 C. 二氧化硫
(1)推广使用燃煤脱硫技术,防治 造成的污染
(2)造成温室效应和全球气候变暖的主要物质是
(3)导致光化学烟雾的物质是
2009年12月7日一18日在丹麦首都哥本哈根召开的联合国气候会议,就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:某温度下,在容积为2L的密闭容器中,充入1mol CO2和3.25mol H2,在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间变化如右图所示:
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
②下列措施中一定不能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是: 。
A.降低温度 | B.缩小容器的容积 |
C.将水蒸气从体系中分离 | D.使用更有效的催化剂 |
(2)常温常压下,饱和CO 2水溶液的pH =5.6,c(H2CO3)=1.5 ×l0-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+的电离平衡常数K= 。(已知:10 -5.6=2.5×l0-6)。
(3)标准状况下,将1.12LCO2通入100mL 1mol·L-1的NaOH溶液中,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ;
(4)如图是乙醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,则a处通入的是 (填“乙醇”或“氧气”),b处电极上发生的电极反应是: 。
(5)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
(10分)温家宝总理多次指出要大力抓好节能降耗、保护环境。请你分析并回答下列问题:
(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,具有“原子经济性”。下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是 ____________________。
A.制备环氧乙烷: |
B.制备硫酸铜Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O |
C.制备甲醇: 2CH4+O22CH3OH |
D.制备硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O |
(2)冶金废水中含有[Au(CN)2]-,其电离出的CN-有毒,当与H+结合生成HCN时,其毒性更强。工业上处理这种废水是在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体,该反应的方程式为 _____________________________,在酸性条件下,ClO-也能将CN-氧化,但实际处理时却不在酸性条件下进行的主要原因是 ____________________________________________________________。
(3)工业上目前使用两种方法制取乙醛——“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”。下面两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息:
|
乙炔水化法 |
乙烯氧化法 |
原料 |
乙炔、水 |
乙烯、空气 |
反应条件 |
HgSO4、100~125℃ |
PdCl2-CuCl2、100~125℃ |
平衡转化率 |
乙炔平衡转化率90%左右 |
乙烯平衡转化率80%左右 |
日产量 |
2.5吨(某设备条件下) |
3.6吨(相同设备条件下) |
表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量
表二:原料来源生产工艺
|
原料生产工艺过程 |
乙炔 |
|
乙烯 |
来源于石油裂解气 |
从两表中分析,现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因。
①从产率和产量角度分析 。
②从环境保护和能耗角度分析 。
CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体,控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径。
⑴下列措施中,有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度的有______(填字母)。
a.减少化石燃料的使用,开发新能源
b.使用无氟冰箱,减少氟里昂排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.将工业废气用碱液吸收后再排放
⑵新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为 (只要求写一种)。
⑶有学者设想以右图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料。
①若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则正极电极反应式为 。
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4。科研人员希望每分钟从C处获得100mL10mol/LH2SO4,则A处通入烟气(SO2的体积分数为1%)的速率为 L/min(标准状况)。
根据废水中所含有害物质的不同,工业上有多种废水的处理方法。
(1)①废水I若采用CO2处理,离子方程式是 。
②废水Ⅱ常用明矾处理。实践中发现废水中的c(HCO-3)越大,净水效果越好,这是因为 。
③废水III中的汞元素存在如下转化(在空格上填相应的化学式):
Hg2++ =====CH3Hg++H+
我国规定,Hg2+的排放标准不能超过0.05 mg/L。若某工厂排放的废水1 L中含 Hg2+3×10-17mo1,是否达到了排放标准 (填“是”或“否”)。
④废水Ⅳ常用C12氧化CN-成CO2和N2,若参加反应的C12与CN-的物质的量之比为5:2,则该反应的离子方程式为 。
(2)化学需氧量(COD)可量度水体受有机物污染的程度,它是指在一定条件下,用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化刹的量,换算成氧的含量(以mg/L计)。某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量(COD),过程如下:
I.取V1mL水样于锥形瓶,加入10.00 mL 0.2500 mol/L K2Cr2O7溶液。
II.加碎瓷片少许,然后慢慢加入硫酸酸化,混合均匀,加热。
III.反应完毕后,冷却,加指示剂,用c mol/L的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定。终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V2 mL。
①I中,量取K2Cr20,溶液的仪器是 。
②Ⅱ中,碎瓷片的作用是 。
③III中,发生的反应为:Cr2O2-7+6Fe2++14 H+==2Cr3++6Fe3+7H2O
由此可知,该水样的化学需氧量COD= (用含c、V1、V2的表达式表示)。
面对全球近期的气候异常,环境问题再次成为焦点。SO2、NOx、CO2是对环境影响较大的气体,对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。
(1)下列措施中,有利于降低大气中的SO2、NOx、CO2浓度的有 (选填字母)。
a.减少化石燃料的使用,加快开发和利用风能、氢能等新能源
b.使用无磷洗涤用品,减少含磷废物的排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
(2)用甲醇替代作为汽车燃料可降低汽车尾气污染。已知用合成气(CO和H2)合成1 mol液态甲醇吸收热量为131.9 kJ,2H2(g)=CO2(g)+O2(g)2H2O(g)△H=—594.1kJ/mol,请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式 。
(3)现欲以右图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料。
①若A为CO2,B为H2,C为CH2OH 则通入H2的一极为 极;
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为 。
(4)①已知:密闭容器中,17℃、1.01×105Pa条件下,2NO2(g) N2O4(g) △H<0的平衡常数K=13.3。当此反应达到平衡时,若c(NO2)="0.030" mol/L,则c(N2O4)= (保留两位有效数字);
②若改变上述体系的某个条件,达到新的平衡后,测得混合气体中c(NO2)=0.04mol/L,c(N2O4)=0.007mol/L,则改变的条件是 。
(10 分)SO2和NOx的排放是造成酸雨的两大罪魁祸首。下图表示了某地区在1940~2002年间,空气中SO2和NOx含量因燃料燃烧、工业生产、交通运输以及其他因素的影响而发生变化的基本统计数据。
(1)结合上图数据,判断下列说法正确的是 ▲ 。
A.在交通运输中排放的NOx与燃料的不充分燃烧有关 |
B.在上世纪60年代以前,在交通运输中排放的SO2主要是使用燃煤的内燃机所致 |
C.近年来在工业生产中SO2排放量的下降,主要是减少了燃烧的煤的质量 |
D.随着汽车工业的发展,在形成酸雨的因素中,NOx所占比重在逐渐增大 |
(2)在上图表示的历史进程中,由工业生产所导致的SO2的排放量明显地在逐年减少。请用化学方程式说明人类在为解决SO2污染问题中所进行的一个反应过程:
▲ 。
(3)汽车排放的尾气中含有未燃烧充分的CmHn、以及N2、CO2、NO、CO等。有人设计利用反应2NO + 2CO N2 + 2CO2将有害的污染物转化为可参与大气循环的N2和CO2。
在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间/h |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
c(NO)/mol·L-1 |
1.00×10-3 |
4.5×10-4 |
2.5×10-4 |
1.5×10-4 |
1.00×10-4 |
1.00×10-4 |
c(CO)/mol·L-1 |
3.6×10-3 |
3.05×10-3 |
2.85×10-3 |
2.75×10-3 |
2.70×10-3 |
2.70×10-3 |
在上述条件下反应能够自发进行,则反应的 ▲ 0(“>”、“<”、“=”)。在该温度下,反应的平衡常数K= ▲ 。
(4)某次降雨过程收集到10L的雨水,向雨水中滴加1mL6mol/L的H2O2,充分反应后测得溶液的pH="3.62" [c(H+) =2.4×10-4 mol/L ]),再向溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,经过滤、晾干、称重,得沉淀的质量为0.1864g。若假设雨水的酸性仅由NOx和SO2的排放所致。请计算排放在空气中的NOx和SO2的物质的量之比接近于 ▲ 。
(8分)空气中微量的臭氧对人有益,浓度过大则是一种污染气体,臭氧作为强氧化剂,几乎能与任何生物组织反应。
(1)下列有关说法正确的是 ▲ 。
A.停止使用氟里昂是为保护臭氧层 |
B.光化学烟雾与大气臭氧的生成有关 |
C.家用电器消毒柜中产生的臭氧能够高效杀菌消毒 |
D.臭氧能使湿润的碘化钾-淀粉试纸变蓝 |
(2)臭氧的化学性质极不稳定,在空气和水中都会慢慢分解成氧气,臭氧常用于自来水的消毒,臭氧的溶解度及在水中的分解速度与水温及水的pH关系如下图:
用臭氧消毒自来水,适宜的条件是 ▲ 。
(3)2O3(g) →3O2(g) △H=-285kJ/mol, 2Ag2O(s) =" 4Ag(s)+" O2(g)△H="62.2" kJ/mol,臭氧能与银化合为Ag2O,该反应的热化学方程式为: ▲ 。
(4)臭氧在有机合成有广泛用途,可将烯烃氧化为醛同时生成氧气,试写出2-丁烯与臭氧反应的化学方程式: ▲ 。
"温室效应"是全球关注的环境问题之一。是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理是解决温室效应的有效途径。
(1)下列措施中,有利于降低大气中浓度的有:。(填字母)
a.减少化石燃料的使用 b.植树造林,增大植被面积
c.采用节能技术 d.利用太阳能、风能
(2)将转化成有机物可有效实现碳循环。转化成有机物的例子很多,如:
a.
b.
c.
d.
以上反应中,最节能的是,原子利用率最高的是。
(3)文献报道某课题组利用催化氢化制甲烷的研究过程如下:
反应结束后,气体中检测到和,滤液中检测到,固体中检测到镍粉和。
、、的产量和镍粉用量的关系如下图所示(仅改变镍粉用量,其他条件不变):
研究人员根据实验结果得出结论:
是转化为的中间体,即:
①写出产生的反应方程式。
②由图可知,镍粉是。(填字母)
a.反应的催化剂
b.反应的催化剂
c.反应的催化剂
d.不是催化剂
③当镍粉用量从1增加到10,反应速率的变化情况是。(填字母)
a.反应Ⅰ的速率增加,反应Ⅱ的速率不变
b.反应Ⅰ的速率不变,反应Ⅱ的速率增加
c.反应ⅠⅡ的速率均不变
d.反应ⅠⅡ的速率均增加,且反应Ⅰ的速率增加得快
e.反应ⅠⅡ的速率均增加,且反应Ⅱ的速率增加得快
f.反应Ⅰ的速率减小,反应Ⅱ的速率增加
(6分)工业制CuSO4时,不是直接用铜跟浓H2SO4在加热条件下反应,而是将铜丝浸入稀H2SO4中,再不断由容器下部吹入细小的空气泡。请从原料的用量以及环境保护的角度说明这样做的好处是_____________________________,
___________________________________。
稀薄燃烧是指汽油在较大空/燃比(空气与燃油气的体积比)条件下的燃烧。随着全球能源危机的加剧,稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视,但稀薄燃烧时,常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NOx转化为N2。不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如下图所示。
(1)稀薄燃烧技术除能节约能源外,还具有的优点是________________(填一项)。排放到大气中的NOx会导致酸雨、_____________等环境问题(填一项)。
(2)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下,按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。若控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)。为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是__________________。
(3)若某一催化剂能同时催化NH3等还原性气体与NOx的反应。将该催化剂分别用于催化还原含等物质的量NOx的两种气体:①纯NO气体,②汽车尾气。消耗的物质的量较多的可能是______________(填字母),原因是______________。
A.① B.② C.都有可能
(9分)在国际环境问题中,一次性使用的聚苯乙烯()材料所带来的白色污染问题甚为突出。德国某公司开发出具有60天自行降解功能的绿色食品袋——聚乳酸包装材料。
(1)聚苯乙烯造成“白色污染”的原因是_____________________________________________。
(2)乳酸()可以从甜菜发酵的糖液中提取,通过缩聚反应可合成聚乳酸。合成聚乳酸的化学方程式为____________________________________。
(3)聚乳酸的降解可分为两个阶段,首先是化学水解成乳酸单体,然后乳酸单体在微生物的作用下分解,生成二氧化碳和水。聚乳酸自行降解的两步反应中第二步反应方程式为____________________________________________________________。