專題4 化學科學與人類文明
一、選擇題（本題包括12個小題，每小題4分，共48分）
1.下列有關環境問題的說法正確的是（ ）
A.燃煤時加入適量石灰石，可減少廢氣中SO2的量
B.臭氧的體積分數超過10-4%的空氣有利於人體健康
在5.6～7.0之間的降水通常稱為酸雨
D.含磷合成洗滌劑易於被細菌分解，故不會導致水體汙染
【解析】選A。煤燃燒中硫元素經燃燒產生SO2，可以和石灰石分解後的CaO反應而被吸收，A正確；B中臭氧在空氣中超過10-4%時，對人體健康有害；C中酸雨的pH<5.6;D中含磷洗滌劑容易引起水體富營養化而受到汙染。
2.下列關於化學發展史上重大事件的描述不正確的是
（ ）
A.19世紀初，阿伏加德羅提出了原子學說
B.1774年，法國科學家拉瓦錫通過實驗證明空氣是由O2和N2組成的
C.17世紀末，英國化學家波義耳又提出了酸、鹼的定義
D.1869年，俄國化學家門捷列夫發現了元素週期律
【解析】選A。原子學說於19世紀，由道爾頓首先提出。
3.（2009雙鴨山高一檢測）石油、煤、天然氣等在地球上的蘊藏量是有限的，為緩解能源危機：①可以利用電解水的方法得到氫氣做能源；②可用酒精做能源；③砍伐樹木做能源；④應開發太陽能、核能等新能源。上述說法正確的是（ ）
A.只有① B. ①和④ C.②和④ D.④
【解析】選C。①電解水要消耗大量的電能。②酒精可用農作物提供的澱粉製得。③樹木是有生長週期 的，也有用盡的可能，④太陽能、核能蘊含能量高，相比其他能源地球含量多，故選②和④。
4.下列說法中，正確的是( )
A.鉛筆芯的主要成分是金屬鉛
氣體有毒，在生有爐火的居室中多放幾盆水，可吸收CO
C.臭氧層的破壞對人類健康有害
D.綠色食品是指使用過化肥和農藥生產出來的農副產品
【解析】選C。鉛筆芯的主要成分是石墨；CO氣體有毒，但較難溶於水，在生有爐火的居室中多放幾盆水也沒用，照樣會中毒；臭氧層的破壞導致輻射的增強，對人類健康有害；綠色食品是指無汙染的 食品。
5.（2010上海高一檢測）下列屬於汙染源必須治理的是
（ ）
A.使用農家肥造成糧食、蔬菜 不清潔
B.排放含磷洗衣粉和含有機物的城市生活汙水，造成水體汙染
C.食品加工生產中向食品中加入適量的防腐劑
D.農村燃燒農作物的禾稈等作燃料產生二氧化碳
【解析】選B。農家肥是無汙染的，含磷洗衣粉和含有機物的汙水排放，使水質惡化，必須治理。食品中加入適量防腐劑是無害的。CO2不是大氣汙染物。
6.（2010醴陵高一檢測）“綠色化學”是當今社會提出的一個新概念。在“綠色化學”工藝中，理想狀態是反應中原子全部轉化 為欲制的產物 ，即原子利用率為100%。以下反應最符合綠色化學原子經濟性要求的是（ ）
A.乙烯發生加聚反 應制得聚乙烯高分子材料
B.用甲烷與氯氣製備一氯甲烷
C.用苯和液溴為原料製取溴苯
D.用石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳
【解析】選A。綠色化學的原子利用率為100%，即所有原子均轉化為產品，無副產品，則A項符合；B項有CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等副產物；C項有副產物HBr；D項有副產物CaCl2和水。
7.（2009江蘇大學聯考）《中華人民共和國食品安全法》於2009年6月1日起實施。下列做法不利於食品安全的是（ ）
A.用聚氯乙烯塑料袋包裝食品
B.在食用鹽中新增適量的碘酸鉀
C.在食品加工中科學使用食品新增劑
D.研發高效低毒的農藥，降低蔬菜的農藥殘留量
【解析】選A。聚氯乙烯塑料難降解，造成白色汙染，同時聚氯乙烯受熱時釋放出有毒物質，故A項錯。
8.諾貝爾化學獎得主——德國科學家格哈德埃特爾對有關一氧化碳在金屬鉑表面的氧化過程的研究，催生了汽車尾氣淨化裝置。淨化裝置中的催化轉化器，可將CO、NO、NO2和碳氫 化合物等轉化為無害的物質，有效降低尾氣對環境的危害。下列有關說法不正確的是( )
A.催化轉化器中的鉑催化劑可加快CO氧化
B.鉑表面做成蜂窩狀更有利於提高催化效果
C.在鉑催化下，NO、NO2可被CO還原成N2
D.碳氫化合物在鉑催化下，被CO直接氧化成CO2和H2O
【解析】選D。CO是常見的還原劑，不能將碳氫化合物直接氧化，碳氫化合物可直接被空氣中的氧氣氧化成CO2和H2O。
9.下列化工生產原理錯誤的是（ ）
①可以用電解熔融氯化鈉的方法來製取金屬鈉 ②可以將鈉加入到氯化鎂飽和溶液中製取鎂 ③用電解法冶煉鋁時，原料是氯化鋁 ④鍊鐵高爐中所發生的反應都是放熱的，故無需加熱
A.②③ B.①③ C.①②③ D.②③④
【解析】選D。鈉可以和氯化鎂飽和溶液中的水反應，但不能將鎂置換出來。電解法冶煉鋁所用的原料為氧化鋁。鍊鐵高爐中所發生的反應CO2+C 2CO屬於吸熱反應。
10.鋁的活潑性較強，直到十八世紀人類才開始將鋁從它的化合物中冶煉出來。當時鋁價格十分昂貴，拿破崙的頭盔就是用鋁製作的，現在還儲存在大英博物館中。下列冶煉鋁的方法正確的是（ ）
【解析】選A。由於鋁的活潑性較強，不能用還原劑還原鋁的氧化物，用電解Al2O3的方法，而不用電解AlCl3的方法，因為AlCl3受熱容易變成氣體。
11.（2010福州高一檢測）化學在自然資源的開發和利用中具有重要的意義，下列對其認識中不正確的是（ ）
A.利用化學知識和化學規律，人們可以更好地開發和利用資源
B.利用化學知識和化學規律，人們可以製取更多物質，豐富物質世界
C.人們在開發和利用自然資源的過程中，對環境造成了汙染，化學對此無能為力
D.人們在開發和利用資源的過程中，時刻不能忘記資源的'可持續性發展
【解析】選C。在社會發展過程中，人類合理地開發利用自然資源以及保護人類賴以生存的環境都離不開化學，故C項錯。
12.化學知識廣泛應用於生產、生活中，下列敘述正確的是( )
①工業上合成新型氮化矽（Si3N4）陶瓷需要在高溫、空氣中進行
②鋼鐵製品被鏽蝕主要是因為鋼鐵中含有碳而發生原電池反應，因此生鐵鍊鋼時要儘可能完全除去生鐵中的碳
③海水淡化和工業生產及生活廢水的再生利用，是解決缺水問題的有效途徑
④高鐵酸鈉Na2FeO4和Cl2O都能作為淨水劑，其原理完全相同
⑤液氯罐洩漏時，可將其移入水塘中，並向水塘中加入生石灰
A.①②③ B.②④ C.③④⑤ D.③⑤
【解析】選D。①合成Si3N4陶瓷應隔絕空氣；②若將生鐵中的碳全部除去，得到純鐵，其機械效能遠遠低於鐵合金；③海水淡化和廢水處理再利用已經是成熟技術，也是解決缺水問題的有效途徑之一；④Na2FeO4淨水有兩個主要作用：一是+6價的鐵具有極強的氧化性，從而具有殺菌消毒效果，同時被還原為+3價鐵，二是Fe3+ 水解產生
Fe（OH）3膠體，吸附水中的懸浮物，而Cl2O作為淨水劑時，只是起到殺菌消毒效果；⑤Cl2能與Ca（OH）2反應而被除去。
二、非選擇題（本題包括4個小題，共52分）
13.（14分）“飄塵”是物質燃燒時產生的粒狀漂浮物，顆粒很小（直徑小於10-7 m），不易沉降（可飄浮數小時甚至數年），它與空氣中SO2、O2接觸時，SO2部分轉化為SO3，使空氣酸度增加，形成酸雨。
（1）飄塵所起的主要作用是________。
A.氧化劑 B.還原劑 C.吸附劑 D.催化劑
（2）與雨水形成酸雨，試寫出這兩個化學反應式：
_________________ ， ______________ 。
（3）汽車排放的尾氣、硝酸廠和化肥廠的廢氣含有氮氧化物，全世界每年排放量約5×107 kg,NO2溶於水生成_________酸。
（4）酸雨可導致下列哪種危害_________。
A.腐蝕建築物 B.導致樹木枯萎
C.造成洪澇災害 D.惡化人類環境
（5）為了減少酸雨的形成，必須對燃煤煙氣進行脫硫，常用的方法有_____________________，對廢氣中的氮氧化物進行_________。
【解析】SO2在轉化為SO3時需在催化劑條件下完成，SO2在形成酸雨時由題意可知先轉化為SO3，SO3與H2O生成H2SO4，這是形成酸雨的因素之一，酸雨的危害極大，要儘可能減少SO2以及氮氧化物的排放。
答案:（1）D
（2）2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O====H2SO4
（3）硝 （4）A、B、D
（5）石灰石- 石膏法、氨水法 吸收利用
14.（10分）有效地利用現有能源和開發新能源已受到各國的普遍重視。
（1）可用改進汽油組成的辦法來改善汽油的燃燒效能。例如，加入CH3OC（CH3）3來生產“無鉛汽油”。
CH3OC（CH3）3分子中必存在的原子間連線形式有_______（填寫編號）。
（2）天然氣的燃燒產物無毒、熱值高，而且管道輸送方便，將成為我國西部開發的重點之一。天然氣常和石油伴生，其主要的成分是_______ 。能說明它是正四面體而非正方形平面結構的理由是_______ （填寫編號）。
①其一氯代物不存在同分異構體
②其二氯代物不存在同分異構體
③甲烷極難溶於水
④它的四個氫原子完全相同
（3）新型燃氫汽車已研發多年，它清潔衛生、噪聲低、啟動快、行駛穩定，但是昂貴的氫氣讓人買得起車用不起氣，有效開發民用氫能源，將成為能源領域的新熱點，你認為以下可供開發又較經濟的制氫方法是_______（填寫編號）。
①電解水 ②鋅和稀硫酸反應 ③光解海水
其次，製得純氫氣後還需要解決的問題是_______（寫出其中一個）。
【解析】（1）CH3OC（CH3）3的分子組成是飽和的，且有4個—CH3，只有③能符合此結構形式。
（2）天然氣的主要成分是甲烷，能說明甲烷是正四面體結構的理 由是其二氯取代物無同分異構體。
（3）電解水的成本太高，鋅與稀硫酸反應原料太昂貴，只有光解海水從原料到能源均可行。同時製備的H2是氣體，還需要解決其運輸和貯存問題。
答案：（1）③ （2）甲烷 ② （3）③ 氫氣的運 輸和貯存
15.（16分）已知煤的結構如圖所示：
（1）從煤的結構來看，煤是工業上獲得__________烴的重要來源。
（2）我國大約70%的煤是直接用於燃燒的。從煤的結構來看，在提供熱量的同時產生大量的__________等氣體物質，造成嚴重的大氣汙染。
（3）“型煤”技術不僅可以減少87%的廢氣排放量，煙塵排放量也可減少80%，致癌物苯並［a］芘的排放量也減少，同時節煤20%～30%。“型煤”技術的原理是利用固硫劑在燃燒過程中生成穩定的硫酸鹽。下列 物質中適宜於作固硫劑的是__________ （填字母）。
A.氯化鈣 B.氧化鈣
C.硫酸鈣 D.氫氧化鈣
（4）某“型煤”生產廠利用石灰石作固硫劑，試用化學方程式表示其“固硫”過程__________ 。
（5）除上述的“型煤”技術外，為了解決煤燃燒所造成的汙染問題和提高煤的利用價值，煤資源的綜合利用方法還有煤的_________ _、__________、__________等。
【解析】（1）煤結構中含有較多的苯環，隔絕空氣給煤加強熱可以使它分 解，從而獲得芳香烴。
（2）煤結構中含有S和N，所以直接燃燒煤能產生SO2和氮氧化物，汙染環境。
（3）煤燃燒產生SO2，固硫過程是使其生成穩定的硫酸鹽，所以固硫劑可選用氧化鈣或氫氧化鈣。固硫反應為：
（4）若利用石灰石作固硫劑，則發生的反應可表示為：
怎樣區分蒸餾、分餾和乾餾
蒸餾：把液體加熱到沸騰變為蒸氣，再使蒸氣冷卻凝結成液體的操作。蒸餾可使混合物中沸點較低的組分揮發而達到混合物分離或除雜質的目的。被蒸餾的混合物中至少要有一種組分為液體。各組分沸點差別越大，揮發出的物質（餾分）越純。若不同組分之間沸點差小，或不同組分互溶形成恆沸液體，餾分則不純。
分餾：對多組分混合物在控溫下先後、連續進行的兩次或多次蒸餾。分餾可使多組分混合物在一個完整的操作過程中分離為兩種或多種餾分而達到混合物分離或除雜質的目的。
乾餾：把固態混合物（如煤、木材）隔絕空氣加強熱使它分解的過程。
蒸餾與分餾同屬物理變化，乾餾過程往往發生複雜的物理、化學變化。
16.（12分）水在自然界淨化中把有機汙染物自發地轉變為簡單的無機物質時，需要水中含有一定量的氧氣［有機 物（C、H、O）+O2 CO2+H2O］，1 L水中含有的有機物轉變為無機物所需要的氧的量稱為生化需氧量（BOD），用gL-1為單位表示，如果水的氧氣量比BOD少，水就發臭，魚和其他淡水生物就不會生存。某地區一條河水裡有機物的質量分數為0.001%，此有機物的化學式可用C6H10O5表示，已知在正常大氣壓條件下，氧氣在水中的溶解量是0.092 gL-1。
（1）寫出有機物在有氧氣條件下轉化為無機物的化學方程式________________________________________。
（2）這條河水的生化需氧量為__________。
（3）這條河中的魚類__________（填“能”或“不能”）維持生命。
