魯科版選修1 主題3 合理利用化學能源 作業(yè) (3).doc

主題3 合理利用化學能源(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個正確選項)1.(2018廣東汕頭二模)“綠水青山就是金山銀山”,保護好生態(tài)環(huán)境是當今發(fā)展應(yīng)該面對的重大問題。下列說法不符合綠色化學理念的是()a.開發(fā)高效氫能、太陽能等新型電動汽車,以解決城市機動車尾氣排放問題b.利用有機垃圾發(fā)酵生產(chǎn)沼氣做生活燃料c.將造紙廢水通過高壓水井壓到地下,節(jié)約成本d.積極開發(fā)廢舊電池的綜合利用技術(shù),解決電池中的重金屬對土壤和水體的污染答案c2.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點,因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液,電池總反應(yīng)式為zn+2mno2+h2ozn(oh)2+mn2o3,下列說法錯誤的是()a.電池工作時,鋅失去電子b.電池正極的電極反應(yīng)式為2mno2+h2o+2e-mn2o3+2oh-c.電池工作時,電子由正極通過外電路流向負極d.外電路中每通過0.2 mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5 g解析本題要求利用原電池的原理,分析鋅錳堿性原電池:鋅為負極,在反應(yīng)中失去電子;電池工作時,電流由正極通過外電路流向負極,而電子定向移動的方向應(yīng)為電流的反方向,故c項錯誤;根據(jù)電子守恒可知d項正確;由該電池反應(yīng)的總反應(yīng)和原電池的原理寫出正極反應(yīng),可知b項正確。答案c3.電池對環(huán)境的污染目前還沒有被人們充分地認識到,下列有關(guān)電池污染及回收的有關(guān)敘述正確的是()a.電池一般比較小,即使埋到土壤中也不會造成太大危害b.電池回收的主要目的是為了提取里面的銀、汞等金屬c.廢舊電池可以直接通過燃燒的方式銷毀d.電池不僅污染土壤,也污染地下水答案d4.(2016全國)下列有關(guān)燃料的說法錯誤的是()a.燃料燃燒產(chǎn)物co2是溫室氣體之一b.化石燃料完全燃燒不會造成大氣污染c.以液化石油氣代替燃油可減少大氣污染d.燃料不完全燃燒排放的co是大氣污染物之一解析化石燃料完全燃燒也會造成大氣污染,如霧霾和so2導致的酸雨等,b項錯誤。答案b5.關(guān)于石油和煤的說法中不正確的是()a.石油的主要成分是液態(tài)烴,是混合物,煤是復(fù)雜的混合物b.將煤氣化、液化可制得清潔燃料,減少大氣污染c.直餾汽油、裂化汽油、合成汽油均是石油產(chǎn)品d.用適當?shù)姆椒ㄊ姑簹饣?可制得甲烷解析石油是以液態(tài)烴為主溶解有少量氣態(tài)烴和固態(tài)烴的混合物;煤是由有機物和無機物組成的復(fù)雜混合物;直餾汽油和裂化汽油都是由石油經(jīng)過加工得到的,而合成汽油是將煤等通過加工制得的汽油。答案c6.燃氣灶因燃氣成分、供氣壓力的不同而結(jié)構(gòu)不同。已知天然氣、液化石油氣燃燒的化學方程式分別為ch4+2o2co2+2h2o和c3h8+5o23co2+4h2o。現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具,欲改為燃液化石油氣,應(yīng)采取的正確措施是()a.空氣及液化石油氣兩種氣體的進入量都應(yīng)減少b.增大空氣進入量或減少液化石油氣進入量c.空氣及液化石油氣兩種氣體的進入量都應(yīng)增大d.減小空氣進入量或增大液化石油氣進入量解析結(jié)合ch4、c3h8的燃燒反應(yīng)化學方程式可知,單位體積的兩種燃氣完全燃燒的耗氧氣量c3h8是ch4的2.5倍,因此,從有利于燃氣完全燃燒的角度考慮,應(yīng)適度增大爐灶的空氣進入量或適度減少液化石油氣的進入量。答案b7.下列選項中,能說明乙醇作為燃料的優(yōu)點的是()燃燒時發(fā)生氧化反應(yīng)充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境乙醇是一種可再生能源燃燒時放出大量熱量a.b.c.d.解析應(yīng)從乙醇燃燒的特點和乙醇的來源考慮。答案d8.石油中的硫燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是形成硫酸型酸雨的主要原因,因此要對煤和石油等燃料進行脫硫處理,對應(yīng)的下列說法正確的是()a.在煤中添加的脫硫劑是石灰石b.在煤中添加的脫硫劑是熟石灰c.脫硫后產(chǎn)生的廢料中含有的caco3,可用于制造建筑材料d.脫硫后產(chǎn)生的廢料中含有的caso3,可用于制造建筑材料解析在煤中添加石灰石作為脫硫劑,反應(yīng)后生成caso3,進一步氧化為caso4,可以制得石膏。答案a二、非選擇題(本題共4小題,共52分)9.(10分)鉛蓄電池是化學電源,其電極材料分別是pb和pbo2,電解質(zhì)溶液為稀硫酸。工作時該電池總反應(yīng)式為pb+pbo2+2h2so42pbso4+2h2o。根據(jù)上述情況判斷:(1)工作時,電解質(zhì)溶液的ph(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)工作時,電解質(zhì)溶液中陰離子移向極。(3)電流方向從極流向極。(4)寫出負極的電極反應(yīng):。解析蓄電池工作(放電)時,發(fā)生原電池反應(yīng)。題中各小題概括敘述了蓄電池放電時所涉及的各個方面,分析如下:根據(jù)原電池原理,負極發(fā)生氧化反應(yīng),所以pb為負極;正極發(fā)生還原反應(yīng),元素化合價降低,從總反應(yīng)式可知,pbo2是氧化劑,即正極反應(yīng)為pbo2+2e-+4h+so42-pbso4+2h2o;從正極反應(yīng)或電池的總反應(yīng)可知h2so4參加了反應(yīng),h+轉(zhuǎn)變成h2o,所以ph增大;原電池工作時溶液中陰離子移向負極,陽離子移向正極;電流方向與電子移動方向相反,從正極沿導線流向負極。負極pb失電子后生成的pb2+與so42-生成難溶物pbso4。故負極反應(yīng)式為pb+so42-2e-pbso4。答案(1)增大(2)負(3)正負(4)pb+so42-2e-pbso410.(20分)煤是一種常用的燃料。由于煤燃燒產(chǎn)生的廢氣中含有二氧化硫等有害氣體會對環(huán)境造成污染,因此需要對煤進行加工,或?qū)U氣凈化后再排放。(1)這些廢氣會對環(huán)境造成怎樣的影響?導致哪些環(huán)境問題?(2)如果廢氣中的二氧化硫進入大氣,會發(fā)生哪些化學變化?寫出相關(guān)反應(yīng)的化學方程式。(3)下圖是對煤燃燒產(chǎn)生的廢氣進行常溫脫硫處理的基本流程圖,試寫出廢氣脫硫過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學方程式。并分析此流程的優(yōu)、缺點。解析在燃煤廢氣脫硫的過程中,caso3轉(zhuǎn)化為caso4時通入空氣,目的是補充o2,使caso3充分地向caso4轉(zhuǎn)化。答案(1)空氣中so2含量的增多,會導致酸雨的發(fā)生,也能引發(fā)人的呼吸道疾病。酸雨導致的環(huán)境問題有:酸雨會使湖泊的水質(zhì)變酸,導致水生生物死亡;酸雨浸漬土壤,會使土壤變得貧瘠;長期的酸雨侵蝕會造成森林大面積消失;酸雨對人體健康也有直接影響,如酸雨滲入地下可使地下水中的重金屬元素含量增加,飲用這樣的水會危害人體健康。(2)2so2+o22so3,so3+h2oh2so4,so2+h2oh2so3,2h2so3+o22h2so4(3)caco3+so2caso3+co2,2caso3+o22caso4,caso4+2h2ocaso42h2o優(yōu)點:石灰石脫硫比堿液脫硫廉價。不足:石灰石脫硫反應(yīng)速率慢,吸收不完全、效果差。11.(10分)硝酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣(no、no2等)對環(huán)境造成污染,同時汽車尾氣(含烴類、co、so2與no等)是城市空氣的污染源。(1)汽車以汽油作為發(fā)動機燃料,在不斷啟動打火的過程中產(chǎn)生了co、no等有毒氣體,若供氧不足,主要產(chǎn)生的污染物是;若供氧充足,主要產(chǎn)生的有毒氣體是。(2)簡述co、no對人體產(chǎn)生的影響是。(3)汽車尾氣污染物造成的影響有:。(4)控制城市空氣污染的方法有。a.開發(fā)氫能源b.使用電動車c.植樹造林d.戴上呼吸面具解析(1)若供氧不足,汽油中的烴(c5h12等)不完全燃燒,產(chǎn)生co;若供氧充足,c5h12等烴完全燃燒,但n2、o2在電火花作用下生成no和no2。(2)co、no極易與血紅蛋白結(jié)合,使血液失去供氧能力,使人體中毒,同時no在人體中含量不正常,可導致心腦血管病等。(3)汽車尾氣排放過多,可形成酸雨和光化學煙霧而污染環(huán)境,引起呼吸嚴重障礙,導致心肺衰竭。(4)控制城市污染源,避免汽車燃燒汽油,所以必須開發(fā)新的能源,如開發(fā)氫能源、使用電動車等,從根源上消除污染。答案(1)cono、no2等(2)使血液失去供氧能力,導致心腦血管病等(3)污染環(huán)境,引起呼吸嚴重障礙,導致心肺衰竭(4)ab12.(12分)“可燃冰”是深藏在海底的新能源,它是由蘊藏在海底的甲烷在高壓下形成的固體,是外觀像冰的甲烷水合物(ch4nh2o)。我國南海海底有極其豐富的甲烷資源,其總量超過已知蘊藏在我國陸地下天然氣總量的一半。(1)設(shè)想,若把它從海底取出,拿到地面上,它會發(fā)生什么變化?(2)已知每立方米這種固體可釋放出164 m3的甲烷氣體,試計算這種固體中水與甲烷的物質(zhì)的量之比(設(shè)該固體的密度=1 gcm-3,且氣體體積已換算為標準狀況)。(3)試設(shè)想安全合理地開發(fā)“可燃冰”的可行性方法。解析(1)由于“可燃冰”(可表示為ch4nh2o)是在海水的高壓條件下形成的冰樣固體,若將之從海底取出,拿到常溫常壓的地面上,它當然會分解成ch4與h2o,ch4會擴散到大氣中,并可能引發(fā)一系列的環(huán)境問題(如“溫室效應(yīng)”)。(2)n(ch4)=164m31 000 lm-322.4 lmol-17 321 mol折合為m(ch4)=7 321 mol16 gmol-1=1.17105 g1 m3可燃冰的質(zhì)量為:m=1 m3106 cm3m-31 gcm-3=1106 g其中水的質(zhì)量為:m(h2o)=1106 g-1.17105 g=8.83105 g折合為:m(h2o)=8.83105g18 gmol-1=4.9110-4 mol故該