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第八章　化学与可持续发展
(满分:100分　考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是(　　)。
A.抗氧化剂 B.调味剂
C.着色剂 D.营养强化剂
2.下列金属的冶炼过程中,需加入还原剂的是(　　)。
A.NaCl→Na B.Fe2O3→Fe
C.Al2O3→Al D.HgO→Hg
3.下列做法不应该提倡的是(　　)。
A.使用布袋替代一次性塑料袋购物
B.焚烧废旧塑料以防止“白色污染”
C.用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料
D.用高炉喷吹技术综合利用废旧塑料
4.海水中蕴藏着丰富的资源。下列不需要通过化学反应就能从海水中获得的物质是(　　)。
A.淡水 B.精盐
C.金属镁 D.溴单质
5.气体产品作为现代工业重要的基础原料,应用范围十分广泛,例如冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材等行业。以下气体不是从煤炭或石油工业获得的是(　　)。
A.水煤气 B.裂解气
C.焦炉气 D.氧气
6.下列说法中,正确的是(　　)。
A.煤的气化和液化都是物理变化
B.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等
C.石油蒸馏得到的汽油有固定沸点
D.工业上一般通过电解熔融氯化铝制备铝
7.生产精细化学品已经成为当代化学工业结构调整的重点之一。下列对应关系不正确的是(　　)。
A.解热镇痛药—阿司匹林
B.凝固剂—硫酸钙
C.抗氧化剂—维生素C
D.营养强化剂—味精
8.生产、生活中处处有化学。下列说法正确的是(　　)。
A.草木灰与硫酸铵混用可提高肥效
B.喝牛奶可缓解重金属盐中毒的毒性
C.石油分馏时获取的馏分均为纯净物
D.用来做燃料的煤和天然气是可再生能源
9.下列金属冶炼的反应原理,错误的是(　　)。
A.MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
B.3K2O+2Al6K+Al2O3
C.Fe+CuSO4FeSO4+Cu
D.2HgO2Hg+O2↑
10.我们应着力建造“低碳·无废·自然”城市,下列说法正确的是(　　)。
A.CO2是形成酸雨的主要物质之一
B.将废铅蓄电池的铅泥和硫酸做深埋处理
C.积极推广太阳能、风能、地热能以及水能等的使用
D.含磷的合成洗涤剂易被细菌分解,故可随意排放
11.煤、石油、天然气是重要的化工原料,下列说法正确的是(　　)。
A.煤的气化、液化和石油的分馏都是化学变化
B.如图装置可模拟煤的干馏过程,产生的可燃性气体不能使溴水褪色
C.天然气是一种清洁能源,使用天然气做燃料可大量减少CO2气体的排放
D.以煤、石油、天然气为原料,通过化学反应可获得许多性能优异的合成高分子材料
12.NaCl被称为“化学工业之母”。下列说法正确的是(　　)。
A.工业上制取金属Na,用电解熔融的NaCl而不用Na2O的原因是熔融Na2O不导电
B.“海水晒盐”过程主要发生物理变化
C.粗盐精制的操作依次为溶解→过滤→加入足量沉淀剂→加入适量盐酸→蒸发结晶
D.“侯氏制碱”:先后将CO2、NH3通入饱和食盐水中,析出碳酸钠晶体
13.有关煤的综合利用如图所示,下列说法正确的是(　　)。
A.煤焦油是纯净物
B.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物
C.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
D.B为甲醇或乙酸时,原子利用率均可达到100%
14.海水是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)。
A.海水中含有镁元素,只需经过物理变化就可以得到单质镁
B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C.从海水中可以得到NaCl,电解NaCl溶液可得到金属钠
D.从海水中提取Br2、I2的过程中发生了氧化还原反应
15.绿色化学最理想的就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,即原子利用率为100%。下列反应最符合绿色化学的是(　　)。
A.甲烷与氯气反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl
B.氨的催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O
C.甲基丙烯酸甲酯的合成:CH3C≡CH+CO+CH3OHCH2C(CH3)COOCH3
D.碘酸钾与酸性碘化钾的反应:KIO3+5KI+3H2SO43I2+3H2O+3K2SO4
16.为了开发氢能,有科学家提出在催化剂作用下,利用阳光分解水制氢,其过程如图所示。下列说法错误的是(　　)。
A.这种工艺有利于实现碳达峰和碳中和目标
B.随着反应的进行,Ce3+和Ce4+的总物质的量不断减少
C.上述制备的能源属于清洁能源
D.总反应为2H2O2H2↑+O2↑
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(12分)药物阿司匹林是一种传统的治疗感冒发烧的药,从分子结构上看,它可以看作是乙酸酯,其结构简式如图所示。
(1)阿司匹林与NaOH溶液反应过程中,断裂的化学键是　　　　(填小写字母)。
(2)根据阿司匹林的结构推断它能发生的化学反应类型为　　　　(填序号)。
①中和反应　②加成反应　③取代反应
(3)长期大量服用阿司匹林会出现不良反应,一旦出现水杨酸中毒现象,应立即停药,并静脉滴注NaHCO3溶液,以解除水杨酸的中毒症状,反应的化学方程式为
　。
18.(12分)金属钛具有密度小、强度高、耐腐蚀、无毒等优点。还原法是工业上冶炼钛的常用方法之一,该方法是以金红石(主要含TiO2)为原料来制取,其主要工艺流程如下。
(1)已知反应①通常在800~900 ℃的条件下进行,产物中有一种可燃性无色气体,当有1 mol Cl2完全反应时,参加反应的还原剂的物质的量为______________mol。
(2)反应②通常在800 ℃的条件下进行,通入氩气的目的为_______________________________________;反应②的产物海绵钛中常混有少量杂质,应如何除去杂质 ________________(简述操作过程)。
(3)在上述工艺流程中可以循环使用的物质是________________。
19.(14分)(1)由于大气中CO2含量的剧增,大量珊瑚礁(主要成分是碳酸钙)被海水侵蚀,其原因是______________________ (用化学方程式表示)。
(2)温室效应导致海平面上升,引起温室效应的人为原因主要是_______________________________________________________。(3)为了控制温室效应,各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实,设想将CO2液化后,送入深海海底,以减小大气中CO2的浓度。为使CO2液化,可采用的措施是_______________。
A.减压、升温 B.增压、降温
C.减压、降温 D.增压、升温
(4)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的比例混合,通过反应器,在一定条件下反应,可获得一种重要的能源物质。请写出题述反应的化学方程式:________________________________。
(5)快速、有效地减缓大气中CO2含量的生态学措施是_________。
A.使用天然气等燃料
B.控制全球人口增长
C.植树造林,保护森林
20.(14分)某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化,装置如图,实验过程中可观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化,试管Ⅱ中有少量液体凝结,试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色,实验后闻试管Ⅱ中液体气味,具有汽油的气味。
(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为
　　　　　　　　　　　　　　　,加入药品之前的操作为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,长导管的作用是_______________________________________________________。(2)试管Ⅱ中少量液体凝结说明____________________________。
(3)试管Ⅲ中溶液褪色说明________________________________。
(4)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的单质溴 　　　　。理由是　 。
(5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式:_____________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;从以上变化可以看出,石油裂化的主要目的是获得更多的轻质燃油,提高汽油的产量和质量。
第八章　化学与可持续发展
(满分:100分　考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.A
抗氧化剂是消耗装置中的氧气,减少氧气的浓度,进而减小食品氧化变质的速率,A项正确;调味剂能调节食品的味道,与速率无关,B项错误;着色剂是给食品上色,与速率无关,C项错误;营养强化剂是增加食品的营养成分,与速率无关,D项错误。
2.B
钠的冶炼是电解熔融的氯化钠,不需要加入还原剂,A项不符合题意;铁的冶炼是用还原剂如CO将铁的氧化物还原,B项符合题意;铝的冶炼是电解熔融的氧化铝,不需要加入还原剂,C项不符合题意;汞的冶炼是加热分解氧化汞,不需要加入还原剂,D项不符合题意。
3.B
4.A
海水中水的沸点较低,蒸馏海水可制备淡水,为物理变化,A项符合题意;海水中水的沸点较低,通过蒸发结晶即可得到粗盐,粗盐通过除去杂质离子提纯得到精盐,提纯过程中有新物质生成,为化学变化,B不符合题意;海水中得到镁,需要先从海水中获得氯化镁,再电解熔融状态的氯化镁得到镁,为化学变化,C不符合题意;海水中溴以离子形式存在,需要加氧化剂发生氧化还原反应生成溴单质,再萃取、分液得到溴,为化学变化,D不符合题意。
5.D
水煤气是煤气化得到的,焦炉气是煤干馏得到的,裂解气是石油裂解得到的。
6.B
7.D
阿司匹林是常用的解热镇痛药,A项正确;硫酸钙是石膏的主要成分,可用作凝固剂,B项正确;维生素C属于抗氧化剂,C项正确;味精是增味剂,D项错误。
8.B
铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰)混用,会降低铵态氮肥的肥效,A项错误;重金属离子能使蛋白质变性,牛奶含有大量蛋白质,喝牛奶可缓解重金属盐中毒,B项正确;石油分馏产物是一定温度范围内的物质,为多种烃的混合物,C项错误;煤与天然气属于不可再生能源,D项错误。
9.B
镁是活泼金属,电解熔融的氯化镁可冶炼金属镁,A项正确;钾的活泼性强于铝,不能用铝热反应冶炼钾,B项错误;Fe+CuSO4FeSO4+Cu为湿法炼铜的原理,C项正确;Hg是不活泼金属,可用热分解法冶炼,D项正确。
10.C
SO2是形成酸雨的主要物质之一,A项错误;将废铅蓄电池的铅泥和硫酸做深埋处理会造成重金属污染和土壤酸化,B项错误;太阳能、风能、地热能以及水能等为清洁能源,可积极推广使用,C项正确;含磷的合成洗涤剂会造成水体富营养化,不可随意排放,D项错误。
11.D
煤的气化、液化过程有新物质产生,属于化学变化,石油的分馏是利用物质沸点不同进行物质分离,属于物理变化,A项错误;焦炉气是煤干馏的气体产物,主要含有甲烷、氢气、乙烯和一氧化碳,其中乙烯可使溴水褪色,B项错误;天然气中含有碳元素,燃烧后仍有CO2气体产生,不能减少CO2气体的排放,C项错误;天然气的主要成分为CH4,以煤、石油为原料可以获得许多不饱和的小分子化合物,小分子化合物通过化学反应可以获得许多性能优异的合成高分子材料,D项正确。
12.B
氯化钠、Na2O在熔融状态下都能电离出阴、阳离子而导电,氯化钠原料容易获得,而氧化钠在自然界不存在,且氯化钠的熔点低于氧化钠,如果电解氧化钠会浪费大量能源,所以用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠,A项错误;“海水晒盐”过程需把水蒸发掉,主要发生物理变化,B项正确;粗盐精制的操作依次为溶解→过滤→加入足量沉淀剂→过滤→加入适量盐酸→蒸发结晶,C项错误;“侯氏制碱”:先将NH3通入饱和食盐水,再将CO2通入饱和氨盐水中,析出碳酸氢钠,D项错误。
13.D
煤焦油是由苯、甲苯、二甲苯、萘、酚类等组成的混合物,A项错误;煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,其组成以碳元素为主,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素,煤中不含苯、甲苯、二甲苯等有机物,煤通过煤的干馏能获得含苯、甲苯、二甲苯等的煤焦油,B项错误;①为煤的干馏,煤的干馏指煤隔绝空气加强热使之分解的过程,C项错误;水煤气的主要成分为CO和H2,B为CH3OH或CH3COOH时,③中发生的反应为CO+2H2CH3OH或2CO+2H2CH3COOH,生成物均只有1种,原子利用率均可达到100%,D项正确。
14.D
海水中含有镁离子,镁元素由化合态转化为游离态需要发生化学变化才能实现,发生物理变化不能实现,A项错误;海水蒸发制海盐的过程是物理变化,利用了水能挥发的性质进行分离,没有发生化学变化,B项错误;海水蒸发制得粗盐,经提纯后再电解熔融氯化钠可以得到金属钠,2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,电解氯化钠溶液不能得到金属钠,C项错误;溴、碘元素在海水中以化合态存在,将元素由化合态转化为游离态时发生电子转移,所以一定发生氧化还原反应,D项正确。
15.C
CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl和HCl,原子利用率小于100%,A项不符合题意;NH3与O2在催化剂、加热条件下反应生成NO和H2O,原子利用率小于100%,B项不符合题意;CH3C≡CH与CO、CH3OH在催化剂存在下反应生成
CH2C(CH3)COOCH3,生成物只有1种,原子利用率为100%,C项符合题意;KIO3、KI与H2SO4反应生成I2、K2SO4和H2O,原子利用率小于100%,D项不符合题意。
16.B
这种工艺有利于减少含碳燃料的使用,有利于实现碳达峰和碳中和目标,A项正确;根据催化剂的特点可知,Ce3+和Ce4+的总物质的量保持不变,B项错误;氢气燃烧生成水,无污染,制备的能源属于清洁能源,C项正确;该反应过程实现了水的分解,总反应为2H2O2H2↑+O2↑,D项正确。
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.
①中和反应　②加成反应　③取代反应
(3)长期大量服用阿司匹林会出现不良反应,一旦出现水杨酸中毒现象,应立即停药,并静脉滴注NaHCO3溶液,以解除水杨酸的中毒症状,反应的化学方程式为
　。
(1)bd　(2)①②③
(3)+NaHCO3
+CO2↑+H2O
从阿司匹林的分子结构可看出其分子中有酯基和羧基,可发生酯的水解反应(取代反应)、羧基的中和反应,还可发生苯环上的加成反应。NaHCO3只能与水杨酸分子中的羧基反应。
18.
(1)1　(2)氩气作保护气,防止镁、钛与空气中的物质反应　将海绵钛置于盐酸中酸洗,然后过滤即可得纯净的钛(合理即可)　(3)Cl2、Mg
(1)反应①的反应物为TiO2、C、Cl2,结合流程图知有TiCl4生成,利用原子守恒及题给信息可知另一气体产物是CO,所以反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,在反应中C被Cl2氧化,当有1 mol Cl2完全反应时,参加反应的还原剂的物质的量为1 mol。(2)Mg高温下易与空气中的氧气、氮气、二氧化碳反应,Ti在高温下易与空气中的氧气反应,故通入氩气可防止镁、钛与空气中的物质反应;此法制得的金属钛中含有少量金属镁,结合镁和钛(题中信息:钛耐腐蚀)的性质可知,可采用盐酸或硫酸酸洗海绵钛除去Mg。(3)由流程图知可循环使用的物质为Cl2、Mg。
19.
(1)CaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2　(2)大量燃烧化石燃料　(3)B　(4)CO2+4H2CH4+2H2O　(5)C
(1)珊瑚礁被海水侵蚀,其原因是碳酸钙、水与二氧化碳反应生成了可溶性的碳酸氢钙,化学方程式为CaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2。(2)引起温室效应的人为原因主要是大量燃烧化石燃料。(3)液化二氧化碳一般是将原料气增压至一定压力,然后利用制冷方法使其冷凝,故应增压、降温。(4)CO2和H2以1∶4的比例混合,在一定条件下反应,发生的化学反应为CO2+4H2CH4+2H2O。(5)使用天然气等燃料会加剧温室效应,A项错误;控制全球人口增长不能快速、有效地减缓大气中CO2的含量,B项错误;植树造林、保护森林可以快速、有效地减缓大气中CO2的含量,C项正确。
20.
(1)从下往上、从左到右　检查装置的气密性　导气、冷凝气体
(2)石蜡裂化生成了碳原子数5个以上的烃
(3)石蜡裂化生成了碳原子数小于5个的烯烃
(4)不能　裂化产物中有烯烃,易与单质溴发生加成反应
(5)C20H42C10H22+C10H20
(3)试管Ⅲ中KMnO4溶液褪色,说明生成常温常压下呈气态的碳原子数5个以下的烯烃。(4)由于裂化产物中有烯烃生成,易与单质溴发生加成反应,所以不能用来萃取卤素单质。(5)依据催化裂化原理,二十烷裂化时能发生多个化学反应,癸烷和癸烯是各含10个碳原子的烷烃和烯烃,化学方程式为C20H42C10H20+C10H22。

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