2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)（蘇教版）第2部分專題4第19講含氮化合物的合理使用環(huán)境保護(hù)(基礎(chǔ)課)

第19講含氮化合物的合理使用環(huán)境保護(hù)(基礎(chǔ)課)1．了解含氮化合物的合理使用。2．了解環(huán)境污染及保護(hù)與綠色化學(xué)。含氮化合物的合理使用1．分類氮肥eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(銨態(tài)氮肥：主要成分含NH\o\al(＋,4),硝態(tài)氮肥：主要成分含NO\o\al(－,3),有機(jī)態(tài)氮肥：主要成分含尿素[CONH22]))2．使用注意事項氮肥注意事項銨態(tài)氮肥低溫保存，深施蓋土，避免受熱；不可以跟堿性物質(zhì)(如草木灰等)混合使用硝態(tài)氮肥NOeq\o\al(－,3)不易被以帶負(fù)電荷為主的土壤膠粒所吸附，在潮濕的土壤中流動性大，容易被植物吸收。但土壤濕度大時，易發(fā)生反硝化作用導(dǎo)致硝態(tài)氮肥流失尿素在農(nóng)作物需肥前4～8天施用。由于尿素肥效高、易保存、使用方便、長期使用對土壤的破壞性小，是目前使用量最大的一種氮肥3．過量施用化肥的危害(1)部分化肥隨著雨水流入河流和湖泊，造成水體富營養(yǎng)化，產(chǎn)生水華等污染現(xiàn)象。(2)不合理施用化肥會影響土壤的酸堿性和土壤結(jié)構(gòu)。常見氮肥及其使用1．下列有關(guān)含氮物質(zhì)的說法不正確的是()A．實驗室合成氨的實現(xiàn)奠定了工業(yè)大規(guī)模合成化肥的基礎(chǔ)B．人體中極少量的NO會促進(jìn)血管擴(kuò)張，防止血管栓塞C．工業(yè)硝酸由于含有少量Fe3＋而略顯黃色D．銨態(tài)氮肥與堿性肥料混合使用會降低肥效C[N2與H2在高溫高壓催化劑條件下反應(yīng)產(chǎn)生NH3，NH3與酸反應(yīng)產(chǎn)生銨鹽，銨鹽呈固態(tài)，便于儲存、運輸，可作氮肥，A正確；NO是有毒氣體，會對人健康造成危害，但NO是明星分子，在人體的血管系統(tǒng)內(nèi)具有傳送信號的功能，NO極少量時在人體的血管系統(tǒng)內(nèi)會促進(jìn)血管擴(kuò)張，防止血管栓塞，B正確；工業(yè)硝酸中由于硝酸分解產(chǎn)生的NO2氣體溶解其中而略顯黃色，C錯誤；銨態(tài)氮肥與堿性肥料混合，二者發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NH3逸出，導(dǎo)致肥效降低，因此二者不能混合使用，D正確。]氮氧化物的無害化處理2．利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca(NO2)2，其部分工藝流程如圖：下列說法錯誤的是()A．上述工藝中吸收過程：尾氣從吸收塔底部進(jìn)入，石灰乳從吸收塔頂部噴淋，其目的是提高尾氣中NO、NO2吸收效率B．為提高Ca(NO2)2的產(chǎn)率及純度，則n(NO)∶n(NO2)應(yīng)控制為1∶2C．濾渣的主要成分為Ca(OH)2D．生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性B[由流程可知，石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應(yīng)，生成Ca(NO2)2，過量的石灰乳以濾渣存在，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到無水Ca(NO2)2。在上述工藝的吸收過程中，尾氣從吸收塔底部進(jìn)入，氣體密度小，會向上擴(kuò)散，石灰乳從吸收塔頂部噴淋，其目的是使尾氣中NO、NO2與石灰乳充分接觸，NO、NO2就可以被充分吸收，A正確；NO、NO2在溶液中與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)：NO＋NO2＋Ca(OH)2=Ca(NO2)2＋H2O，n(NO)∶n(NO2)＝1∶1，恰好反應(yīng)產(chǎn)生Ca(NO2)2；若NO2過量，會發(fā)生反應(yīng)：4NO2＋2Ca(OH)2=Ca(NO2)2＋Ca(NO3)2＋2H2O，反應(yīng)產(chǎn)物中含有雜質(zhì)Ca(NO3)2，若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，NO不能完全被吸收，故為提高Ca(NO2)2的產(chǎn)率及純度，則n(NO)∶n(NO2)應(yīng)控制為1∶1,B錯誤；石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應(yīng)，生成Ca(NO2)2，Ca(NO2)2易溶于水，Ca(OH)2微溶于水，因此濾渣主要成分是Ca(OH)2,C正確；在酸性溶液中Ca(NO2)2會發(fā)生分解產(chǎn)生NO，不利于硝酸工業(yè)的尾氣吸收，故生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，D正確。]3．(雙選)隨著各類氣體傳感器的開發(fā)，廢氣監(jiān)測越來越精細(xì)。廢氣Ⅰ中含有碳氧化物、NO及少量SO2，不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，擬采用如圖工藝進(jìn)行回收處理，流程中兩種廢氣吸收劑依次為Ca(OH)2和NaOH與水的混合物。下列說法正確的是()A．廢渣中所含鹽為C和S的最高價含氧酸對應(yīng)的鈣鹽B．向廢氣Ⅱ中通入空氣的目的是將NO全部氧化為NO2C．NH4Cl溶液與NaNO2溶液混合生成N2時，氧化劑和還原劑物質(zhì)的量不相等D．廢氣Ⅲ中所含氣體X經(jīng)回收可用作冶煉金屬的還原劑BD[廢氣Ⅰ中含有碳氧化物、NO、少量的SO2，廢氣吸收劑Ⅰ為Ca(OH)2，能夠吸收酸性氣體CO2、SO2等氣體，廢渣為CaSO3、CaCO3，廢氣Ⅱ中通入空氣，使NO轉(zhuǎn)變成NO2，廢氣吸收劑Ⅱ為NaOH，發(fā)生反應(yīng)的方程式為2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O，加入NH4Cl和NaNO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成NaCl和N2，廢氣Ⅲ為CO。廢渣為CaCO3和CaSO3，CaCO3為C的最高價含氧酸對應(yīng)的鈣鹽，CaSO3中S的化合價為＋4價，不是最高價，A錯誤；NO不能與NaOH反應(yīng)，因此通入空氣的目的是將NO全部氧化為NO2，便于用NaOH吸收NO2,B正確；NH4Cl中N由－3價→0價，化合價升高3價，NaNO2中N由＋3價→0價，化合價降低3價，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，因此氧化劑NaNO2與還原劑NH4Cl的物質(zhì)的量相等，C錯誤；氣體X為CO，CO可用作冶煉金屬的還原劑，D正確。]環(huán)境保護(hù)綠色化學(xué)1．常見環(huán)境污染(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。一般說的“三廢”：主要是指廢氣、廢水和廢渣。(2)污染物的來源大氣污染物主要來自化石燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的顆粒物。這些污染物在太陽輻射等因素的作用下形成次生污染物。如下圖：(3)常見環(huán)境污染及其成因①酸雨——有關(guān)的物質(zhì)為SO2和氮氧化合物。b．硝酸型酸雨：NOx排入大氣中后，與空氣(O2)、水反應(yīng)生成HNO3隨雨雪降到地面。即NOxeq\o(→,\s\up10(O2＋H2O))HNO3。②光化學(xué)煙霧——主要是氮氧化合物和碳?xì)浠衔镌斐傻?。③臭氧層空洞——主要是氟氯代烴、氮氧化合物等的排放引起的。④溫室效應(yīng)——主要是由于大氣中CO2等的含量的不斷增加造成的。CH4等烴類也能引起溫室效應(yīng)。⑤白色污染——聚乙烯等難降解塑料的大量使用。⑥水華、赤潮——含大量氮、磷的生活污水及工農(nóng)業(yè)廢污水的任意排放造成水體富營養(yǎng)化。⑦PM2.5——大氣中直徑小于或等于2.5×10－6m的顆粒物，它主要來自化石燃料的燃燒(如機(jī)動車尾氣、燃煤等)⑧霧霾——霧和霾的統(tǒng)稱?？諝庵械幕覊m、硫酸、硝酸等組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾。二氧化硫、氮氧化物以及顆粒物(PM)這三項是霧霾主要污染物，前兩者為氣態(tài)污染物，最后一項顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍?zhǔn)?。⑨居室污染——甲醛、苯、甲苯、氡對空氣的污染。來源于建筑、裝修材料等。2．SO2、NOx的消除方法(1)SO2的消除方法①鈣基固硫法：將生石灰和含硫的煤混合燃燒，S轉(zhuǎn)化為CaSO4。反應(yīng)原理為CaO＋SO2eq\o(=,\s\up10(△))CaSO3,2CaSO3＋O2=2CaSO4，總反應(yīng)方程式為2CaO＋2SO2＋O2eq\o(=,\s\up10(△))2CaSO4。②氨水脫硫法：將SO2通過氨水并氧化生成氮肥(NH4)2SO4。反應(yīng)原理為2NH3·H2O＋SO2=(NH4)2SO3＋H2O，2(NH4)2SO3＋O2=2(NH4)2SO4。(2)NOx的消除①堿液吸收法工業(yè)尾氣中NOx常用堿液吸收處理，NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)。②催化轉(zhuǎn)化法在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2)，或NOx與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理。3．污水的處理(1)污水處理常用方法有物理法、化學(xué)法和生物法等。(2)污水的三級處理①一級處理：采用物理法除去污水中不溶解的污染物；②二級處理：采用生物法及某些化學(xué)法除去水中可降解有機(jī)物等污染物；③三級處理：采用化學(xué)沉淀法、氧化還原法、離子交換法和反滲透法等，對污水進(jìn)行深度處理和凈化。4．固體廢物處理：應(yīng)遵循無害化、減量化和資源化原則，達(dá)到減少環(huán)境污染和資源回收利用兩個目的。5．綠色化學(xué)——環(huán)境友好化學(xué)(1)核心：其核心思想就是改變“先污染后治理”的觀念和做法，利用化學(xué)原理和技術(shù)手段，減少或消除產(chǎn)品在生產(chǎn)和應(yīng)用中涉及的有害化學(xué)物質(zhì)，實現(xiàn)從源頭減少或消除環(huán)境污染。(2)特征①采用無毒、無害的原料；②在無毒、無害的條件(包括催化劑、溶劑)下進(jìn)行；③產(chǎn)品應(yīng)該是環(huán)境友好的；④具有“原子經(jīng)濟(jì)性”，即反應(yīng)具有高選擇性、極少副產(chǎn)物，甚至實現(xiàn)“零排放”。此外，它還應(yīng)當(dāng)滿足“物美價廉”的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。(3)原子經(jīng)濟(jì)性①原子經(jīng)濟(jì)性可用原子利用率來衡量，其定義式可表示為原子利用率＝eq\f(期望產(chǎn)物的總質(zhì)量,生成物的總質(zhì)量)×100%。42.3%25.4%100%②經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個顯著優(yōu)點：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地減少了廢物的排放。③最高目標(biāo)：原子利用率為100%，如化合反應(yīng)和加成反應(yīng)。環(huán)境污染與保護(hù)1．(2021·濮陽模擬)化學(xué)與生產(chǎn)、生活、環(huán)境等社會實際密切相關(guān)。下列相關(guān)敘述正確的是()A．SO2、CO2、NO2都是可形成酸雨的氣體B．用于新型冠狀病毒消毒的75%酒精消毒原理和“84”C．納米鐵粉通過物理吸附去除污水中Hg2＋、Pb2＋等重金屬離子D．汽車尾氣中含有的氮氧化物，會加劇酸雨的形成[答案]D2．(雙選)化學(xué)與資源、環(huán)境、生活關(guān)系密切，下列說法正確的是()A．霧霾天氣會對人體健康造成危害，“霧”和“霾”的分散質(zhì)粒子相同B．煤燃燒時加入少量的生石灰可以減少廢氣中的二氧化硫排放C．將造紙廢水通過高壓水井壓到地下，節(jié)約生產(chǎn)成本D．過度使用化肥，易造成水體富營養(yǎng)化[答案]BD3．工業(yè)上常采用生物硝化法將NHeq\o\al(＋,4)轉(zhuǎn)化為NOeq\o\al(－,3)來處理氨氮廢水，工作流程如圖所示，下列說法錯誤的是()A．生物硝化法處理廢水，會導(dǎo)致水體pH逐漸下降：NHeq\o\al(＋,4)＋2O2=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋H2OB．長期過量使用NH4Cl等銨態(tài)化肥，易導(dǎo)致土壤酸化，水體富營養(yǎng)化C．檢驗NHeq\o\al(＋,4)所需的試劑是濃NaOH溶液、濕潤的藍(lán)色石蕊試紙D．微生物保持活性的pH范圍為7～9，可以加入石灰石來調(diào)節(jié)水體的pHC[生物硝化法處理廢水會使水體呈酸性，可以加入石灰石與H＋反應(yīng)來調(diào)節(jié)水體的pH，A、D項正確；NH4Cl水解呈酸性，長期過量使用會導(dǎo)致土壤酸化，也會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，B項正確；檢驗NHeq\o\al(＋,4)應(yīng)使用濕潤的紅色石蕊試紙，C項錯誤。]綠色化學(xué)4．“綠色化學(xué)”的核心是實現(xiàn)污染物“零排放”。下列最符合“綠色化學(xué)”理念的是()A．在廠區(qū)大量植樹綠化，凈化污染的空氣B．利用太陽能分解水制氫氣C．將煤液化后使用以提高煤的利用率D．汽車尾氣污染是城市空氣污染的重要來源，如果將汽油標(biāo)準(zhǔn)由“國Ⅲ”提到“國Ⅳ”這意味著汽車不再排放氮氧化物[答案]B1．(2021·全國乙卷，T7)我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實現(xiàn)碳中和，這對于改善環(huán)境、實現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要?！疤贾泻汀笔侵窩O2的排放總量和減少總量相當(dāng)。下列措施中能促進(jìn)碳中和最直接有效的是()A．將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料B．大規(guī)模開采可燃冰作為新能源C．通過清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染D．研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇D[“碳中和”實際上就是通過植樹造林、節(jié)能減排等方法實現(xiàn)二氧化碳的“零排放”。重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油，只是將長鏈烴變?yōu)槎替湡N，燃燒產(chǎn)生的二氧化碳的量不會改變，A錯誤；可燃冰作為新能源，其主要成分為甲烷，燃燒依舊會產(chǎn)生二氧化碳，B錯誤；清潔煤技術(shù)主要是減少二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒物等污染物的排放，但不能減少二氧化碳的排放，C錯誤；將二氧化碳轉(zhuǎn)化為其他能源是實現(xiàn)“碳中和”最直接有效的一種方法，D正確。]2．(2021·湖南選擇性考試，T1)下列有關(guān)湘江流域的治理和生態(tài)修復(fù)的措施中，沒有涉及化學(xué)變化的是()A．定期清淤，疏通河道B．化工企業(yè)“三廢”處理后，達(dá)標(biāo)排放C．利用微生物降解水域中的有毒有害物質(zhì)D．河道中的垃圾回收分類后，進(jìn)行無害化處理A[清理江河淤泥，沒有新物質(zhì)生成，不涉及化學(xué)變化，A符合題意；化工企業(yè)“三廢”指的是廢水、廢氣、廢渣，“三廢”處理是指將有害固體、液體、氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)或可回收利用的物質(zhì)，此過程涉及化學(xué)變化，B不符合題意；微生物降解使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒無害物質(zhì)，有新物質(zhì)生成，涉及化學(xué)變化，C不符合題意；垃圾無害化處理，是指通過物理、化學(xué)、生物熱處理等方式處理垃圾，此過程涉及化學(xué)變化，D不符合題意。]3．(2021·廣東選擇性考試，T1改編)2021年五一假期，人文考古游持續(xù)成為熱點。很多珍貴文物都記載著中華文明的燦爛成就，具有深邃的文化寓意和極高的學(xué)術(shù)價值。下列國寶級文物主要由合金材料制成的是()選項ABCD文物名稱鑄客大銅鼎河姆渡出土陶灶獸首瑪瑙杯角形玉杯A[鑄客大銅鼎由青銅材料制成，青銅屬于合金材料，A符合題意；河姆渡出土陶灶是陶瓷制品，陶瓷屬于硅酸鹽材料，B不符合題意；獸首瑪瑙杯的主要成分