高中化学学业水平复习题第二十二讲 化学与资源开发利用

高中学业水平测试•化学第二十二讲化学与资源开发利用 学业考纲考点整合栏目链接 学业考纲考点概览考纲要求化石燃料知道煤、石油和天然气等综合利用的意义化工生产知道我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况精细化工产品了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用化肥与农药通过典型事例了解化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂及其发展趋势，了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用学业考纲考点整合栏目链接 学业考纲考点整合栏目链接 考点1化石燃料知识回顾考点整合1．化石燃料：是指古代的动植物被埋在地下，在一定的条件下，经过漫长的时间变化而形成的燃料。主要包括________、________、________。化石燃料属于不可________的能源，开发使用时容易对环境造成污染。(1)煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，主要含________、________等元素，还含有少量氧、氮、硫等元素，被誉为“工业的粮食”。煤石油天然气再生碳氢学业考纲考点整合栏目链接 考点整合(2)石油是由分子中含有不同数目碳原子的烷烃、环烷烃和芳香烃组成的复杂________，平均来说，碳元素和氢元素在石油中的质量分数之和可达97%～98%，被誉为“工业的血液”。(3)天然气的主要成分是________，是一种很好的清洁能源，俗称“沼气”或“坑气”。2．石油和石油产品的加工。(1)石油的分馏：工业上利用________原理，通过加热和冷凝，把石油分成不同________范围的________的方法叫做石油的分馏，属于________变化。石油的分馏是在________塔里进行的。石油的分馏主要产物有：混合物甲烷蒸馏沸点混合物物理分馏学业考纲考点整合栏目链接 考点整合断裂较低化学学业考纲考点整合栏目链接 考点整合②裂解：是以直链________和________气为原料在更高温度和催化剂条件下进行的深度裂化。目的是为了提高________等化工原料的________。(3)石油工业对环境污染：主要是低碳________烃对大气的污染。3．煤的干馏与深加工。(1)煤的干馏：煤的干馏是将煤________空气加强热使其________的过程。干馏是化学变化。煤干馏主要产物有：①气态产物：焦炉气(氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等)，作气体燃料和化工原料。焦炉气大部分是甲烷和氢气。烷烃石油乙烯产量气态隔绝分解学业考纲考点整合栏目链接 考点整合能量CO＋H2液体学业考纲考点整合栏目链接 考点整合Ⅱ.煤间接液化是以煤为原料，先汽化制成合成气(CO和H2)，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料(如甲醇)和化学品的过程。③煤的固化：煤与氧化钙在高温下作用生成电石(碳化钙：CaC2)用于生产乙炔(C2H2)，再利用乙炔原料制其他有机化工产品和汽油。学业考纲考点整合栏目链接 考点整合【例1】以下说法正确的是()A．用液化石油气(主要成分为丙烷)的炉具与用天然气的炉具能通用，不需要调整或更换B．市场上的“环保汽车”是指所排放的尾气无污染的汽车C．煤液化和汽化后再使用，可提高煤的燃烧效率D．将煤粉做成煤球有利于提高煤的燃烧效率学业考纲考点整合栏目链接 选项A错误，液化石油气主要成分丙烷比天然气主要成分甲烷含碳量高，耗氧量大，使用时要加大空气的进气量，需要调整或更换；选项B错误，“环保汽车”主要是排放的尾气对环境污染程度较轻；选项C正确，煤经过液化和汽化后，气体和液体燃料燃烧充分，有利于提高煤的燃烧效率；选项D错误，将煤粉做成煤球只是有利于使用方便，不能提高煤的燃烧效率。解析答案C考点整合学业考纲考点整合栏目链接 考点整合易错提醒：1.石油分馏是物理变化，煤干馏是化学变化。2．石油产品进行裂解的温度比裂化的温度高，得到的产品分子中碳原子数要小。学业考纲考点整合栏目链接 课堂练习考点整合1．(2013年广东学业水平考试)石油被誉为“工业的血液”，其分馏产品中沸点最高的是()A．汽油B．重油C．柴油D．石油气B重油含碳原子多，相对分子质量大，熔沸点高。解析学业考纲考点整合栏目链接 考点整合2．下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是()A．三者均为可再生能源B．天然气的主要成分是甲烷C．石油产品中的乙烷和乙烯都能发生加成反应D．煤燃烧产生的SO2和CO2都是造成温室效应的主要原因B学业考纲考点整合栏目链接 煤、石油和天然气是不可再生能源；乙烷不发生加成反应；SO2是造成酸雨的主要原因，CO2是造成温室效应的主要原因。解析考点整合学业考纲考点整合栏目链接 考点2化工生产知识回顾考点整合1．硫酸工业。硫酸是化学工业中最重要的产品之一，是许多工业生产所用的重要原料。硫酸曾有“化学工业之母”之称，它的产量在一定程度上标志着一个国家化学工业的发达程度。(1)接触法生产硫酸原理：以硫铁矿为原料生产硫酸三个阶段反应原理和设备：①SO2的制取和净化。学业考纲考点整合栏目链接 考点整合2Fe2O3＋8SO2SO3＋H2O===H2SO4浓硫酸学业考纲考点整合栏目链接 考点整合(2)尾气的吸收：工业上一般用氨水吸收SO2，用H2SO4回收SO2同时制硫酸铵，使资源得到充分利用。2NH3＋SO2＋H2O===________；(NH4)2SO3＋H2SO4===________________。(3)硫酸用途：硫酸与氨反应生成硫酸铵(肥田粉)，与磷矿石粉反应生成过磷酸钙，每生产一吨硫酸铵要消耗750kg硫酸。目前化肥工业(主要是磷肥)仍然是硫酸的最大用户，国外化肥用酸约占硫酸总消费的40%，我国化肥工业用酸约占60%。石油工业也需要大量硫酸。(NH4)2SO3(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O学业考纲考点整合栏目链接 考点整合(4)对环境的污染：主要是硫的氧化物对大气的污染和矿渣对土壤的污染。2．合成氨工业。(1)氨的合成是人类从自然界制取含氮化合物的最重要的方法。氨除了本身可以作为肥料外，它也是进一步制取各种氮肥的原料。由氨制成的氮肥，最重要的是尿素。氨和其他的含氮化合物是生产染料、炸药、医药、合成纤维、塑料等的原料。学业考纲考点整合栏目链接 考点整合(2)合成氨的生产方法。①原料制取和净化：制备合成氨需要纯净的氢、氮混合气体，氢、氮比约3∶1。以煤、焦炭为原料制备原料气。学业考纲考点整合栏目链接 考点整合NH3SO2侯德榜学业考纲考点整合栏目链接 考点整合氯化钡氢氧化钠、碳酸钠学业考纲考点整合栏目链接 考点整合Cl2学业考纲考点整合栏目链接 考点整合【例2】以黄铁矿为原料，用接触法制硫酸过程中对废水、废气、废渣、废热的处理正确的是()①用氨水吸收尾气制化肥和回收SO2②废水用石灰处理③利用废渣制水泥和炼钢铁④利用废热供热和发电A．①②B．①③④C．②③④D．①②③④学业考纲考点整合栏目链接 选项A、B、C分析均不全面，选项D的分析正确全面。硫酸工业产生的尾气主要成分是SO2，氨水呈碱性，用氨水吸收尾气可以达到制化肥和回收SO2的目的；废水呈酸性，用中和方法可以达到降低废水酸性的目的；废渣的主要成分是氧化铁和硅酸盐，废渣可以制水泥和炼钢铁；硫酸生产是放热反应，生产过程中有大量热放出，用废热供热和发电可以实行资源的充分利用。解析答案D考点整合学业考纲考点整合栏目链接 课堂练习考点整合3．(2013年广东学业水平考试)CO2＋NH3＋H2O＋A===NaHCO3↓＋NH4Cl是侯氏制碱法的重要反应，反应中物质A的化学式为()A．Na2OB．NaClC．NaOHD．Na2CO3B根据产物与反应物比较，产物中增加了钠离子和氯离子。解析学业考纲考点整合栏目链接 考点整合4．可用于处理酸性废水的物质是()A．硫酸钠B．明矾C．生石灰D．工业酒精C生石灰是碱性氧化物，能中和酸。解析学业考纲考点整合栏目链接 考点3精细化工产品知识回顾考点整合1．精细化学品及其生产特点。(1)含义：欧美等国把产量小、按不同化学结构进行生产和销售的化学物质，称为精细化学品(finechemicals)；把产量小、经过加工配制、具有专门功能或最终使用性能的产品，称为专用化学品(specialtychemicals)。中国、日本等国则把这两类产品统称为精细化学品。学业考纲考点整合栏目链接 考点整合(2)分类：精细化学品的品种繁多，有无机化合物、有机化合物、聚合物以及它们的复合物。中国精细化学品大体上包括：医药、农药、染料、涂料、颜料、信息技术用化学品(包括感光材料、磁记录材料等)、化学试剂和高纯物质、食品添加剂、饲料添加剂、催化剂、胶粘剂、助剂、表面活性剂等。2．肥皂。(1)主要成分：是高级脂肪酸的钠盐或钾盐，溶于水时，电离出RCOO－和Na＋或K＋，RCOO－中—COO—为亲水基，溶于水而不易溶于油；R—为亲油基，溶于油而不易溶于水。学业考纲考点整合栏目链接 考点整合(2)肥皂的去污原理：分为三步：①________：使附着的油污易于分散到水中；②________：使油污在水中形成小滴，脱离附着物而悬浮在水中；③______：使油污和其他固体污垢更容易被吸附而脱离附着物。(3)肥皂的生产原理。①皂化反应：油脂在______催化下的酯______，得到高级脂肪酸的钠盐和甘油的反应。这个反应是制造________流程中的一步，因此而得名。润湿乳化起泡碱水解肥皂学业考纲考点整合栏目链接 考点整合脂肪酸学业考纲考点整合栏目链接 考点整合②盐析：向水解后的溶液中加入氯化钠可以分离出脂肪酸钠，这一过程叫________。高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分。3．表面活性剂：指具有表面活性，由________基团和________基团组成的在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的化合物。溶于水后容易电离的基团叫________。能与油类互相吸引、溶解的基团叫________，通常是由石油或油脂组成的长碳链的烃基。表面活性剂根据溶于水后的存在形式可分为________表面活性剂和________表面活性剂。盐析亲油亲水亲水基亲油基离子型非离子型学业考纲考点整合栏目链接 考点整合【例3】下列有关合成洗涤剂的叙述错误的是()A．合成洗涤剂含有烃基和羧基B．在洗涤剂烷基苯磺酸钠中，烷基应以链状烃基为宜C．在合成洗涤剂中添加酶制剂可提高洗涤效果D．在合成洗涤剂中应以无磷助剂代替含磷助剂学业考纲考点整合栏目链接 考点整合选项A错误，合成洗涤剂一般含烃基和磺酸基；选项B正确，链状烃基的亲油性较强；选项C正确，加酶制剂对蛋白质污垢清洗效果好；选项D正确，无磷助剂代替含磷助剂可以避免水体富营养化。解析答案A学业考纲考点整合栏目链接 课堂练习考点整合5．(2013年广东学业水平考试模拟)下列说法不科学的是()A．洗发剂的主要成分是表面活性剂，它能有效去除头发上的油污B．染发剂一般具有一定的刺激性，使用时要注意安全C．所有的化妆品都有保质期，过期的化妆品对人体健康会产生危害D．所有染发剂均有特殊颜色，如黄色、黑色、紫色、蓝色等，使用时可各取所需，染发一般都是物理过程D学业考纲考点整合栏目链接 考点整合染发剂与头发发生反应从而显现各种颜色，属于化学过程。解析学业考纲考点整合栏目链接 考点整合6．肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠，洗洁精的主要成分是十二烷基苯磺酸钠。关于它们的说法不正确的是()A．肥皂和洗洁精都含有亲水基和亲油基B．肥皂和洗洁精都有去污作用C．肥皂和洗洁精都适合于酸性溶液中使用D．肥皂和洗洁精都能溶于水C学业考纲考点整合栏目链接 考点整合肥皂和洗洁精都是钠盐，可溶于水，两者都含有亲水基和亲油基，都能去污；但前者属于强碱弱酸盐，会与酸作用而降低去污效果，后者属于强碱强酸盐，能在酸性或中性或碱性溶液中使用。解析学业考纲考点整合栏目链接 考点4化肥与农药知识回顾考点整合1．化肥。(1)农作物在生长过程中需要的主要有________________________________等元素，以及需要量很少但不可或缺的微量元素。其中，___________，作物可以从空气和土壤里的水中获得；微量元素土壤中大都供给有余。农作物需要量最大的_____________元素，必须通过人工施肥加以补充。化肥主要为农作物补充氮、磷和钾三种元素，例如，NH3、NH4NO3、Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4、KCl、K2SO4等。碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁氮、磷和钾碳、氧、氢学业考纲考点整合栏目链接 考点整合与天然肥料(农家肥)相比，化学肥料具有有效成分含量__________、作物容易________、肥效________等优点，也有肥效持续时间________、容易引起土壤酸碱性和结构的______________等缺点，人们过多食用含化肥的食物对人体有害。(2)磷肥：主要以________________为原料生产。常见的磷肥有：过磷酸钙(主要成分___________·H2O和___________)、钙镁磷肥(主要成分是_________和_____________)；磷肥的主要作用是促进作物根系发达，增强抗寒、抗旱能力，促进作物提早成熟，穗粒增多，籽粒饱满。快短变化Ca3(PO4)2Ca(H2PO4)2CaSO4Ca3(PO4)2Mg3(PO4)2高吸收学业考纲考点整合栏目链接 考点整合(3)钾肥：常见钾肥有__________、__________、__________和草木灰。钾肥的主要作用是促进作物生长、增强抗病虫害和抗倒伏能力。(4)氮肥：常见氮肥有__________、__________、___________和碳酸氢铵等。它们大都以_______________为原料生产。氮肥的主要作用是促进作物的茎叶生长茂盛、叶色浓绿。(5)复合肥：含有__________中两种或两种以上的肥料。其肥效更好。KNO3尿素硫酸铵硝酸铵氨水氮、磷、钾KClK2SO4学业考纲考点整合栏目链接 考点整合2．农药。农药的生产和使用已有悠久的历史，大体上可分为利用天然物质、无机农药和有机农药三个阶段。(1)杀虫剂：第一代农药是_____________________；第二代是________农药，效果好，但高毒、高残留，以有机氯、有机磷、氨基甲酸酯等为代表；第三代农药的特点是________、________、________。混合和交替地使用不同的农药，防止产生抗药性、保护害虫天敌；注意农药使用的安全间隔期；严格按照使用说明(浓度、剂型、适用范围和使用条件等)施用等。同时一定要注意个人防护。高效低毒低残留有机合成天然产物和无机物学业考纲考点整合栏目链接 考点整合(2)杀菌剂：杀菌剂的主要作用是防治农作物的病害，早期使用的杀菌剂是表面杀菌剂，常用________、硫磺、________等；它们不能消除进入植物体内的菌丝，后来人们发明的________性杀菌剂能消除进入植物体内的菌丝。3．农药与化肥的使用注意事项。(1)碱性肥料氨水、石灰氮、草木灰等不能与敌百虫、乐果、甲胺磷、速灭威、托布津、井岗霉素、多菌灵、叶蝉散、菊酯类杀虫剂等农药混用，否则会降低药效。内吸收石灰波尔多液学业考纲考点整合栏目链接 考点整合(2)碱性农药石硫合剂、波尔多液、松脂合剂等，不能与碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等铵态氮肥和过磷酸钙等化肥混用，否则会使氨挥发损失，降低肥效。(3)含砷的农药，如砷酸钙、砷酸铝等不能与钾盐、钠盐类化肥混用，否则会产生可溶性砷而发生药害。(4)化学肥料不能与微生物农药混用，因为化学肥料挥发性、腐蚀性很强，若与微生物农药如杀螟杆菌、青虫菌等混用，则易杀死微生物，降低防治效果。学业考纲考点整合栏目链接 考点整合【例4】施用化肥和农药有效地促进农作物增产。下列说法不正确的是()A．氨是生产氮肥的重要原料B．磷肥和钾肥可从无机盐中获得C．大力推广有机氯、有机磷等有机合成农药D．开发使用高效、低毒、低残留的第三代环境友好型农药学业考纲考点整合栏目链接 考点整合有机氯、有机磷等有机合成农药具有高残留，不属于环境友好型农药。解析答案C学业考纲考点整合栏目链接 课堂练习考点整合7．施用化肥是提高农作物产量的重要措施，下列化肥属于氮肥的是()A．尿素B．硫酸钙C．过磷酸钙D．硫酸钾A尿素分子式为CO(NH2)2，分子中含N元素，属于氮肥。解析学业考纲考点整合栏目链接 考点整合8．(2013年学业水平考试模拟)下列情况会引起空气污染的是()A．农业生产中长期大量使用农药和化肥B．海上大型油轮泄漏原油C．砖瓦、陶瓷厂用煤烧制砖瓦等陶瓷产品D．硫酸工厂排放的生产废渣C烧煤会产生SO2污染空气。解析学业考纲考点整合栏目链接