综合题15.0分
化学

24.节能降耗,保护环境是可持续发展的主要课题。请你分析并回答下列问题:

(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实验污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,具有“原子经济性”。下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是___________; 

A.制备环氧乙烷:2CH2=CH2+O2=

B.制备硫酸铜:Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O

C.制备甲醇:2CH4+O2=2CH3OH

D.制备硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

(2)冶金废水中含有-,其电离出的CN-有毒,当与H+结合生成HCN时,其毒性更强.工业上处理这种废水是在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体,该反应的方程式为______________,在酸性条件下,ClO-也能将CN-氧化,但实际处理时却不在酸性条件下进行的主要原因___________;

(3)工业上目前使用两种方法制取乙醛--“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”.下面两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息

表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量

表二:原料来源生产工艺

从两表中分析,现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因。

①从产率和产量角度分析________________________;

②从环境保护和能耗角度分析___________________;

正确答案及相关解析

正确答案

(1)BD    

(2)5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O;

在酸性条件下,CN-与H+结合生成毒性很强的HCN,对人和环境造成危害

(3)①虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多

②两者反应条件温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,毒性大;乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能;乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得。

解析

(1)根据绿色化学的特点:原子的利用率高,原料中所有的原子全部转化到产品中。所以符合绿色化学特点的反应类型是化合反应。即反应过程中多合一,生成物只有一种,A中制备环氧乙烷、C中制备甲醇都是是化合反应,符合绿色化学这一特点,B、D均有其他副产物产生,所以答案为BD。

(2)NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体,该无毒气体一定为N2

反应方程式为:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O。

在酸性条件下,CN-与H+结合生成毒性很强的、对人和环境造成危害的HCN,

所以答案为:5ClO-+2CN-+2OH-=CO32-2+N2↑+5Cl-+H2O;

在酸性条件下,CN-与H+结合生成毒性很强的HCN,对人和环境造成危害。

(3)①从表中数据分析产率和产量:乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多,所以答案为:虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多。

②从表中数据分析环境问题和能量消耗:两者反应条件温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,毒性大;乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能;乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容

考查方向

通过绿色化学的特点,培养了学生的环保意识,通过引导考生通过产率和产量角度以及环境保护和能耗角度分对比“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因,考查考生分析实际问题和解决实际问题的能力。

解题思路

(1)绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点之一是:提高原子的利用率,使原料中所有的原子全部转化到产品中,实现“零排放”.符合绿色化学这一特点的反应类型是化合反应.化合反应的特点是多合一,生成物只有一种,A中制备环氧乙烷、C中制备甲醇都是是化合反应,符合绿色化学这一特点

(2)NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体,该无毒气体一定为N2;在酸性条件下,CN-与H+结合生成毒性很强的HCN,对人和环境造成危害。

(3)①从表中数据分析产率和产量:虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多。

②从表中数据分析环境问题和能量消耗:两者反应条件温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,毒性大;乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能;乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得。

易错点

阅读材料、分析对比能力不强,对绿色化学的本质把握不准确。

知识点

烷烃及其命名