Question

【題目】以下是與綠色化學、環境保護和人類健康息息相關的三個主題，請根據已知信息回答下列問題：

(1)下列制備氯乙烷的反應中原子經濟性最高的是_____(填字母)。

A.CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl

B.CH3CH2OH+HClCH3CH2Cl+H2O

C.CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl

D.CH2=CHCl+H2CH3CH2Cl

由上述四個反應可歸納出，原子經濟性最高的是______(填反應類型)。

(2)有毒物質的無害化處理也是綠色化學研究的內容之一。ClO2是一種性能優良的消毒劑，它可將廢水中少量的CN-等有毒的酸根離子氧化而除去。請寫出用ClO2將廢水中的CN-氧化成無毒氣體的離子方程式：______，該方法的優點是_______。

(3)某飲用水廠由天然水制備純凈水(去離子水)的工藝流程示意圖如圖：

活性炭的作用是_______；O3消毒的優點是_______。

Answer 1

【答案】AD 加成反應 2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl- 產物為無毒無害的Cl-、CO2和N2 吸附水中的有機物(或除去水中的異味) 反應產物無毒無害

【解析】

(1)把握“原料分子中的原子全轉變為所需產物”或“不產生副產物，實現零排放”，然后根據題給各選項觀察反應物中所有原子是否都轉化成了所需產物，據此判斷反應類型的特點；

(2)先根據題意先確定反應產物：應將CN-氧化成無毒的CO2和N2兩種氣體，而ClO2被還原為Cl-，Cl元素由+4→-1價，C元素由+2→+4，N元素由-3→0價，然后再利用化合價升降法配平化學方程式；

(3)根據流程圖天然水去除水中不溶性雜質通過吸附作用去除有毒、有異味的分子去除水中的陽離子去除水中的陰離子殺菌消毒來解答；

(1)A. CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl中所有原子是否都轉化成了所需產物，原子利用率100%，A符合同一；

B.CH3CH2OH+HClCH3CH2Cl+H2O中除目標產物CH3CH2Cl外，還有水生成，原子利用率不是100%，B不符合題意；

C.CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl中除目標產物CH3CH2Cl外，還有HCl生成，原子利用率不是100%，C不符合題意；

D.CH2=CHCl+H2CH3CH2Cl中所有原子是否都轉化成了所需產物，原子利用率100%，D符合同一；

由上述四個反應可歸納出，原子經濟性高的是加成反應；

(2)ClO2具有強氧化性，可以將CN-氧化成無毒的CO2和N2兩種氣體，而ClO2被還原為Cl-，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得該反應的離子反應為：2ClO2+2CN-=2CO2↑+N2↑+2Cl-，其優點為產物都是無毒的氣體(CO2和N2)，不污染環境；

(3)根據流程圖天然水去除水中不溶性雜質通過吸附作用去除有毒、有異味的分子去除水中的陽離子去除水中的陰離子殺菌消毒，所以活性炭的作用為吸附水中的有機物(或去除水中的異味)，O3消毒的優點是反應產物是H2O，產物無毒、無害。