高考化学一轮复习 专题5 非金属及其化合物 第五单元 化学科学与人类文明学案 苏教版.docx
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高考化学一轮复习专题5非金属及其化合物第五单元化学科学与人类文明学案苏教版
2019-2020年高考化学一轮复习专题5非金属及其化合物第五单元化学科学与人类文明学案苏教版
[考试标准]
知识条目
必考要求
加试要求
1.化学理论的建立和发展与人类认识世界的关系
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2.化学科学的研究内容和发展前景
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3.化学在合成新物质、提高人类生活质量方面的重要作用
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4.金属活动性与金属冶炼方法的关系
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5.化学与其他学科的关系
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6.化学与人类生活
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7.化学与环境保护（温室效应、光化学烟雾、酸雨、臭氧层空洞等产生的原因及对环境的危害）
a
1．化学基本理论的建立与发展
（1）19世纪，化学科学建立了以道尔顿原子论、分子结构和原子价键理论为中心内容的经典原子分子论；发现了元素周期律；提出了质量作用定律，奠定了化学反应的动力学基础；人工尿素的合成彻底动摇了“生命力论”，使有机化学得到迅猛发展。
（2）20世纪，化学科学又提出了一系列基本理论，帮助人们发现了物质结构与性质关系的初步规律，为人们预测化学反应的可能性、判断化学反应的方向、发展合成化学指明了方向，为功能材料的设计提供了依据。
化学家鲍林提出了氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型，为DNA分子的双螺旋结构模型的提出奠定了基础。
2．人类对酸、碱的认识
（1）阿伦尼乌斯酸碱理论：
电解质电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物是酸，电解质电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物是碱。
（2）酸碱质子理论：
凡能给出质子（H＋）的物质都是酸，凡能接受质子的物质都是碱。
若某物质既能给出质子又能接受质子，可称为酸碱两性物质。
3．常见金属的冶炼方法
（1）金属冶炼的原理和实质
①金属冶炼的原理：
利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂或者加热、电解方法把金属化合物还原为金属单质。
②金属冶炼的实质：
金属离子
金属单质，即Mn＋＋ne－===M。
（2）结合金属活动性顺序表和氧化还原性强弱顺序示意图理解和记忆冶炼金属的一般方法：
4．化学是人类创造新物质的工具
（1）电解技术的应用提高了食盐的利用价值。
（2）合成氨技术，施用氮肥、研制杀虫剂，光合作用原理的探索使世界粮食产量大幅度增长。
（3）新药物的合成。
1．化学真正成为一门科学并较快发展，始于（ ）
A．舍勒发现氧气
B．质量守恒定律的发现
C．原子 分子论的问世
D．中国湿法冶金术的推广
答案 C
解析 原子 分子论的建立才使人们对物质变化有了本质的认识。
2．20世纪化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高做出了巨大贡献。
下列各组物质全部由化学合成得到的是（ ）
A．玻璃 纤维素 青霉素
B．尿素 食盐 聚乙烯
C．涤纶 洗衣粉 阿司匹林
D．石英 橡胶 磷化铟
答案 C
解析 A项中的纤维素是天然有机高分子化合物；B项中食盐的制备是物理过程；D项中的石英是自然界中存在的，不是由化学合成得到的。
3．化学与生活息息相关，下列说法不正确的是（ ）
A．用食醋可除去热水壶内壁的水垢
B．淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物
C．自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致
D．新型复合材料使手机、电脑等电子产品更轻巧、实用和新潮
答案 B
解析 水垢的主要成分为CaCO3、Mg（OH）2，食醋可以与它们反应，从而除去，A项正确；油脂属于小分子，B项错误；钢中含铁和碳，构成原电池，发生电化学腐蚀，C项正确；复合材料有轻巧、实用等特点，D项正确。
4．金属冶炼的目的是（ ）
A．把金属化合物还原为金属单质
B．把金属单质变为氧化物
C．除去金属中的杂质
D．把电能转变为化学能
答案 A
解析 冶炼金属是利用各种方法将金属由化合态转变为游离态。
考点二 化学与可持续发展
1．绿色化学有关概念
（1）核心：
利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。
又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。
绿色化学的理想在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。
（2）绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：
①采用无毒、无害的原料；
②在无毒、无害的条件（包括催化剂、溶剂）下进行；
③产品应该是环境友好的；
④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。
此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。
2．原子经济性
原子经济性在化学合成特别是有机合成中非常重要，在合成反应中减少废物的关键是提高选择性问题，即选择最佳反应途径，使反应物原子尽可能多地转化成产物原子，最大限度地减少副产物，才会真正减少废物的生成。
美国著名有机化学家B.M.Trost在1991年首先提出“原子经济性”的概念：
认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中（如完全的加成反应：
A＋B===C），达到零排放。
原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为原子利用率＝
×100%。
经济性的反应有两个显著优点：
一是最大限度地利用了原料；二是最大限度地减少了废物的排放。
3．燃煤烟气脱硫的常见方法
（1）石灰石 石膏法：
燃煤烟气中的SO2被氢氧化钙吸收，生成的CaSO3在空气中加热被氧化为硫酸钙，得到副产品石膏（CaSO4·2H2O）。
（2）氨水法：
燃煤烟气中的SO2被氨水吸收，生成（NH4）2SO3或NH4HSO3，在空气中加热使其氧化，最后得到副产品（NH4）2SO4。
4．消除汽车尾气对环境的污染
（1）汽车尾气中的CO、NO、NO2及碳氢化合物、颗粒物造成了严重的空气污染。
（2）消除汽车尾气对环境污染的方法措施
①在石油炼制过程中进行石油脱硫处理；
②安装汽车尾气处理装置；
③使用新的无害的汽油添加剂代替产生污染的四乙基铅抗震剂；
④使用酒精、天然气作燃料代替部分或全部燃油；
⑤用氢作汽车燃料，用燃料电池作动力，使汽车成为“零排放”的电动汽车。
5．回收二氧化碳
（1）CO2的排放日益增多，温室效应加剧，致使全球气候变暖。
为减少CO2的影响，可对其进行回收，将其制造成全降解塑料。
（2）二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可生成可降解高聚物，反应的化学方程式为
。
题组一 绿色化学思想
1．工业上合成氨的原料之一为氢气，其来源之一是利用石油气的有关成分如丙烷（C3H8）制取。
以下途径，假设反应都能进行，从经济效益考虑最合理的反应是（ ）
A．C3H8
3C＋4H2
B．C3H8
C3H6＋H2
C．C3H8＋6H2O
3CO2＋10H2
D．2H2O
2H2↑＋O2↑
答案 C
2．在“绿色化学工艺”中，理想状态是原子利用率为100%。
在用CH3C≡CH合成CH2=C（CH3）COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有（ ）
A.CO和CH3OHB.CO2和H2O
C.H2和CO2D.CH3OH和H2
答案 A
解析从原子守恒和绿色化学的思想出发：
CH3C≡CH＋其他的反应物→CH2=C（CH3）COOCH3，则其他的反应物的原子组成为C2H4O2，只有选项A中的物质按等物质的量混合符合题意。
3．“绿色化学”又称环境无公害化学。
下列叙述符合“绿色化学”原则的是（ ）
A．绿色化学的核心是利用化学原理对工业生产造成的环境污染进行治理
B．大量用纯液态有机物代替水作溶剂
C．研制新型杀虫剂，使它只对目标昆虫有毒杀作用而对其他昆虫无害
D．工业上用废铜制取胆矾CuSO4·5H2O：
2Cu＋O2＋2H2SO4（稀）＋8H2O
2CuSO4·5H2O
答案 D
解析 “绿色化学”要求从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，不产生废弃物，原子利用率为100%，A项错；纯液态有机溶剂一般有毒，代替水作溶剂，会加剧环境污染，B项错。
题组二 环境污染及治理
4．自然界“酸雨”形成的原因主要是（ ）
A．未经处理的工业废水的任意排放
B．大气中二氧化碳含量增多
C．工业上大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼
D．汽车排放的尾气和燃料不完全燃烧产生的气体
答案 C
解析 自然界中的酸雨主要是硫酸型酸雨，这是由于大气中SO2和SO3含量过高造成的，形成这种情况的主要原因是工业上大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼，汽车尾气的排放不是主要原因。
5．工、农业及城市生活污水中含磷。
家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源（洗涤剂中含有磷酸钠）。
关于处理污水时要不要除去磷的说法正确的是（ ）
A．磷是生物所需的营养元素，不必除去
B．含磷的污水是很好的肥料，不必除去
C．含磷污水排到自然水中引起藻类增殖，使水变质，必须除去
D．磷对人无毒，除去与否都无关紧要
答案 C
解析 含磷的污水是水污染的重要来源之一，这种富含营养元素（N、P等）的污水排入自然水中，会使水中微生物和藻类大量繁殖、生成、腐败，从而使水中的溶解氧大量减少，引起水中生物死亡、水质恶化，降低了水的使用价值。
6．大气平流层中O2吸收紫外线可变成臭氧（O3），而冰箱中的制冷剂氟利昂在紫外线作用下分解出氯原子，氯原子能加速臭氧的分解，从而破坏平流层中的臭氧层。
同样超音速飞机的尾气及发动机尾气中的NO也能加快O3的分解，反应式如下：
NO＋O3===NO2＋2O；NO2＋O===NO＋O2。
请你写出总的反应式：
______________；其中NO的作用是______________和____________。
答案 O3
O2＋O 还原剂 催化剂
解析 通过化学反应方程式的加和可以得到总的反应式：
O3
O2＋O。
通过第一个反应式可知NO作还原剂，由总反应式可知NO作催化剂。
7．汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）是城市空气的污染源之一。
治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂）。
它的特点是使CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
（1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式________________________________
________________________________________________________________________。
（2）“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是________________________________________________________________________。
（3）控制城市空气污染源的方法可以有______（填字母）。
A．开发氢能源B．使用电动车
C．植树造林D．戴上呼吸面具
答案
（1）2CO＋2NO
N2＋2CO2
（2）SO2转化成SO3，SO3遇水生成硫酸 （3）ABC
1．（xx·江苏，1）“保护环境”是我国的基本国策。
下列做法不应该提倡的是（ ）
A．采取低碳、节俭的生活方式
B．按照规定对生活废弃物进行分类放置
C．深入农村和社区宣传环保知识
D．经常使用一次性筷子、纸杯、塑料袋等
答案 D
解析 D项，经常使用一次性筷子、纸杯会浪费木材，破坏森林，塑料袋的使用会造成“白色污染”，不应该提倡。
2．（xx·北京理综，27）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。
（1）溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO
占95%。
写出CO2溶于水产生HCO
的方程式：
_________________________________________________________。
（2）在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式：
_____________________________________________
________________________________________________________________________。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。
用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：
________＋________
（CH2O）x＋x18O2＋xH2O
（3）海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。
测量溶解无机碳，可采用如下方法：
①气提、吸收CO2。
用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收（装置示意图如下）。
将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。
②滴定。
将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用xmol·L－1HCl溶液滴定，消耗ymLHCl溶液。
海水中溶解无机碳的浓度＝________mol·L－1。
答案
（1）CO2＋H2OH2CO3、H2CO3H＋＋HCO
（2）①2HCO
＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
②xCO2 2xH
O
（3）①
②
解析
（1）CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H＋和HCO
。
（2）①根据钙化作用的反应物是HCO
和Ca2＋，生成物是CaCO3和CO2，故不难写出反应的离子方程式为2HCO
＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。
②根据元素守恒及示踪原子的标记知，方程式中的填空为xCO2和2xH
O。
（3）①该装置为洗气瓶的装置，要注意装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用试剂稀硫酸，因HCl易挥发出来影响后续的滴定而不能用盐酸。
②根据该滴定过程得关系式：
CO2～HCO
～HCl，n（CO2）＝n（HCl）＝xmol·L－1×y×10－3L＝xy×10－3mol，所以c（CO2）＝
＝
mol·L－1。
练出高分
1．空气是人类生存所必需的重要资源。
为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。
下列措施不利于“蓝天工程”建设的是（ ）
A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染
B．实施绿化工程，防治扬尘污染
C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量
答案 D
解析 解题时要抓住“蓝天工程”——为改善空气质量这一关键。
D项中，增加化石燃料的供应量，只能加剧环境污染，不利于“蓝天工程”的建设，D项错误。
本题意在考查学生对环保知识的认知程度。
2．化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。
下列做法与社会可持续发展理念相违背的是（ ）
A．改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放
B．开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用
C．研发可降解高分子材料，减少“白色污染”
D．过度开采矿物资源，促进地方经济发展
答案 D
3．新型无机材料碳化钛（TiC）、碳化硼（B4C3）、氮化硅（Si3N4）等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温下进行，在合成工艺中必须注意（ ）
A．通入充足的氧气
B．避免与氧气接触
C．可在氮气、氧气中合成
D．通入少量氧气
答案 B
解析 由题给信息“需要在高温下合成”，结合所学无机化学部分知识，碳、硅等在高温下可与氧气化合，因而应避免接触氧气。
解这一类题目一定要认真审题，并结合已学知识综合作答。
4．根据电离理论，下列物质不属于酸的是（ ）
A．硫酸B．磷酸二氢钠
C．乙酸D．水
答案 B
解析 电离理论指电离时所生成的阳离子全部是H＋的化合物才是酸。
5．化学与社会、生产、生活密切相关。
下列说法正确的是（ ）
A．石英只能用于生产光导纤维
B．从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现
C．为了增加食物的营养成分，可以大量使用食品添加剂
D．“地沟油”禁止食用，但可以用来制肥皂
答案 D
6．铝的大规模开发利用比铜大约晚了6000年，主要原因是（ ）
A．铝在空气中易被氧化，表面形成了一层氧化膜
B．铝的性质活泼，不易冶炼；铜的性质不活泼，易于冶炼
C．单质铜的颜色比铝鲜艳，人们喜欢使用
D．铝元素进入人体会造成危害
答案 B
7．（xx·江苏，1）“保护环境”是我国的基本国策。
下列做法不应该提倡的是（ ）
A．采取低碳、节俭的生活方式
B．按照规定对生活废弃物进行分类放置
C．深入农村和社区宣传环保知识
D．经常使用一次性筷子、纸杯、塑料袋等
答案 D
解析 D项，经常使用一次性筷子、纸杯会浪费木材，破坏森林，塑料袋的使用会造成“白色污染”，不应该提倡。
8．（xx·福建理综，6）下列制作铅笔的材料与相应工业不对应的是（ ）
A．橡皮擦——橡胶工业
B．铝合金片——冶金工业
C．铅笔芯——电镀工业
D．铅笔漆——涂料工业
答案 C
解析 A项，橡皮擦的原料是橡胶，属于橡胶工业制品，正确；B项，铝合金片的材料是金属，涉及金属的冶炼，与冶金工业有关，正确；C项，铅笔芯的主要原料是石墨，其制造与电镀工业无关，错误；D项，铅笔杆外边刷的油漆属于涂料，与涂料工业有关，正确。
9．（xx·天津理综，1）下列有关“化学与生活”的叙述不正确的是（ ）
A．点燃爆竹后，硫燃烧生成SO3
B．中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈
C．服用阿司匹林出现水杨酸反应时，用NaHCO3溶液解毒
D．使用含钙离子浓度较大的地下水洗衣服，肥皂去污能力减弱
答案 A
解析 A项，硫燃烧生成的产物为SO2，不是SO3，错误；B项，明矾溶液因Al3＋水解而呈酸性，铜锈的成分主要是Cu2（OH）2CO3，能溶于酸性溶液，故可用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈，正确；C项，水杨酸中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应放出CO2，故服用阿司匹林出现水杨酸反应时，可用NaHCO3溶液解毒，正确；D项，使用含钙离子浓度较大的地下水洗衣服时，肥皂中的有效成分高级脂肪酸钠会与钙离子反应生成高级脂肪酸钙沉淀，从而使肥皂去污能力减弱，正确。
10．（xx·四川理综，1）下列物质在生活中应用时，起还原作用的是（ ）
A．明矾作净水剂
B．甘油作护肤保湿剂
C．漂粉精作消毒剂
D．铁粉作食品袋内的脱氧剂
答案 D
解析 A项，明矾作净水剂是因为它溶于水生成的Al（OH）3胶体具有较大的表面积，能够吸附水中的悬浮物而沉降，错误；B项，甘油作护肤保湿剂是因为它具有吸湿性，错误；C项，漂粉精作消毒剂是因为它具有强氧化性，能够杀死水中的细菌和病毒，错误；D项，铁粉作食品袋中的脱氧剂是因为铁粉具有还原性，能够和氧气发生反应，降低食品袋中的氧气浓度，正确。
11．化学与日常生活密切相关。
下列说法错误的是（ ）
A．燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施
B．装饰材料释放的甲醛会造成污染
C．氨氮废水（含NH
及NH3）可用化学氧化法或电化学氧化法处理
D．福尔马林可作食品的保鲜剂
答案 D
解析 酸雨的形成主要是SO2和氮氧化物的过度排放造成的，燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和氮氧化物的催化转化都可以减少SO2、氮氧化物的排放，可以减少酸雨的产生，A项正确；铵根及氨气中的氮元素均是－3价，利用氧化剂将其氧化为氮气，可以进行废水处理也可以借助于电解法转化为氮气，C项正确；福尔马林是甲醛的水溶液，甲醛有毒，不能作食品的保鲜剂，D项不正确。
12．化学与生产、生活息息相关。
下列叙述错误的是（ ）
A．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性
B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染
C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素
D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放
答案 B
解析 铁表面镀锌，发生电化学腐蚀时，Zn作负极，失去电子发生氧化反应，Fe作正极，O2、H2O在其表面得到电子发生还原反应，铁受到保护，A正确；聚乳酸塑料能自行降解，聚乙烯塑料则不能，因此用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料将加剧白色污染，B不正确；燃烧化石燃料时，产生大量烟尘、CO等有害物质，是造成雾霾天气的原因之一，C正确；重金属离子有毒性，含有重金属离子的电镀废液随意排放，易引起水体污染和土壤污染，应进行处理，达标后再排放，D正确。
13．直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。
硫酸钙可在下图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。
请回答下列问题：
（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有__________（填字母）。
A．温室效应B．酸雨
C．粉尘污染D．水体富营养化
（2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为________。
②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为
________________________________________________________________________。
答案
（1）ABC
（2）①Ca（HCO3）2（或碳酸氢钙）
②Ca（HSO3）2＋O2===CaSO4＋H2SO4
解析
（1）煤燃烧产生的烟气中含有的粉尘会造成粉尘污染，含有的二氧化硫（与空气接触可产生三氧化硫）会造成酸雨，二氧化碳可以造成温室效应，故应选A、B、C。
（2）①因CO2＋CaCO3＋H2O===Ca（HCO3）2，故二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为Ca（HCO3）2；②1molCa（HSO3）2被氧气氧化肯定生成1molCaSO4，根据S元素守恒，还要有H2SO4生成，故反应的化学方程式为Ca（HSO3）2＋O2===CaSO4＋H2SO4。
14．稀薄燃烧是指汽油在较大空/燃比（空气与燃油气的体积比）条件下的燃烧。
随着全球能源危机的加剧，稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视，但稀薄燃烧时，常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NOx转化为N2。
不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如图所示：
（1）稀薄燃烧技术除能节约能源外，还具有的优点是__________________________（填一项）。
排放到大气中的NOx会导致酸雨、____________（填一项）等环境问题。
（2）某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。
若控制其他条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞的稀硫酸溶液中（溶液的体积、浓度均相同）。
为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）减少CO和碳氢化合物的污染 光化学烟雾（或破坏臭氧层）
（2）溶液显色所需要的时间
解析
（1）由图可知，随空/燃比的增大，CO与碳氢化合物的含量始终在减小，所以还具有的优点就在于此，NOx是导致光化学烟雾的主
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