专题4 第二单元 氮氧化物的产生及转化 (第2次课).doc

专题4 第二单元 氮氧化物的产生及转化 （第2次课） 阳光化学吴一、教学目标：1.掌握氮氧化物NO和NO2的性质、用途。2.认识氮氧化物对社会生产的作用和对自然环境的影响。3.学生自主探究学习氮氧化物对环境的污染问题。4.在总结讲解“光化学烟雾的成因”时，利用与教材正文内容相匹配的图片，增加学生的感性认识，易于理解，印象深刻，并增加兴趣。5.认识含氮化合物与人类生产生活的密切关系。6.创设探究问题的情境，活跃学生思维，激发求知欲。7.逐步树立珍惜自然、爱护环境的观念，对经济发展与保护环境这两个相矛盾的因素有一个客观公正的评价。二、教学重难点：1.教学重点：氮氧化物的化学性质。2.教学难点氮氧化物的相互转化。三、教学方法：四、教学过程（一）课堂导入：通过上一节课的学习，我们知道了“雷雨发庄稼”所蕴含的科学道理，虽然雷雨时产生的NO、NO2等转化为硝酸对庄稼是有利的，但事物都是一分为二的，雨水中的硝酸也是形成酸雨的主要物质，会对环境造成很大的危害。 空气中的NO2不但能形成酸雨，在日光照射下，NO2还能使O2发生复杂的反应生成O3，O3与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称它为光化学烟雾。光化学烟雾对人体的健康、植物的生长都有很大的影响。（二）课程讲授：师 请查阅资料，了解氮氧化物对环境的污染。从以下三方面有重点地进行查阅： 板 书：一、氮氧化合物对环境的污染1.酸雨的产生和危害2.光化学污染的成因及危害3.氮氧化物对臭氧层的破坏下面，交流你们查阅的资料。生 我先来向大家介绍酸雨的成因： 空气中的氧气和氮气在雷电的作用下，有小部分发生反应生成一氧化氮，一氧化氮遇空气中的氧气转化为二氧化氮，二氧化氮遇雨水转化为硝酸，硝酸是一种强酸，在水溶液中完全电离，产生H+ 和，使溶液呈酸性。从反应来说，有这样3个：N2+O22NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO生 我给大家介绍酸雨的危害：酸雨使湖泊、河流酸化，污染水域，影响鱼类和水中其他生物的生存；酸雨破坏土壤，影响农作物和树木生长；酸雨破坏城市建筑、机器和桥梁；酸雨腐蚀名胜古迹及雕塑师 前一节我们所讲的谚语“雷雨发庄稼”，其中所蕴含的科学道理其实就是雷雨时产生了硝酸，这与酸雨的产生是一致的。生 光化学污染的成因和危害，首先看一篇报道： 珠江三角洲部分城市正遭受光化学烟雾污染的威胁。这是广东省环保规划顾问、中国工程院院士唐孝炎近日在广东省环保规划论证会议上指出的。 光化学烟雾是一种淡蓝色的烟雾，汽车尾气和工厂废气里含大量氮氧化物和碳氢化合物，这些气体在阳光和紫外线作用下，会发生光热化学反应，光化学烟雾由此而生。它的主要成分是一系列氧化剂，如臭氧、醛类、酮等，它的毒性很大，对人体有强烈的刺激作用，严重时会使人出现呼吸困难，视力衰退，手足抽搐等症。在上世纪世界环境污染八大公害事件中，光化学烟雾事件便占了5起。1955年，洛杉矶发生的高浓度光化学烟雾导致了两天内400多名65岁以上老人的死亡。 据专家分析，目前说珠江三角洲地区可能暴发光化学烟雾，主要有两个原因：第一，珠江三角洲机动车数量的快速增长；第二，近期持续的灰霾天气。 空气中氮氧化物的增多，提供了产生光化学烟雾的“原料”。以二氧化氮为例，去年珠江三角洲日均值为0.031 mgm-3，同比上升14.8。而广州、深圳、东莞、佛山、汕头、中山、茂名、江门等八个城市，更存在二氧化氮超标现象。据介绍，全省机动车每年排放的尾气大概有170万吨，这占了二氧化氮排放总量的7080。据最新统计，至今年上半年，广东机动车已突破1300万辆，目前，这个数字还在以每年20的速度递增。至于广州市，仅去年，机动车新上牌数目便达到了10万辆。日益增长的汽车加剧了空气中氮氧化物的污染。 干旱和灰霾，给光化学烟雾提供了更可能生成的环境。据省环保局的说法，自9月大雨以来，广东省内干旱已持续了一个多月，受气候条件影响，10月全省大部分城市空气质量有所下降，其中韶关市有9天空气质量为轻微污染，广州市也有9天空气质量为轻微污染或接近轻微污染。强烈的日照、低流动的空气和较小的湿度使城市中的各种污染物无法及时扩散，就广州市的统计看，上个月市内约有13天出现了灰霾，近两天，广州市区内灰霾更为严重，能见度不足2公里。而据专家的说法，灰霾天气将增大光化学烟雾产生的几率，造成空气的二次污染。另据省环保局的说法，近日北京大学环境学院空气污染防治调研组在广州的环境监测显示，在部分时间局部地区已出现了光化学烟雾超标的征兆。 为防治光化学烟雾污染，省环保局指出，首先要加强机动车污染防治工作，主要是提高机动车排放标准；其次是加强燃煤电厂烟气脱硝工作。相关人士还提出，可建立一个臭氧超标预警系统，当臭氧浓度达到预警浓度时，将建议公众尽量少出门，减少私车使用。生 通过这篇报道和我们查阅的其他资料，我们将光化学污染的成因作了归纳，列表如下：光化学污染的成因1.化石燃料及其产品的燃烧2.机动车排放的尾气中的 NOO2NO2HNO33.金属的冶炼4.生产化肥、硝酸的工厂排放的废气5.火山爆发、雷鸣电闪将N2转变为氮氧化物生 至于“光化学污染的危害”，我来向大家说明： 排放到大气里造成污染的有害物质，可以分几类：粉尘类(如煤烟等)，金属尘类(如铁、铝等)，湿雾类(如油雾、酸雾等)，有害气体类(如碳氧化物、二氧化硫、一氧化氮等)。从大气污染发展的历史来看，可以分二氧化碳、烟尘污染，二氧化硫、金属尘污染和光化学污染三个时期。大气污染从早期的英国伦敦烟雾型发展到新型的美国洛杉矶的光化学烟雾，现分别举例于下：(1)1952年冬天，天气特别冷而阴湿，家家都烧煤取暖。由于几天没有风，气象出现特殊变化，出现下层气温低，上层气温高，空气对流受到妨碍的逆温层。逆温层把烟雾压在下面几天不散，引起人们呼吸困难，几千市民出现胸闷、喉痛、咳嗽症状。年老体弱者死亡4 000多人。(2）如日本的四日市，1955年垄断资本家造了一座炼油厂，围海造田，规模极大。结果是，新工业加上原有工业排放出来的废气使空气严重污染，使四日市终年烟雾不散，烟雾层厚度高达500 m。SO2和金属尘含量超过允许标准的5倍以上。由于这种污染，据统计，到1970年癌症和气喘病患者增多，气喘病蔓延，患病者达6 400人。(3）光化学烟雾的污染最早出现在美国洛杉矶。由于开始未能查明原因，又无有效措施，使该市每年有60多天笼罩在光化学烟雾之中，终于在1952年爆发了洛杉矶光化学烟雾事件。当时烟雾含量高达6.510-7，不少儿童和老人眼睛红肿，呼吸困难；蔬菜由绿色变黄色，菠菜到了不能吃的地步；橡胶制品变得失去弹性而龟裂；仅加利福尼亚州，就有190万棵松树受害，其中有30%枯死。师 听了同学的汇报，了解了光化学烟雾的成因及危害，为我们保护环境防止光化学烟雾的形成提供了理解根据。师 氮氧化物对臭氧层的破坏。生 首先向大家介绍一下“臭氧”的物理、化学性质： 常温下 O3是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。 O3化学性质不稳定，常温下分解较慢，473 K 以上迅速分解。此外，MnO2、PbO2、氟氯代烃等催化剂的存在都会促使O3分解： 2O33O2 在使用空调的封闭的办公环境里，气味通常不佳，而且会有有害的气体产生，会危害人的健康，这是为什么呢？ O2在高压放电条件下会生成O3，而O3有特殊臭味。反应为： 3O22O3生 我向大家介绍一下“臭氧层”对人类的生存所起的作用： O3有极强的氧化性，能杀菌消毒，比如，在家庭的厨房中，有些餐具如不锈钢制品是可以承受高温而消毒的，可以用物理方法的高温蒸煮的方法消毒，而有些餐具如塑料制品在受热时会软化变形，不能加热消毒，就可以用O3来消毒，市场上出售的家用消毒柜就有O3消毒的功能。 因为O3有极强的氧化性，所以，有些染料受到O3的强烈作用会褪色，因此，O3还是一种很好的脱色剂。 在高层大气中，存在着O2与O3相互转化的动态平衡，消耗了太阳辐射到地球能量的5%，正是O3层吸收了大量的紫外线才使地球上的生物免遭紫外线的伤害。如果臭氧层减少，则透过大气层达到地面的紫外线增强，将引起皮癌的发病率增高和农业减产，以及影响某些生物的生存。近二十年来，超音速喷气飞机大量发展，将含有大量NOx的尾气排放到平流层中，还有大量使用氟氯代烷(CFCl3和CF2Cl2)作为制冷剂和气溶胶喷射剂(或雾化剂)，扩散到平流层中，都有可能因化学反应而破坏臭氧层。所以，保护臭氧层有着重要的意义。生 氮氧化物对臭氧层的破坏： 氮氧化物对臭氧层破坏的具体体现为：造成臭氧层空洞。当然，臭氧层空洞的含义并不是说某处的臭氧已完全消失，真的有了一个大洞，大气会从此处逸出，跑向外太空。而是指此处的臭氧层变薄变稀，吸收紫外线的能量降低，使紫外线直接照射到地球，对地球上的动植物的生长造成影响，特别是对人的皮肤造成伤害，使患皮肤癌的人数增多。投影显示： 催化剂师 同学已从三个大的方面对“氮氧化物对环境的污染”作了他们各自的探究汇报。我们知道，大气有自净作用。进入大气的污染物，经过自然条件下的物理和化学作用，或是向广阔的空间扩散稀释，使其浓度下降，或是受重力作用，使较重微粒沉降于地面，或是在雨水洗涤下返回大地，或是被分解破坏等从而使空气净化。这种大气的自净作用是一种自然环境的调节的重要机能。应当指出的是，绿色植物的光合作用也是一种自净过程，因为在此过程中，既耗用二氧化碳，又向大气补充氧气。但是，当大气的污染物的数量超过其自净能力时，即出现大气污染。 既然氮氧化物对环境的污染很严重，超过了大气的自净能力，会引起酸雨、会间接形成光化学污染、会造成臭氧层空洞，那么，我们又应该怎样防治氮氧化物对环境的污染呢？生 1.使用洁净能源，减少氮氧化物的排放。2.为机动车安装尾气净化装置，将尾气中的NO转化成无毒无害的N2。2CO+2NO2CO2+N23.对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理。比如：NO+N