人教版选修1 第四章第一节改善大气质量 学案.doc

第一节 改善大气质量名师导航知识梳理 1.大气污染的危害 （1）大气污染物 清洁空气的组成为_、_、_、_、_和_。 根据组成成分，可将大气污染物分为_、_、_、_、_以及_等。 产生大气污染物的主要途径有_和_。 常见大气污染的危害主要有_、_和_。 （2）酸雨 正常雨水ph约为_，这是因为_。 酸雨是指_的降水，主要是由_而成的。 形成酸雨的有关化学方程式为： so2+h2o=h2so3 2no+o2=2no2 3no2+h2o=2hno3+no 我国主要以_型酸雨为主，是由我国以_为主的能源结构造成的。 （3）臭氧层受损 臭氧层是指_,其作用是_,因此臭氧层被称为_。20世纪80年代,科学家观测到在_和_相继出现“臭氧空洞”,即臭氧层受损。 臭氧层受损的原因：人类活动排入大气的某些化学物质如氟氯代烷和含溴的卤代烷烃等与臭氧发生作用，使臭氧层受到破坏。 臭氧层破坏的有关化学方程式： 氟氯代烷在紫外线作用下分解出氯原子，参与破坏臭氧层的反应： cl+o3clo+o2 clo+ocl+o2 总反应：_，cl在其中起_作用。 (4)温室效应与全球气候变暖 大气中的温室气体主要有_、_、_和_。 2.改善大气质量 （1）如何减少煤燃烧对大气造成的污染 除了_、_等自然原因，人类活动也是造成大气污染的主要原因，如_、_、_等。 当今世界上最重要的能源是_和_。煤主要含有_元素，还含有_、_、_和_等元素，以及_。我国为了减少煤燃烧时对大气造成的污染，主要采取的措施是_、_、_、_、_。 为了调整和优化能源结构，降低煤在能源结构中的比例，应加快开发和利用_、_、_和_等新能源。 （2）如何减少汽车等机动车尾气污染 为了减少汽车等机动车的尾气对大气的污染，我们应该_、_。 为了改善汽油机中汽油的燃烧，减轻_现象，人们常向汽油中添加_作为_，这样的汽油称为_。但是这也带来了严重的_，对人体许多_都有损害作用，特别是_。如，可以引起_和_，孕妇受到污染后，其后代可能出现_发育异常等。 目前世界上许多国家都已限制汽油中_的加入量，并逐步实现_或_。我国很多城市已禁止汽车等机动车使用含_汽油，在全国范围内也将逐渐实现汽油_。现在广泛使用的无铅汽油抗爆剂是_等。 在汽车尾气系统中装置_，可有效降低尾气中的_、_、_和_等向大气的排放，起催化作用的是_等贵金属。 在催化转化器的前半部有_反应发生。在转化器的后半部，未燃烧的碳氢化合物和尚未反应的co在催化剂的作用下氧化，如：_、_。 由于含铅化合物会使_，所以装有催化转化器的汽车必须使用_汽油。 （3）减少室内空气污染 甲醛的结构简式为_，是一种_色、具有强烈_气味的_体，在室内它主要来自_、_以及装修时使用的_。它可以刺激人的_、_，引起_、_和_等。如果长期接触低浓度的甲醛，可引起_，造成_异常，影响_系统，甚至可引发_。室内甲醛的含量与污染源的_、_、_和_等因素有关，其中_和_最重要。 氡是_色、_味的_性体，它主要来自_或_，以及含有_的天然_等。长期吸入会引起_，因此它常被称为“_”。疑难突破 1.南极上空的臭氧层空洞在逐渐变大，是什么原因造成的？臭氧层受损又会给人类造成什么可怕的后果？ 剖析：破坏臭氧层的物质有制冷剂ccl2f2等氟氯烃和no等氮氧化物。破坏机理为： ccl2f2cl+cclf2 o3+clclo+o2 o+clocl+o2 总反应为o+o3o2+o2 活性氯(cl)仍保留在环境中继续发生循环反应，起着催化剂的作用。 大气中臭氧层的破坏或损害，将使到达地面的紫外线辐射大量增加，损害动植物的基本结构，降低农作物的产量，危害海洋生命，使气候和生态环境发生变异。强烈的紫外线辐射还能降低人体的免疫功能，诱发皮肤癌、白内障等疾病 2.如何降低酸雨发生的频率？ 剖析：酸雨是指ph小于5.6的降水，主要是由硫氧化物和氮氧化物等酸性气体转化而成的。由酸雨形成的原因可知人类在生产、生活中减少硫氧化物和氮氧化物等酸性气体的排放可降低酸雨发生的频率。问题探究 问题：十九世纪德国鲁尔煤矿被发现时，人们在矿区内树立了一尊大理石雕像作为纪念。一百多年后，这尊雕像的面目已经不能分辨出原来的模样。 请探究： 1.为什么现在这尊雕像不能分辨出原来的模样？ 2.若现在在此地立一同样雕像，一百年后会是什么样子？ 探究：从十九世纪以前的实际情况和现在的环境科学的发展来分析。 大理石含钙特多，因此最怕酸雨侵蚀。德国鲁尔煤矿大理石雕像，由于大气污染和酸雨的腐蚀，大理石失去光泽，石壁表面已腐蚀得凹凸不平。 现在在此地立一同样雕像，由于采取了防腐蚀措施，一百年后，会保持其本来面目。问题精讲【例1】 某校科技活动小组的同学采集酸雨样品，每隔一段时间测定其ph,得到下列数据：时间开始8 h16 h24 h32 h40 h48 hph5.04.84.54.34.24.04.0请依据上述材料，完成下列有关问题：（1）酸雨主要是由于工业生产过程中大量使用矿物燃料，使大气中_气体增多，与降水结合而形成的。请写出酸雨形成的主要化学方程式_。（2）酸雨对高等植物的影响表现在：_。_。_。（3）大气污染一方面影响动植物生长，另一方面对人类_系统危害最大，影响呼吸过程的_，常见疾病有_。（4）解释酸雨放置时，ph发生变化的主要原因。（5）请根据所学的化学、生物知识，对某市的酸雨防治提出合理建议（至少三条）。思路解析：酸雨的危害主要是由于它的酸性较强。大气污染主要影响植物的叶片和人与动物的呼吸系统。对污染的防治方法一般是控制污染源和对污染进行处理。答案：（1）二氧化硫、氮氧化物2so2+o22so3，no2+so2=no+so3，so3+h2o=h2so4，3no2+h2o=2hno3+no （2）使植物叶面受损，影响植物的光合作用等影响植物的矿质代谢有害元素毒害，导致植物死亡 （3）呼吸外呼吸咳嗽、哮喘、肺气肿等 （4）雨水样品中的so2和h2so3不断被空气中氧气氧化而生成h2so4，随着时间的延长，h+浓度增大，ph下降；氧化完全后，形成h2so4稀溶液，ph不再变化。 （5）控制污染源；寻找并使用清洁能源；大力开展绿化，适当种植柳杉等树木；使用无铅汽油，淘汰尾气排放严重超标的机动车等；使用微生物脱硫；改进工艺流程；加大环境管理力度。【例2】 硝酸工业产生的尾气(no、no2等)对环境造成污染，同时汽车尾气(含烃类、co、so2与no等)是城市空气的污染源。(1)汽车以汽油作为发动机燃料，在不断启动打火的过程中产生了co、no等有毒气体，若供氧不足，主要产生的污染物是_，若供氧充足，主要产生的有毒气体是_。(2)简述co、no对人体产生的影响：_。(3)谈一谈汽车尾气污染物对环境造成的影响_。(4)你能否应用氮元素的单质和化合物之间的转化关系，设计除去汽车尾气中氮的氧化物(no、no2)的理论方案?(5)控制城市空气污染的方法可以有( )a.开发氢能源 b.使用电动车 c.植树造林 d.戴上呼吸面具思路与答案：(1)当供氧不足时，烃(cxhy)不完全燃烧，产生co有毒气体，当供氧充足时，产生no、no2等有毒气体。 (2)co、no极易与血红蛋白结合，难分离，使血液失去供氧能力，使人体中毒，同时no在人体中含量不正常，可导致心脑血管病、高血压、中风、糖尿病等疾病。 (3)汽车尾气排放过多，可形成光化学烟雾而污染环境。引起呼吸严重障碍，导致心肺衰竭。 (4)根据尾气处理原则，no和no2应转化为n2，必须选择还原剂，那就是氮的化合物氨，方程式是：6no+4nh3=5n2+6h2o，6no2+8nh3=7n2+12h2o。 (5)控制城市污染源，避免汽车燃烧汽油，所以必须开发新的能源，如开发氢能源，使用电动车等，从根源上消除污染。【例3】 1995年诺贝尔化学奖授予致力研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光，保护地球上的生物。氟利昂(如ccl2f2)可在光的作用下分解，产生cl原子，cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为o3)。有关反应为：o3o2+o，cl+o3clo+o2clo+ocl+o2总反应：2o33o2(1)在上述臭氧变成氧气的反应过程中，cl是( )a.反应物 b.生成物 c.中间产物 d.催化剂（2）o3和o2是( )a.同分异构体 b.同系物 c.氧的同素异形体 d.氧的同位素思路解析：此题是以环保知识为题材的信息题。信息内容起点高，也只是考查了中学化学中的两个基本概念、催化剂，同素异形体。只要弄清楚这两个概念的实质，便很快选出答案。答案：(1)d (2)c知识导学 1.大气污染的危害 (1)大气污染物 大气污染物是指由于人类活动或自然过程排入大气的并对人或环境产生有害影响的物质。 大气污染是环境污染的一个重要方面。 大气污染是指大气中污染物浓度达到有害程度，超过了环境质量标准的现象。 (2)酸雨 酸雨是指ph小于5.6的降水。主要是由硫氧化物和氮氧化物等酸性气体转化而成的。 so2+h2oh2so3 2h2so3+o22h2so4 2no+o2=2no2 3no2+h2o=2hno3+no 降水会变酸主要是空中云层吸收大气污染物并在雨滴内不断反应形成酸性物质的结果。 （3）臭氧层受损 臭氧层受损的主要原因有两个：一是自然因素。如太阳黑子爆炸时产生许多带电质子，在轰击大气层的过程中，对臭氧层产生破坏作用，这是不可抗拒和控制的因素；二是人为因素，即人类活动向大气排放氟氯代烃造成的。 大气中的二氧化碳浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”。破坏大气层与地面间红外线辐射正常关系，吸收地球释放出来的红外线辐射，就像“温室”一样，促使地球气温升高的气体称为“温室气体”。 2.改善大气质量 改善大气质量要预防和减少大气污染物的排放量，调整产生结构和工业布局。 （1）减少煤等化石燃料燃烧产生的污染。可以采用以下措施： 改善燃煤质量。 改进燃烧装置和燃烧技术,改进排烟设备等。 发展洁净煤技术，开展煤的综合利用。 调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率，加快开发利用太阳能、风能、地热能、核能和氢能等新能源。 （2）减少汽车等机动车尾气的污染 汽车尾气排放是大气主要污染源，减少汽车尾气中有害气体的排放成了十分重要的问题，减少汽车等机动车尾气的污染可采取以下措施： 推广使用无铅汽油。 在汽车尾气系统中安装催化转化器。 从世界范围看，空气污染的重大因素之一是汽车尾气。 汽车尾气中含有一氧化碳、氧化氮以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒，尤其是含铅汽油，对人体的危害更大。 为了改善大气质量，我国积极提高柴油、汽油质量，向无铅汽油过渡，安装汽车净化器，等等。 减少室内空气污染可采取以下措施：尽量使用环保建材，同时采用种养绿色植物、开窗通风等方式。 预防冬季室内环境污染，首先应尽可能改善通风条件，减轻空气污染的程度；不人为地降低室内高度，居室太低，不利于空气流动，对室内空气质量有明显影响；对秋冬季节装修的房屋进行室内空气检测，有的有害气体和放射性物质是人所感觉不到的，最好释放一段时间或者进行检测治理以后再入住。疑难导析 要说明南极上空的臭氧层空洞在逐渐变大，先要清楚破坏臭氧层的物质有哪些，然后分析这些物质通过发生怎样变化来使臭氧层受损，各种物质分别起什么作用。 要说明臭氧层受损会给人类造成什么可怕的后果，先要明确大气中臭氧层的破坏或损害会使到达地面的紫外线辐射发生怎样变化，对动植物的基本结构有无影响，对农作物的产量、海洋生命有何影响，会使气候和生态环境发生什么变化等。 要说明酸雨形成的原因，先要清楚什么是酸雨，酸雨是由哪些酸性气体转化而成的。 要想说明如何降低酸雨发生的频率，就要明确这些酸性气体的来源。问题导思 结合本地为一煤矿这一实际进行分析，然后考虑现在人们的环保意识，设想一百年之后的情形。 要清楚大理石的含钙情况，受酸雨侵蚀会发生怎样变化，酸雨侵蚀对大理石的光泽、石壁表面的平整程度有何影响。 还要说明现在的防腐蚀工作进行得如何，在此地立一同样雕像,是否也会怕酸雨侵蚀。典题导考 绿色通道：根据酸雨样品ph逐渐减小，说明酸雨样品中酸性物质含量增加，从而改变了雨水的ph，使植物、土壤、人以及动物等都遭到危害。【典题变式1】 1.2003年3月27日，据广东报道，巨大的so2、no等的排放量使广东成为酸雨重灾区，2002年全省酸雨频率为45.4%，占全省面积63%的17个市已被国务院划为酸雨控制区，酸雨曾使大片水稻突然枯死，并且每年因酸雨污染造成的经济损失就达40亿元左右。请完成下列问题：(1)酸雨导致水稻死亡的原因是什么?(2)试述酸雨的形成过程，并写出化学方程式。(3)请提出两条防治酸雨的措施。2.(1)图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国。由于大气中co2含量的剧增，大量珊瑚礁(主要成分是caco3)被海水侵蚀，其原因是(用化学方程式表示)_。(2)温室效应导致海平面上升，引起温室效应的人为原因主要是_。(3)为控制温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想，有人根据液态co2密度大于海水密度的事实，设想将co2液化后，送入深海海底，以减小大气中co2浓度，为使co2液化，可采用的措施是( )a.减压、升温 b.增压、升温 c.减压、降温 d.增压、降温(4)科学家研究发现，用“汽水”(一种能释放co2的弱酸性溶液)浇灌植物能促进植物生长，原因是它能( )加强呼吸作用加强光合作用改良碱性土壤，调节ph加强植物蒸腾作用a. b. c. d. 绿色通道：汽车以汽油作为发动机燃料，供氧不足和供氧充足都会产生有毒气体，为了控制汽车尾气污染物对环境造成污染，可以在汽车的排气管上装一个“催化转化器”,使co与no反应，生成可参与大气环境循环的无毒气体；也可以开发新的能源,从根源上消除污染。【典题变式2】 1.工业废气中的氮氧化合物是造成大气污染的主要来源。为了治污，工业上常通入nh3与之发生如下反应：nox+nh3n2+h2o，从而降毒。现有no、no2的混合气3 l，可与同样条件下的3.5 l nh3恰好完全反应。则原混合气体中的no2和no的物质的量之比为( )a.11 b.21 c.31 d.142.为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气（cng），另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分是( )a.碳水化合物 b.碳氢化合物 c.氢气 d.醇类3.汽车尾气治理方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”(用铂钯合金作催化剂)。它可以使co与no反应，生成可参与大气环境循环的无毒气体。（1）写出co与no反应的化学方程式_。（2）“催化转化器”的缺点是在