《必修第一册 第3章》微项目

第3章微项目论证重污染天气“汽车限行”的合理性——探讨社会性科学议题项目活动1科学认识社会性科学议题，寻找利与弊[探究活动]我们在享受科学技术迅速发展带来物质文明的同时，也因以牺牲环境为代价而受到大自然的一次次报复，如雾霾天气等。为了应对重污染天气，把空气污染指数控制在合理范围内，我国多个城市采取了“汽车限行”措施，以期降低机动车尾气排放量。人们逐渐意识到，保护环境，就是保护人类赖以生存的空间。1.目前大气中氮氧化物的主要来源是什么？它们对人类健康的危害表现在哪些方面？氮氧化物还会引起哪些环境问题？提示：大气中的氮氧化物主要来自汽车尾气，硝酸生产、金属的冶炼等工业排放的尾气。氮氧化物中，NO和NO2的毒性较强，NO2作用于深部呼吸道，对肺组织产生强烈刺激和腐蚀作用，可引发肺水肿、支气管炎等肺部疾病，NO可与血红蛋白结合，使其失去携带氧气的能力，导致组织缺氧、中枢神经系统受损等。以NO和NO2为主的氮氧化物还是形成光化学烟雾、酸雨、臭氧空洞和雾霾的一个重要原因。2.汽车尾气中含有的氮氧化物是如何产生的？汽车尾气中还有哪些有害物质？提示：汽车汽缸中，N2和O2在电火花放电时反应生成NO，继而转化成其他种类的氮氧化物。汽车尾气中还含有多种有害气体，主要有烃的不完全燃烧产物一氧化碳，汽油中的硫元素被氧化生成的SO2等。①化合价角度：如N2转化为NO，氮元素化合价升高，应加化合价降低的氧化剂。②物质类别角度：如单质转化为氧化物，根据元素守恒，应加含氧元素的物质。2.“汽车限行”措施的利与弊视角利弊环境减少有害气体排放，减轻空气污染和温室效应—经济促使人们购买第二辆汽车，汽车销量增加，促进经济发展导致汽车保有量增加社会缓解道路交通压力增加公共交通压力，导致人们出行不便[素养训练]1.下列现象的产生，与氮循环无关的是(

)A.光化学烟雾

B.白色污染C.水体富营养化

D.酸雨解析：光化学烟雾是氮的氧化物和有机烃类在光作用下的一系列复杂变化，与氮循环有关；白色污染是指难降解的塑料垃圾(多指塑料袋)对环境的污染；水体富营养化是指水中的氮、磷等元素浓度过大造成的水污染，会导致藻类疯长，从而引起水中缺氧，导致水生生物大量死亡，与氮循环有关；酸雨是二氧化硫和氮氧化物与雨水作用的结果，与氮循环有关。B2.光化学烟雾是一次污染物(如氮氧化物、碳氢化合物等)发生光化学反应后生成的二次污染物，主要含有臭氧、过氧硝酸酯等。下列有关光化学烟雾的说法不正确的是(

)A.光化学烟雾具有氧化性B.汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一C.光化学烟雾对人体没有危害D.光化学烟雾一般出现在强日光照射条件下C解析：光化学烟雾中，氮氧化物中氮元素的化合价可以降低，做氧化剂，A正确；汽车尾气中含CO和氮氧化物，二者在强日光照射的作用下发生化学反应产生光化学烟雾，故B、D正确；光化学烟雾对人眼睛、鼻、咽喉、气管和肺等有刺激作用，对人体有危害，C错误。3.环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定空气质量的信息。这些污染物是(

)A.二氧化硫、氮氧化物、悬浮微粒B.二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳C.三氧化硫、氮氧化物、悬浮微粒D.稀有气体、氮氧化物、悬浮微粒解析：

B中一氧化碳、D中稀有气体不是预报内容；C中的三氧化硫在常温下是液态，空气中硫元素主要以SO2的形成存在。A项目活动2学习科学论证，论证利与弊[探究活动]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，还具有什么优点？排放到大气中的NOx会导致哪些环境问题？提示：因燃油气燃烧过程中可产生对空气有污染的CO、NOx、碳氢化合物等大气污染物，结合“空/燃比”的含义和题图可以推知，增大“空/燃比”可以减少CO、碳氢化合物的排放从而减少污染；根据课本知识可推出，排放到大气中的NOx可导致酸雨及光化学烟雾(或破坏臭氧层)而引起环境污染。2.调查目前治理汽车尾气污染的方法有哪些？各方法有什么优缺点？方法二：汽车限行。优点：(1)减少有害气体的排放；(2)缓解道路交通压力；(3)促使人们购买第二辆汽车，促进经济发展。缺点：(1)增加公共交通压力；(2)导致人们出行不便；(3)导致汽车保有量增加。[素养训练]1.当前，汽车尾气已成为许多城市空气的主要污染源。研究表明，含TiO2的混凝土或沥青可以消除部分汽车尾气中的氮氧化物，其原理如下：下列关于该“消除”过程的叙述不正确的是(

)CA.部分光能转变为化学能B.消除总变化为NOx＋O2＋H2O―→HNO3C.消除反应能全天候发生D.使用纳米TiO2的消除效率更高解析：在TiO2的催化作用下，紫外线提供能量，发生反应：NOx＋O2＋H2O―→HNO3，部分光能转变为化学能，故A、B项正确；没有紫外线时上述反应不能发生，故C项错误；纳米TiO2与紫外线的接触面积更大，将产生更多的光生电子和光生空穴，从而消除更多的NOx，故D项正确。2.汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染，反应过程为①2NO2→2NO＋2O，②2NO＋O2→2NO2，③O＋O2→O3。下列对该反应过程及生成物的叙述正确的是(

)A.NO2起催化剂作用B.NO是反应产物之一C.①②③反应都是氧化还原反应D.O3与O2都不会造成空气污染A解析：反应过程①＋②得O2→2O，③O＋O2→O3，NO2起催化剂作用，NO不是反应产物而是中间产物，A项正确、B项错误；①②③中③反应不是氧化还原反应，C项错误；O3会污染空气，D项错误。项目活动3权衡利弊，作出决策[探究活动]汽车限行应经过充分的论证分析后，分清主次，权衡利弊，作出决策。1.你认为重污染天气实行“汽车限行”的措施有利的方面有哪些？提示：①缓解交通压力；②减少二氧化碳的排放量；③减轻空气污染等。2.重污染天气实行“汽车限行”的弊端有哪些？提示：①使人们出行不便；②导致汽车保有量增加；③公共交通压力增大等。3.综合上述，你作出什么决策？提示：“汽车限行”措施能够减轻空气污染，减少二氧化碳的排放量，有利于社会的可持续发展，有利于未来人类的生存和发展。出行不便是个人问题。汽车保有量是局部问题，可以逐渐达到新形态的平衡，增加公共交通压力，恰恰可以促进政府不断改善公共设施。因此，应该支持为应对重污染天气而采取的“汽车限行”的措施。[素养训练]1.如图表示汽车尾气净化器处理汽车尾气的过程。下列有关叙述不正确的是(

)A.CO氧化为CO2所需的氧来源于NOxB.汽车安装这种净化器后，能避免铅污染C.Pt－Rh催化剂在化学反应前后质量不变D.使用该净化器能减少酸雨的发生B解析：由题目信息可知，CO被氧化为CO2所需的氧来源于氮氧化物；汽车安装这种净化器后，能避免一氧化碳、氮氧化物造成的空气污染，不是铅污染；Pt-Rh催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变；氮氧化物会造成酸雨，因此使用该净化器能减少酸雨的发生。2.三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，在催化剂表面物质转化的关系如图所示。下列说法正确的是(

)A.在转化过程中，氮元素均被还原B.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程C.还原过程中生成0.1molN2，转移电子0.5molD.三效催化剂能有效实现CO、NOx及CxHy的净化D解析：在储存过程中，氮元素被氧化生成硝酸钡，所以A项错误；BaO做催化剂，参与反应过程，所以B项错误；由硝酸钡生成氮气，N元素由＋5价变为0价，因此生成0.1molN2转移1mol电子，所以C项错误；由题图可知，三效催化剂能有效实现CO、NOx和CxHy三种成分的净化，所以D项正确。3.机动车尾气净化器可以有效缓解汽车尾气污染，它的特色之一是使一氧化碳与一氧化氮在催化剂的作用下反应生成二氧化碳和