大学化学ppt课件

1、第一章气体、大气污染与控制佐原健二化学反应的基本规律第三章水溶液和水污染与处理第四章物质结构基础第五章化学与能源第六章化学与材料第七章化学与材料第八章化学与生活第八章化学与生活，大学化学教育内容，第四章参考资料，第五章。第一章气体、空气污染和预防(4小时)佐原健二化学反应的基本规律(10小时)第三章水污染和处理(6小时)第四章物质结构基础(10小时)第四章化学和能源(6小时)、教育内容和时间分布，6、 1.1气体定律1.1.1以上气体状态方程1.1.2达顿分压定律1.1.3实际气体状态方程-范德瓦尔斯方程1.2大气和大气污染1.2.1大气赵寅成和1.2.2级大气污染1.3大气污染防治1.3.1

2、大气空气空气质量标准1.3.2大气污染防治方法，Contents，第一章气体空气污染和防治，物质可以以固体、液体、气体等状态存在，物质所处的状态取决于其温度、压力、密度、赵寅成等状态参数。通常称为气体、固体或液体，是指常温常压引起的聚集状态。空气是人类和所有生物生存的必要条件。了解大气污染的原因并提出预防措施是工程技术人员的重要任务之一。8，1.1.1以上气体状态方程，理想气体分子之间的力极小，可以忽略；理想气体分子所占的体积与分子运动空间相比是可以忽略的。1.理想气体分子的特征理想气体是人们长期在大自然中观察气体后推出的虚拟气体模型。假设气体的分子是有弹性的，本身不占体积的粒子，分子之间没有

3、力。9，对于理想气体，存在以下关系：气体的状态方程是描述气体压力、温度、体积和物质量的关系。2 .理想气体状态方程，10，粉末体积：元件气体在相同温度下与混合气体施加相同压力时所占的体积。混合物的总体积等于各组气体的总体积。1.1.2达顿分压定律，体积分数：特定成分气体的分量与总体积的比率。摩尔分数：气体成分“物质量”与混合气体总“物质量”的比率。11，1801年，道尔顿指出，混合气体的压力等于每个分单位分压的总和。分割压力是一对气体在相同温度下单独占用与混合气体相同体积时产生的压力。2 .分压定律，12，分压定律示意图，推论：混合理想气体的形式与单理想气体的状态方程相同。13，示例空气中N2

4、和O2的体积分数分别计算为79%和21%，5.8105Pa中N2和O2气体的分压分别是多少？解决方案：由，14，例16g氧和28g氮放在10L容器中，温度设定为27，计算：(1)两种气体的分压；(2)混合气体的总压力；(3)这两种气体的分量。解决方案：根据，15，例温度为294K，在容积为1.00dm-3的容器中包含10%的盐酸溶液0.100dm-3()，现在添加0.654g Zn，拧紧瓶盖，在反应完全结束后计算瓶子的压力。(瓶内温度在反应前后不变，瓶内空气、水蒸气、HCl气体的总压力为1.0105Pa，反应前后的分压不变)。解决方案：方程式表明，在这个反应系统中，HCl过剩是反应瓶内产生H2

5、的物质量，反应瓶内H2的分压是总压力，16，在温度恒定的情况下，特定的实际气体在高压下比理想气体压缩性小；在低压下，反而比理想气体更容易压缩，摆脱理想气体的性质，这种方法表明实际气体分子占据体积，分子之间有相互作用力。1.1.3实际气体状态方程-范德瓦尔斯方程，17，1873年万德沃尔斯等考虑到实际气体与理想气体脱离的两个因素，提出了可用于实际气体的状态方程。范德瓦尔斯方程式，18，1.2大气和空气污染，大气层环绕地球外。构成大气层的物质总是称为大气。空气、水蒸气和杂质的混合物。空气成分以氮、氧、氩为主，根据体积计，氮为78.09%，氧为20.95%，氩为0.93%。这三者所占的体积超过99.

6、9%，成为大气的主要成分。另外，大气中还有少量CO2、稀有气体、吴尊等。1.2.1大气的组成和级别，19，因为人类生活在大气层中，靠空气中的氧气生存，大气与生活的关系非常密切，一般成年人每天要呼吸大约1012平方米的空气，相当于一天食物质量的10倍，饮用水质量的3倍，一个人可以几周不吃食物，几天不喝水，但是空气的隔绝不能持续几分钟，空气的清洁是健康的重要保障。20，大气的上层含有与下层很不同的物质。由于下层的构成比较均匀，有分层方法将大气分为同质层和异质层。最常见的分层方法是根据海拔高度的温度变化。2 .大气的主要水平，21，1.2.2空气污染，22，空气污染：大气有害物质含量超过特定指标，使

7、大气质量恶化，危害人类、动植物、设备财产的现象。达到一定浓度后，对人体或设备产生物理和化学作用，影响、破坏人体、设备的正常功能，造成暂时性或永久性病变或破坏的物质称为大气污染物。大气污染物种类很多，目前发生危害或已经受到人们关注的污染物近100种。目前，除了灰尘外，大气污染物还包括SO2、CO、NOx、CHX、O3。1 .空气污染概述，23，2 .大气污染源、汽车、飞机、火车等交通工具排出的废气。工业污染源，生活污染源，交通污染源、工业和矿业企业的生产过程和燃料燃烧过程中排放的有害物质。为了适应生活需要，人类使用家庭火炉和取暖设备等排出的有害物质。24，可见性及其对气候的影响，3。空气污染的危

8、险，对人体健康的影响，对动植物的伤害，对器物和材料的影响，一种是人类表面接触后受到伤害，另一种是摄取含有大气污染物的食物和水中毒，第三种是吸入污染空气后患有各种严重疾病。一是生物中毒导致死亡，二是减缓生物正常发育，三是降低对病虫害的生物抵抗力。大气污染物对仪器、设备、建筑物等有腐蚀作用。25，气溶胶是指在大气中漂浮的各种液体或固体粒子。固体粒子包括烟黑、灰尘、重金属及其化合物。液体粒子有水滴和山铃铛等。经常说的烟、雾、灰尘等都是气溶胶。烟雾是引起大气污染的最明显、最常见的毒物。黑色是由于不完全燃烧而产生的小黑色粒子，含有碳、氢、氧的多种元素，有些黑色含有已知多环芳烃的致癌物质。气溶胶污染物，几

9、种主要大气污染物，26，尘埃直径超过10米时下落，低于10米时下落。落尘易自沉，尘埃长期悬浮在空中。特别是直径在5米以内的灰尘比细菌小，可能堆积在人的肺里，或者肺泡流入血液，然后运到全身。重金属或非金属氧化物和致癌性很强的芳香族化合物吸附在表面，因此，灰尘成为全球大气污染的第一位。27，意思是大气中的硫氧化物SOx，主要是SO2和SO3，它们主要来自含硫燃料(煤、石油)的燃烧。SO2是无色恶臭的窒息性气体，对人体呼吸系统具有强烈的刺激性。吸入SO2含量大于0.002的空气，会导致嗓子呼吸、气喘或失去意识。它不仅对生物，对建筑物、金属结构、名胜古迹等也有腐蚀和破坏。SO2是酸雨的原因之一。硫氧化

10、物SOx，28，主要指NO和NO2。人类活动排出的NOx大部分来自燃料的燃烧过程。无色无味的气体NO对呼吸系统有刺激作用，与血红素结合形成血红素，从而引起中毒。棕色、特殊的恶臭气体NO2毒性强，约为45倍，对呼吸道有强烈的刺激作用，能迅速破坏肺细胞，可能是肺气肿和肺癌的原因之一。氮氧化物NOx，29，一氧化碳CO主要来自运输工具，尤其是汽车尾气。CO对人体的危害主要与血红蛋白结合，产生碳尼化血红蛋白，降低血液和氧气供应能力，体内组织缺氧，导致急性或慢性中毒。在大气中共存的各种物质之间可能会发生相互作用，对环境的危害比污染物质的简单总和更严重的作用，这种相互作用称为协同效应。一氧化碳CO，30，

11、4 .现代世界面临的主要大气环境问题，温室效应，酸雨，臭氧层问题，伦敦烟雾，光化学烟雾，31。(1)温室效应，温室效应是大气中的很多二氧化碳，HCFC，甲烷，二氧化氮等温室气体构成(主要是二氧化碳)，像玻璃罩一样牢牢地复盖在地球上，使太阳向地球发射的热量无法排出，从而使气候圈变暖的现象。温室效应主要是由于现代工业社会燃烧煤、石油和天然气、森林燃烧过多，向大气中排放了大量二氧化碳而产生的。大气中的二氧化碳很少被来自太阳的短波辐射吸收，地面被很多短波辐射加热，温度上升，以长波的形式向外辐射能量，表面的长波辐射大部分被大气中的水蒸气和二氧化碳吸收。大气加热，长波向外发射能量，辐射能量的很大一部分将返

12、回到地表。这将提高表面和大气下的温度。这种效果与温室玻璃的作用相似，称为“温室效应”。温室效应的产生，33，温室效应改变生态环境。像氟利昂这样的HCFC化合物不仅会带来强烈的变暖效果，还会破坏臭氧层，形成吴尊洞。温室效果是史前致死病毒威胁人类，温室效果的危险性，34，温室效果的分类，自然温室效果自然因素引起的温室效果称为自然温室效果。人为变暖效果是人类大量使用化学燃料，工业高度发达，破坏包括森林破坏在内的自然热平衡，因此变暖被称为“人为温室效应”。习惯上，“温室效应”指的是后者，也称为“全球变暖”。35，联合国机构政府间气候变化专门委员会(IPCC)在1990年气候变化初始评估报告中指出，过去

13、100多年来，世界平均地面温度上升到0.30.6。对全世界2000多个陆地观测站的英国约1108个数据和6000104个海洋观测数据进行了分析，结果显示，191811990年世界平均气温比100年前的1861180年增加了0.48%。在过去的100年里，地球上的冰川大部分后退，海平面上升了1425厘米。温室效应的近况，36，(2)酸雨，37，酸雨是指示大气污染的酸性降水，通常是pH5.6的酸性降水。酸雨主要是空气云吸收大气污染物，在雨滴内不断反应，形成酸性物质的结果。人们普遍认为，酸雨是由人类活动排出的SOx和NOx从空气或水中转换成硫酸和硝酸而引起的。酸雨的定义和形成，38，酸雨的危险危害，

14、1。湖泊河流酸化2。影响植物生长3 .破坏土壤，危及农作物4。城市建筑、机器、桥梁5。腐蚀名牌高中和雕塑，39，臭氧层位于地面约25公里，厚度约20公里。臭氧层中的臭氧是生物圈的天然雨伞，它能过滤太阳辐射中的大量紫外线，保护人类和动植物的生存。(3)臭氧层问题，40，如果臭氧层变薄，空洞出现，就意味着更多的紫外线被释放到地面。紫外线太强会对生物产生破坏性影响，对人类皮肤、眼睛和免疫系统造成损害，增加皮肤癌患者。强紫外线还影响鱼类和其他水生生物的正常生长以及全球气温变化。极地臭氧层空洞，41，破坏臭氧层的罪魁祸首是长期常用的制冷剂氟利昂，如CFCl3。朊蛋白释放到臭氧层，暴露在紫外线下，分解氯自

15、由基，引发氯自由基对O3的循环反应。臭氧层破坏，42，在1985年联合国环境计划的推进下，维也纳公约形成了。1987年，加拿大蒙特利尔又签署了该公约的议定书，1991年又修订了该议定书。我国于1992年加入了蒙特利尔议定书。1995年1月23日，联合国大会决定，每年9月16日为保护臭氧层的日子，要求所有缔约国根据蒙特利尔关于消耗臭氧层物质的议定书及其修正案的目标，采取具体措施纪念这一天。臭氧层保护，43，1 .Freon的生产和消费减少发达国家的CFC停用期为1996年，发展中国家的CFC停用期为2010年。2.氟里昂排放量减少3。寻找替代品的绿色冰箱用制冷剂，如CH2FCF3，没有氯，没有溴

16、，消除了对臭氧层的危害。蒙特利尔议定书，(4)伦敦烟雾位于英国东南部平原，横跨泰晤士河，从泰晤士河到海口市公里。几年前，伦敦地区是当时英国人居住的地方。公元前年，罗马帝国入侵英国。公元前年，罗马人在这里服主要兵役，并兴建了第一座横跨泰晤士河的木桥。当时伦敦被称为“隆德纽”。世纪，伦敦已成为世界最大的金融和贸易中心。伦敦受北大西洋暖流和西风的影响，温带海洋性气候，四季温差小，夏天凉爽，冬天温暖，空气湿润，多雨的雾，秋天冬天尤其如此。45，1952年12月，伦敦一带上空空气压力调节，地面完全没有风。这时，下层温度低，上层温度高，出现了阻碍空气对流的逆温层。工厂和家庭排出的煤烟和SO2在大气中积累，

17、不能长期分散，形成烟雾和SO2浓度高的烟，所有飞机停止飞行，汽车白天开着灯开车，行人难以走路，只能沿着人行道摸索着走。呼吸病患者剧增，5天内有4000多人死亡，2个月内又有8000多人死亡。伦敦烟也称为硫酸烟，主要是指大气中的SO2等硫化物存在细水雾、含有重金属的灰尘或氮氧化物时，通过一系列化学或光化学反应产生硫酸雾或维特里乌斯气溶胶。洛杉矶位于美国西海岸加利福尼亚南部，仅次于纽约的世界第二大城市伦敦烟雾(46，(5)光化学烟雾是飘逸的风景，首都圈的风格，繁华和宁信，美国西海岸的美丽耀眼的海岸城市。全年阳光明媚，干燥少雨，气候温和宜人。1943年夏天在洛杉矶，250万辆车每天燃烧1100吨汽油。汽油燃烧产生的碳氢化合物等在照射太阳紫外线线时发生化学反应，产生天蓝色烟雾，使本市大部分市民受到妒忌或头痛的困扰。1955年和1970年，洛杉矶又发生了两起光化学烟雾事件，其