第一单元环境污染的化学防治

1、高考中的化学与生活 大气污染及其防治,唐山二中 张玲芬,人生最痛苦的不是生与死的离别，而是我们手牵手走在唐山的街头，我却看不到你的脸！,2017考试大纲（必考内容）,了解化学与生活、材料、能源、环境、生命、信息技术等的关系。了解“绿色化学”的重要性。,了 解,掌 握,分析归纳,1.大气污染及其危害 2.雾霾的成因,1.治理大气污染的化学方法 2.治理雾霾的措施,本节主要内容,一、大气污染物及大气污染的具体表现,空气污染物通常指以气态形式进入近地面或低层大气环境的外来物质。如氮氧化物、硫氧化物和碳氧化物以及飘尘、悬浮颗粒物（PM）等，有时还包括甲醛、氡以及各种有机溶剂，其对人体或生态系统具有不良

2、效应。,大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、 酸雾；臭氧层空洞；光化学烟雾；雾霾,雾霾雾和霾的统称。空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。二氧化硫、氮氧化物以及颗粒物(PM)这三项是雾霾主要污染物，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。,Company Logo,二、大气污染的危害,1、危害人体： 人需要呼吸空气以维持生命。但是 污染了的空气却可以对人体健康有直接的影响。污染的大气能使人 产生呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。,2、危害生物 动物因吸入污染空气或吃含污染物食物而发病或死亡，大气污染 物 可使植物

3、抗病力下降、影响生长发育、叶面产生伤斑或枯萎死亡,3、影响气候： 增高大气温度， 减少到达地面的太阳辐射量， 增加大气降水量，下酸雨。,大气污染影响如此之大， 我们不能坐以待毙 ， 但是现实却是。,新闻联播公布,（1）生活环境恶化加剧,户外有风险，锻炼需谨慎。,（2）生存权利受到侵犯,呼吸,交通,呼吸还是不呼吸，这是一个问题。,你见与不见，路就在那里。,锻炼,雾霾的成因、危害与防治,成因,二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成。前两者为气态污染物，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的。近年来，我国中东部地区雾霾日益严重，主要是由人为排放的大气气溶胶显著增加所致，这当中就包括我

4、们熟知的PM2.5，已不是完全的自然现象。,防治,灰霾天最好减少外出，外出时建议佩戴防护效果较好的口罩。但是，不是人人都适合戴口罩。呼吸道疾病患者特别是呼吸困难的人，戴上口罩后反而人为地制造了呼吸障碍，心脏病、肺气肿、哮喘患者不适合长时间戴口罩。有慢性病的患者，建议避免在清晨雾气正浓时出门购物、参加各种?饣疃嘁庑菹羯硖宄鱿植皇剩】烨巴皆壕鸵健?治理雾霾不是一蹴而就的事情，但也不是毫无办法，羊毛出在羊身上，最好的办法就是减少燃油机动车使用量。,去掉,危害,雾气看似温和，里面却含有各种对人体有害的细颗粒、有毒物质达20多种，包括了酸、碱、盐、胺、酚等，以及尘埃、花粉、螨虫、流感病毒、结核杆菌、肺炎

5、球菌等，其含量是普通大气水滴的几十倍。与雾相比，霾对人的身体健康的危害更大。由于霾中细小粉粒状的飘浮颗粒物直径一般在0.01微米以下，可直接通过呼吸系统进入支气管，甚至肺部。所以，霾影响最大的就是人的呼吸系统，造成的疾病主要集中在呼吸道疾病、脑血管疾病、鼻腔炎症等病种上。同时，灰霾天气时，气压降低、空气中可吸入颗粒物骤增、空气流动性差，有害细菌和病毒向周围扩散的速度变慢，导致?掌胁九仍龈撸膊姆缦蘸芨摺?,三、雾霾的成因,案例1：“发生在1952年12月5日至8日伦敦烟雾事件是典型的燃煤取暖引发的空气污染。”事件，当时城市能见度极低，航班取消，人家呼吸困难眼睛刺痛，伦敦成为咳嗽城，4天死亡人数达

6、4000多人，两个月后又有8000人丧生。酿成伦敦烟雾事件的主要原因，是冬季取暖燃煤和工业排放的烟雾在逆温层天气下的不断积累发酵。”,1952年伦敦烟雾事件,三、雾霾的成因案例1,美国洛杉矶烟雾事件。该事件发生在上世纪40年代，一直延续到6080年代。当时的洛杉矶在晴朗的日子城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾，使整座城市上空变得浑浊不清。这种烟雾使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。随后该市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产。洛杉矶烟雾事件是由机动车尾气排放和工业废气排放、发生光化学反应引起的洛杉矾在1940年代就拥有250万辆汽车，每天大约消耗1

7、100吨汽油，排出1000多吨碳氢化合物，300多吨氮氧化物和700多吨一氧化碳。另外，还有炼油厂、供油站等其他石油燃烧排放。,三、雾霾的成因案例2,三、雾霾的成因案例3,我国兰州西固地区-工业型光化学烟雾。 上世纪七八十年代，兰州西固区出现了国内首次光化学烟雾污染，兰州西固地区是一个重要的石油化工工业区,向大气中排放的污染物主要有碳氢化合物(HC),一氧化碳(CO)和氮氧化合物(NO),它们是形成光化学烟雾的一次反应物,又由于兰州具有特殊的地理条件,四面环山,海拔高、逆温次数多,风小且日照强度大,所以兰州西固工业区常常有光化学烟雾出现,例1.化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是() A

8、.“霾尘积聚难见路人”雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应 B.雾霾是一种分散系，活性炭口罩防雾霾的原理是吸附原理 C.大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素 D.采取静电除尘、加高燃煤烟囱、汽车尾气催化净化等方法可减轻雾霾,D,1、酸雨的形成,2、石灰石脱硫的原理,H2O + SO2 H2SO3 ， H2SO3 +O2=H2SO4,O2 + 2SO2 2SO3 ， SO3 +H2O=H2SO4,二氧化硫的治理,治理 污染,例2.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

9、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. 二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为 。 亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为 _。,例2.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

10、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. 二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为 。

11、亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为 _。,ABC,Ca(HCO3)2,Ca(HSO3)2+O2=CaSO4+H2SO4,氮氧化物的治理,避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，目前最有效的方法是给汽车安装尾气净化装置。净化装置里含有钯（Pd）等过渡金属元素催化剂，尾气通过净化装置后，有害气体NOx、CO转化为无害气体，反应方程式如下：,治理 污染,例3、氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一消除氮氧化物有多种方法（1）可利用甲烷催化还原氮氧化物已知：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2 (g) +2H2O (g) H=-574kJ/molCH4 (g) +4NO (g)

12、 =2N2 (g) +CO2 (g) +2H2O (g) H=-1160kJ/mol则CH4 (g)将NO2 (g)还原为N2 (g)的热化学方程式是 （2）NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术发生的化学反应是：2NH3 (g) +NO (g) +NO2 (g) 2N2 (g) +3H2O (g) H0为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是,例3、氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一消除氮氧化物有多种方法（1）可利用甲烷催化还原氮氧化物已知：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2 (g) +2H2O (g) H=-574kJ/molCH4 (g)

13、 +4NO (g) =2N2 (g) +CO2 (g) +2H2O (g) H=-1160kJ/mol则CH4 (g)将NO2 (g)还原为N2 (g)的热化学方程式是 （2）NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术发生的化学反应是：2NH3 (g) +NO (g) +NO2 (g) 2N2 (g) +3H2O (g) H0为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是,CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-867KJ/mol,增大NH3浓度（或减小压强、降低温度）,（3）利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下: 反应的化学方程式是

14、2NO+ClO2+H2ONO2+HNO3+2HCl，反 应的化学方程式是 . 若有11.2LN2生成（标准状况），共消耗ClO2 g （4）工业废气中含有的NO2还可用电解法消除用NO2为原料可制新型绿色硝化剂N2O5制备方法之一是先将NO2转化为N2O4然后采用电解法制备N2O5，装置如图所示Pt甲为 极，电解池中生成N2O5的电极反应式是 . ,（3）利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下: 反应的化学方程式是2NO+ClO2+H2ONO2+HNO3+2HCl，反 应的化学方程式是 . 若有11.2LN2生成（标准状况），共消耗ClO2 g （4）工业废气中含有的NO2还可用电解法消除用NO

15、2为原料可制新型绿色硝化剂N2O5制备方法之一是先将NO2转化为N2O4然后采用电解法制备N2O5，装置如图所示Pt甲为 极，电解池中生成N2O5的电极反应式是 . ,N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+,67.5,2NO2+4Na2SO3N2+4Na2SO4,阳,工业生产过程中产生的悬浮颗粒物含有对人体有害的重金属盐，直接排放到空气中会污染大气的质量，可以通过静电沉降器进行处理。,静电沉降器,悬浮颗粒物的治理,治理 污染,小结：治理大气污染,1、二氧化硫的治理,2、氮氧化物的治理,3、悬浮颗粒物的治理,减少矿石燃料的使用， 煤和石油的脱硫,汽车尾气净化处理， 清洁的汽车燃料,降尘

16、处理,例4.雾霾天气多次肆虐我国中东部地区其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一 （1）汽车尾气净化的主要原理为： 2NO(g)+CO(g) 2CO2(g)+N2(g)在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如图1所示据此判断： 图1 该反应是 反应（填“放热”、“吸热”）在T2下，02s内的平均反应速率v(N2)= .,放热,0.025mol/(Ls),若该反应在恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 （填代号） （2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题煤燃烧产生的烟气含氮的

17、氧化物，用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染如： CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H1=-867kJ/mol2NO2(g)N2O4(g) H2=-56.9kJ/mol写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式 .,bd,CH4 (g) +N2O4 (g) =N2 (g) +CO2 (g) +2H2O (g) H= -810.1kJ/mol,将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的如图2是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图催化剂b表面发生的电极反应式为 常温下，0.

18、1mol/L的HCOONa溶液pH为10，则HCOONa的水解常数Kh= Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为 向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液pH （填“增大”“减小”或“不变”）Na2S溶液长期放置有硫析出，原因是 （用离子方程式表示）,图2,将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的如图2是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图催化剂b表面发生的电极反应式为 常温下，0.1mol/L的HCOONa溶液pH为10，则HCOONa的水解常数Kh= Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为 向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液pH （填“增大”“减小”或“不变”）Na2S溶液长期放置有硫析出，原因是 （用离子方程式表示）,CO2+2H+2e-=HCOOH,10-7mol/L,c(Na+)c(S2-)c