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1、2.1 地球的面紗地球的面紗 空氣的組成空氣的組成 第1、2課時(shí) 2007-10-8 對(duì)流層對(duì)流層 平流層平流層 中間層中間層 電離層電離層 外層外層/散逸層散逸層 極光產(chǎn)生極光產(chǎn)生 占大氣總質(zhì)量的占大氣總質(zhì)量的90%，天氣現(xiàn)象，天氣現(xiàn)象多發(fā)生在這層多發(fā)生在這層 臭氧層臭氧層 飛機(jī)飛行飛機(jī)飛行 反射無線電波反射無線電波 流星現(xiàn)象流星現(xiàn)象 向宇宙空間過渡的層次向宇宙空間過渡的層次 高度高度(KM) 大氣的分層大氣的分層 大氣圈的構(gòu)造大氣圈的構(gòu)造 一、大氣層一、大氣層 ：可吸收紫外線，保護(hù)人類和生物。：可吸收紫外線，保護(hù)人類和生物。 臭氧空洞：即臭氧層的破壞，是人類不恰當(dāng)使用化學(xué)臭氧空洞：即臭氧層
2、的破壞，是人類不恰當(dāng)使用化學(xué) 制品（氟里昂）等有關(guān)。制品（氟里昂）等有關(guān)。 1、大氣層分為五層：對(duì)流層、平流層、中、大氣層分為五層：對(duì)流層、平流層、中間層、電離層、外層（間層、電離層、外層（散逸層散逸層）。）。 臭氧（臭氧（O3） 人為因素人為因素：工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、：工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、 燃料燃燒污染源燃料燃燒污染源 2：空氣污染與防治：空氣污染與防治 上海市天氣預(yù)報(bào)空氣質(zhì)量指標(biāo)內(nèi)容：上海市天氣預(yù)報(bào)空氣質(zhì)量指標(biāo)內(nèi)容： SO2、NO2、可吸入顆粒物、可吸入顆粒物 （ 2 ）、防治）、防治 （ 1 ）、污染因素）、污染因素 探索空氣之旅 “gas”的誕生的誕生 1630年左右，范海爾孟
3、發(fā)明了氣體（ gas ）這個(gè)名詞。 英J.R.柏廷頓（著）、胡作玄（譯）：化學(xué)簡(jiǎn)史，廣西師范大學(xué)出版社，2003.4，第76頁(yè)。 第一個(gè)收集氣體的人第一個(gè)收集氣體的人 可能是 羅伯特波意耳（16271691） 英J.R.柏廷頓（著）、胡作玄（譯）：化學(xué)簡(jiǎn)史，廣西師范大學(xué)出版社，2003.4，第76頁(yè)。 小結(jié)小結(jié) 空氣是無色無味的氣體，沒有固定的形狀。 空氣易逃逸，得到的樣本要密封。 空氣是一種空氣是一種 混合物混合物 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 證明空氣是混合物的實(shí)驗(yàn) 舍勒的發(fā)現(xiàn)舍勒的發(fā)現(xiàn)“火空氣”火空氣” 空氣由兩種性質(zhì)不同的流體組成?！?舍勒把這兩種組分稱為“濁空氣”和“火空氣” 舍勒是第一個(gè)通過周
4、密計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)所預(yù)期地獲得“火空氣”的科學(xué)家。 英J.R.柏廷頓（著）、胡作玄（譯）：化學(xué)簡(jiǎn)史，廣西師范大學(xué)出版社，2003.4，第88頁(yè)、第90頁(yè)。 普里斯特利的發(fā)現(xiàn)普里斯特利的發(fā)現(xiàn) 在1774年8月1日，我試圖從水銀燒渣中提出“空氣”，我馬上發(fā)現(xiàn)，用這個(gè)透鏡，空氣很快就被趕出來但使我難以形容的驚奇是蠟燭在這種空氣以極強(qiáng)的火焰燃燒我真不知道怎么解釋它才好?！?英J.R.柏廷頓（著）、胡作玄（譯）：化學(xué)簡(jiǎn)史，廣西師范大學(xué)出版社，2003.4，第98頁(yè)。 拉瓦錫研究空氣成分的著名實(shí)驗(yàn)拉瓦錫研究空氣成分的著名實(shí)驗(yàn) 英J.R.柏廷頓（著）、胡作玄（譯）：化學(xué)簡(jiǎn)史，廣西師范大學(xué)出版社，2003.4，第1
5、07頁(yè)。 拉瓦錫的鐘罩實(shí)驗(yàn)拉瓦錫的鐘罩實(shí)驗(yàn) “近代化學(xué)之父近代化學(xué)之父” 法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫 用此裝置為用此裝置為什么可以測(cè)什么可以測(cè)量出氧氣的量出氧氣的體積分?jǐn)?shù)呢？體積分?jǐn)?shù)呢？ 拉瓦錫鐘罩實(shí)驗(yàn)的原理 1 1、汞與、汞與密閉密閉裝置中的氧氣反應(yīng)，裝置中的氧氣反應(yīng)，生成生成 物的狀態(tài)為物的狀態(tài)為固體固體，氧氣氧氣要要反應(yīng)完反應(yīng)完。 2 2、氧氣消耗后裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，通過、氧氣消耗后裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，通過 一定的壓強(qiáng)差將液體壓入裝置。一定的壓強(qiáng)差將液體壓入裝置。 三、空氣的組成三、空氣的組成 、空氣組成的研究史、空氣組成的研究史 A:發(fā)現(xiàn)氧氣：舍勒發(fā)現(xiàn)氧氣：舍勒 普利斯特里普利斯特里
6、B:最早研究空氣組成：拉瓦錫最早研究空氣組成：拉瓦錫法法 結(jié)論：空氣由氮?dú)?、氧氣組成結(jié)論：空氣由氮?dú)?、氧氣組成 氮?dú)庹伎諝怏w積氮?dú)庹伎諝怏w積 氧氣占空氣體積氧氣占空氣體積 拉瓦希最早用天平進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究拉瓦希最早用天平進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究 C:空氣成分的繼續(xù)探索空氣成分的繼續(xù)探索 在前人發(fā)現(xiàn)氮?dú)獾幕A(chǔ)上 1892年，英國(guó)物理學(xué)家瑞利發(fā)現(xiàn)“不允許的誤差”0，0064g/L。 英國(guó)化學(xué)家拉姆塞在瑞利的啟發(fā)下 1894年 氬 1895年 氦 1898年 氪 、氙、氖 1910年 氡 稀有氣體的發(fā)現(xiàn) （1）反應(yīng)物的選擇）反應(yīng)物的選擇 1 2 5 6 4 3 鎂鎂 鐵鐵 碳碳 硫硫 蠟燭蠟燭 磷磷 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)
7、計(jì) 設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定空氣中氧氣的體積含量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定空氣中氧氣的體積含量的實(shí)驗(yàn) （2）根據(jù)拉瓦錫實(shí)驗(yàn)裝置原理，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)步驟的確定: 1 1、檢查裝置的氣密性；、檢查裝置的氣密性； 2 2、用彈簧夾夾住導(dǎo)管；、用彈簧夾夾住導(dǎo)管； 3 3、將紅磷放在燃燒匙中，將燃燒匙中的紅磷點(diǎn)燃后、將紅磷放在燃燒匙中，將燃燒匙中的紅磷點(diǎn)燃后 迅速迅速插入集氣瓶中并塞緊塞子；插入集氣瓶中并塞緊塞子； 4 4、待燃燒完畢，冷卻、待燃燒完畢，冷卻, ,將導(dǎo)管放入燒杯中將導(dǎo)管放入燒杯中, ,打開彈簧打開彈簧 夾夾, ,觀察水倒吸情況；觀察水倒吸情況； 5 5、測(cè)量集氣瓶中氧氣的體積
8、：進(jìn)入集氣瓶中的水的、測(cè)量集氣瓶中氧氣的體積：進(jìn)入集氣瓶中的水的 體積體積V V1 1 6 6、測(cè)量集氣瓶中空氣的體積：將集氣瓶裝滿水（蓋、測(cè)量集氣瓶中空氣的體積：將集氣瓶裝滿水（蓋 上橡皮塞），測(cè)水的體積上橡皮塞），測(cè)水的體積V V 哪些因素會(huì)影響測(cè)定結(jié)果呢哪些因素會(huì)影響測(cè)定結(jié)果呢 一、裝置的氣密性：一、裝置的氣密性：保證氣密性良好保證氣密性良好 二、紅磷的用量：二、紅磷的用量：保證氧氣要反應(yīng)完保證氧氣要反應(yīng)完 三、溫度：三、溫度：反應(yīng)前后保證等溫反應(yīng)前后保證等溫 微量氧測(cè)定儀微量氧測(cè)定儀 精精 度：度：O.2O.2( (被測(cè)氣體氧含量在被測(cè)氣體氧含量在1 12525時(shí)時(shí)) ) 小 結(jié) 實(shí)驗(yàn)
9、探究的一般步驟：實(shí)驗(yàn)探究的一般步驟： 1 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩碓O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；、根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩碓O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案； 2 2、運(yùn)用化學(xué)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的裝置；、運(yùn)用化學(xué)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的裝置； 3 3、按照操作原理來確定操作步驟。、按照操作原理來確定操作步驟。 2Mg + O2 2MgO 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 3Mg + N2 Mg3N2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 2Mg + CO2 2MgO + C 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 1 2 5 6 4 3 反應(yīng)物的選擇反應(yīng)物的選擇 1 2 5 6 4 3Fe + 2O2 Fe3O4 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 3 反應(yīng)在純氧中進(jìn)行反應(yīng)在純氧中進(jìn)行 反應(yīng)物的選擇反應(yīng)物的選擇 燃燒后會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w燃燒后會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w 1 2
10、 5 6 4 C + O2 CO2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 3 反應(yīng)物的選擇反應(yīng)物的選擇 反應(yīng)生成二氧化硫氣體反應(yīng)生成二氧化硫氣體 1 2 5 6 4 S + O2 SO2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 3 反應(yīng)物的選擇反應(yīng)物的選擇 燃燒后會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w燃燒后會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w 1 2 5 6 4 蠟燭蠟燭 +氧氣氧氣 二氧化碳二氧化碳 + 水水 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 3 反應(yīng)物的選擇反應(yīng)物的選擇 紅磷燃燒紅磷燃燒 現(xiàn)象：現(xiàn)象： 化學(xué)反應(yīng)式：化學(xué)反應(yīng)式： P + O2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 P2O5 濃厚的白煙濃厚的白煙 生成五氧化二磷固體；紅磷的著火點(diǎn)生成五氧化二磷固體；紅磷的著火點(diǎn)高，必須在容器外加熱點(diǎn)燃高，必須在容器外加熱點(diǎn)燃 1 2 5
11、6 4 4P + 5O2 2P2O5 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 3 反應(yīng)物的選擇反應(yīng)物的選擇 2、空氣的組成、空氣的組成 氮?dú)獾獨(dú)?氧氣氧氣 測(cè)定錄像測(cè)定錄像 稀有氣體稀有氣體 二氧化碳二氧化碳 水蒸氣和其它氣體水蒸氣和其它氣體 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 3、空氣中各成分的用途、空氣中各成分的用途 (1) 氧氣的性質(zhì)、用途氧氣的性質(zhì)、用途 供呼吸供呼吸 供燃燒供燃燒 (2) 氮?dú)獾男再|(zhì)、用途氮?dú)獾男再|(zhì)、用途 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 用途用途 常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。既不支持燃燒，也不既不支持燃燒，也不供給呼吸。供給呼吸。 充入燈泡，延長(zhǎng)鎢絲充入燈泡，延長(zhǎng)鎢絲使用壽命使用壽命
12、在一定條件下，但其在一定條件下，但其葉能和其它物質(zhì)發(fā)生葉能和其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 充入包裝袋或糧倉(cāng)內(nèi)，充入包裝袋或糧倉(cāng)內(nèi)，延長(zhǎng)食物保險(xiǎn)期延長(zhǎng)食物保險(xiǎn)期 用氮?dú)鈦砗铣砂?，制用氮?dú)鈦砗铣砂保迫〉?、硝酸、炸藥取氮肥、硝酸、炸藥等?(3) 稀有氣體的性質(zhì)、用途稀有氣體的性質(zhì)、用途 作霓虹燈作霓虹燈 代替氫氣填充氣球代替氫氣填充氣球 稀有氣體通電時(shí)能發(fā)稀有氣體通電時(shí)能發(fā)出不同顏色的光出不同顏色的光 氦氣是密度最小的氣氦氣是密度最小的氣體之一體之一 稀有氣體性質(zhì)很穩(wěn)定稀有氣體性質(zhì)很穩(wěn)定 氙燈稱作“人造小太陽(yáng)”，氙燈稱作“人造小太陽(yáng)”，在醫(yī)學(xué)上還可以作為麻醉劑在醫(yī)學(xué)上還可以作為麻醉劑 氦氣在原
13、子反應(yīng)堆中可做冷氦氣在原子反應(yīng)堆中可做冷卻劑卻劑 氖氣、氪氣、氙氣可用于激氖氣、氪氣、氙氣可用于激光技術(shù)光技術(shù) 在電焊金屬時(shí)用氬氣在電焊金屬時(shí)用氬氣隔絕空氣作保護(hù)氣隔絕空氣作保護(hù)氣 氬氣、氮?dú)馓畛涞臒魵鍤?、氮?dú)馓畛涞臒襞萁?jīng)久耐用泡經(jīng)久耐用 性質(zhì)：性質(zhì)：通電時(shí)發(fā)出有色光通電時(shí)發(fā)出有色光 化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定（惰性氣體）化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定（惰性氣體） 用途：利用性質(zhì)用途：利用性質(zhì) 作為保護(hù)氣。作為保護(hù)氣。 （物理性質(zhì)）（物理性質(zhì)） （化學(xué)性質(zhì)）（化學(xué)性質(zhì)） 利用性質(zhì)利用性質(zhì) 制作霓虹燈。制作霓虹燈。 利用氦氣密度小，用于充氣球或飛艇。利用氦氣密度小，用于充氣球或飛艇。 (3) 稀有氣體的性質(zhì)、用途稀有氣體的
14、性質(zhì)、用途 全球十大環(huán)境污染事件全球十大環(huán)境污染事件 倫敦?zé)熿F事件 1952年 自1952年以來，倫敦發(fā)生過12次大的煙霧事件，禍?zhǔn)资侨济号欧诺姆蹓m和二氧化硫。 煙霧逼迫所有飛機(jī)停飛，汽車白天開燈行駛，行人走路都困難，煙霧事件使呼吸疾病患者猛增。1952年12月那一次，5天內(nèi)有4000多人死亡，兩個(gè)月內(nèi)又有8000多人死去。 全球十大環(huán)境污染事件全球十大環(huán)境污染事件 洛杉磯光化學(xué)煙霧事件 1943年 夏季，美 國(guó)西海岸的洛杉磯市。該市250萬輛汽車每天燃燒掉1100噸汽油。汽油燃燒后產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锏仍谔?yáng)紫外光線照射下引起化學(xué)反應(yīng)，形成淺藍(lán)色煙霧，使該市大多市民患了眼紅、頭疼病。后來人們稱這
15、種污染為光化學(xué)煙霧。1955年和1970年洛杉磯又兩度發(fā)生光化學(xué)煙霧事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市四分之三的人患病。 全球十大環(huán)境污染事件全球十大環(huán)境污染事件 馬斯河谷煙霧事件 1930年 比利時(shí)馬斯河谷工業(yè)區(qū)。在這個(gè)狹窄的河谷里有煉油廠、金屬?gòu)S、玻璃廠等許多工廠。12月1日到5日的幾天里，河谷上空出現(xiàn)了很強(qiáng)的逆溫層，致使13個(gè)大煙囪排出的煙塵無法擴(kuò)散，大量有害氣體積累在近地大氣層，對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害。一周內(nèi)有60多人喪生，其中心臟病、肺病患者死亡率最高，許多牲畜死亡。這是本世紀(jì)最早記錄的公害事件。 全球十大環(huán)境污染事件全球十大環(huán)境污染事件 切爾諾貝利核泄漏事件 1
16、986年 4月26日，位于烏克蘭基輔市郊的切爾諾貝利核電站，由于管理不善和操作失誤，4號(hào)反應(yīng)堆爆炸起火，致使大量放射性物質(zhì)泄漏。 西歐各國(guó)及世界大部分地區(qū)都測(cè)到了核電站泄漏出的放射性物質(zhì)。31人死亡，237人受到嚴(yán)重放射性傷害。而且在20年內(nèi)，還將有3萬人可能因此患上癌癥。基輔市和基輔州的中小學(xué)生全被疏散到海濱，核電站周圍的莊稼全被掩埋，少收2000萬噸糧食，距電站7公里內(nèi)的樹木全部死亡，此后半個(gè)世紀(jì)內(nèi)，10公里內(nèi)不能耕作放牧，100公里內(nèi)不能生產(chǎn)牛奶 這次核污染飄塵給鄰國(guó)也帶來嚴(yán)重災(zāi)難。這是世界上最嚴(yán)重的一次核污染。 空氣污染防治措施空氣污染防治措施 1、對(duì)化石燃料進(jìn)行脫硫、脫氮處理、對(duì)化石燃料進(jìn)行脫硫、脫氮處理 改善燃料結(jié)構(gòu)，使燃料充分燃燒改善燃料結(jié)構(gòu)，使燃料充分燃燒 2、工業(yè)上對(duì)三廢進(jìn)行處理排放、工業(yè)上對(duì)三廢進(jìn)行處理排放 3、開發(fā)新能源、開發(fā)新能源 4、大力植樹造林、大力植樹造林 5、制定相關(guān)法規(guī)，加強(qiáng)監(jiān)管、制定相關(guān)法規(guī)，加強(qiáng)監(jiān)管
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