高中化學(xué) 1.1 關(guān)注空氣質(zhì)量課件 魯科版選修1.ppt

主題1 呵護生存環(huán)境,課題1 關(guān)注空氣質(zhì)量,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),一、從空氣質(zhì)量報告談起 1.主要污染物:目前,空氣質(zhì)量報告中涉及的污染物主要是二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物(PM10)。 2.空氣污染指數(shù) (1)含義:空氣污染指數(shù)簡稱API,是將某種污染物濃度進行簡化處理而得出的簡單數(shù)值。 (2)意義:API作為衡量空氣質(zhì)量好壞的指標,其數(shù)值越小,空氣質(zhì)量越好。 3.氮氧化物 (1)種類:引起大氣污染的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。 (2)來源:化石燃料的燃燒和汽車尾氣。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),4.光化學(xué)煙霧 (1)含義:臭氧(O3)和過氧乙酰硝酸酯(PAN)等有毒物質(zhì)混合在一起形成的一種淺藍色煙霧。 (2)來源:氮氧化物和碳氫化合物受到太陽光紫外線的照射,發(fā)生了光化學(xué)反應(yīng)。 (3)治理:對汽車尾氣進行凈化處理,給汽車安裝凈化器。 5.二氧化硫 (1)危害:大氣中的二氧化硫及其被氧化生成的三氧化硫,以及氮氧化物溶于降水中,分別生成亞硫酸、硫酸和硝酸等,造成降水pH降低。因此,二氧化硫是形成酸雨的主要物質(zhì)之一。 (2)治理:治理燃煤產(chǎn)生的二氧化硫成為減少大氣中二氧化硫含量的重要途徑,進行煙道氣體脫硫大都采用石灰石-石膏法。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),6.可吸入顆粒物 (1)含義:表示符號為PM10,是指粒徑在10 m以下、可以進入人呼吸系統(tǒng)的顆粒物,又稱作飄塵。 (2)危害:可吸入顆粒物及其吸附的其他有毒物質(zhì),被吸入體內(nèi)會聚積在呼吸系統(tǒng)中,引發(fā)多種疾病。 (3)治理:從源頭工業(yè)煙塵和灰塵著手。消除工業(yè)煙塵可采取的措施包括改造鍋爐、提高燃燒效率和安裝有效的除塵設(shè)備等;為減少因風(fēng)揚起的灰塵,應(yīng)盡量保持路面清潔,減少裸露地面的面積,拆房作業(yè)先用水噴淋,及時清除建筑垃圾等措施。另外,造林綠化也是防治大氣污染的有效措施。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流1 下表是某城市某日的空氣質(zhì)量報告,請讀表后完成下列問題:,(1)分析影響空氣質(zhì)量的主要因素。 (2)解釋首要污染物的含義。 (3)寫出石灰石-石膏法進行煙道氣體脫硫過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),二、室內(nèi)空氣污染不可忽視 1.廚房的空氣污染 (1)來源:一是煤、煤氣、液化氣等燃燒產(chǎn)生的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等造成的污染;二是烹飪菜肴時產(chǎn)生的油煙造成的污染。 (2)危害:廚房油煙與燒菜時油的溫度有直接關(guān)系,當油溫高于200 時,會產(chǎn)生具有強烈辛辣味的丙烯醛,可引起鼻炎、咽喉炎、氣管炎等呼吸系統(tǒng)疾病;當油溫更高時,除了產(chǎn)生丙烯醛外,還會產(chǎn)生其他一些有毒、有害物質(zhì),如苯并(a)芘等。 2.裝飾材料揮發(fā)出的苯、甲醛等有害物質(zhì)會對室內(nèi)空氣造成污染。,3.吸煙:吸煙是嚴重污染室內(nèi)空氣的因素。煙草燃燒釋放的煙霧中含有煙堿、CO、醛類、苯并(a)芘等多種有害物質(zhì)。其中煙堿又稱尼古丁,是使人吸煙成癮的物質(zhì);煙霧中的CO極易與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合,減少血液的載氧量,增加心臟負擔(dān)。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流2 (1)裝修過的新房、建筑材料和裝修材料及膠黏劑主要釋放哪種有害氣體?室內(nèi)污染之一是放射性物質(zhì),指的是什么? (2)香煙燃燒產(chǎn)生的煙霧中,含有哪些有害物質(zhì)?如何檢驗?,答案:(1)裝修過的新房、建筑材料和裝修材料都釋放出多種、大量的有害物質(zhì)。一般的房屋裝修材料和膠黏劑都能釋放甲醛,甲醛對人體有嚴重的危害。 氡可能是最易為人們所忽視的室內(nèi)污染物之一,但也是危害后果最為可怕的污染物之一。氡污染的主要來源是室內(nèi)地基土壤中和一些建筑材料、裝修材料中放出的氡。氡可對人體造成輻射危害。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),(2)香煙燃燒產(chǎn)生的煙霧中,一般含有低級的醛類、一氧化碳和煙堿等多種物質(zhì)。低級的醛類一般易溶于水,其水溶液與新制的Cu(OH)2加熱后生成紅色的Cu2O沉淀。煙堿難溶于水,易溶于酒精,能將HgCl2還原為Hg2Cl2(白色沉淀)或黑色Hg,可用該方法檢驗煙堿的存在。一氧化碳氣體難溶于水,它易與新鮮的動物血液發(fā)生作用,使血液的顏色由深紅色變?yōu)轷r紅色,可用該方法檢驗一氧化碳的存在。,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,三,四,一,二,一、空氣質(zhì)量報告 問題探究:你了解空氣質(zhì)量報告的內(nèi)容嗎?影響空氣質(zhì)量的主要因素有哪些呢?,活動與探究,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,注:TSP空氣中飄塵,NOx含氮氧化物,SOx硫的氧化物,三,四,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,(1)經(jīng)濟特區(qū)中,空氣質(zhì)量最好的城市是 ,直轄市中空氣質(zhì)量最差的城市是 。 (2)最容易出現(xiàn)酸雨的城市是 。為預(yù)防城市出現(xiàn)酸雨,降低煤燃燒時向大氣排放的SO2,工業(yè)上將生石灰或石灰石和含硫煤混合使用。請寫出有關(guān)“固硫”反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。,點撥:解答本題要明確兩點,一是明確空氣污染指數(shù)的大小和空氣質(zhì)量級別的高低反映了空氣污染程度;二是空氣中SO2含量越高越容易出現(xiàn)酸雨。,解析:(1)空氣污染指數(shù)越小,空氣質(zhì)量越好。 (2)酸雨是由于SO2和氮氧化物的排放引起的。重慶因首要污染物是SOx且污染指數(shù)最高,故最容易出現(xiàn)酸雨。,三,四,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,遷移與應(yīng)用 下列物質(zhì)中,不會造成大氣污染的是( ) A.二氧化硫 B.氮氣 C.一氧化碳 D.氮氧化物,解析:二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物均為有毒氣體,只有氮氣不會造成大氣污染。,答案:B,三,四,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1.人們常用污染指數(shù)定量描述各污染物的污染程度。 2.污染指數(shù)是根據(jù)某種污染物的濃度計算出來的,是簡單的數(shù)值形式。 3.污染指數(shù)最大的污染物就是當日的首要污染物。 4.首要污染物的污染指數(shù)作為當日的空氣污染指數(shù)(API)。 5.一般按如下步驟確定空氣污染指數(shù): (1)每日定時測定該地區(qū)空氣中各種污染物的濃度。 (2)將各污染物的濃度換算為污染指數(shù)。 (3)選取污染指數(shù)最大的污染物作為首要污染物,首要污染物的污染指數(shù)即為該地區(qū)的空氣污染指數(shù)。 例如,某地區(qū)某一天各種污染物的污染指數(shù)分別為:SO276,NO250,可吸入顆粒物132,則該地區(qū)當日的首要污染物是可吸入顆粒物,當日的空氣污染指數(shù)為132。 6.空氣污染指數(shù)越小,空氣質(zhì)量越好,對人體健康越有利。,三,四,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,二、氮氧化物與光化學(xué)煙霧 活動與探究,稀薄燃燒是指汽油在較大空/燃比(空氣與燃油氣的體積比)條件下的燃燒。隨著全球能源危機的加劇,稀薄燃燒技術(shù)的研究受到了人們的重視,但稀薄燃燒時,常用的汽車尾氣凈化裝置不能有效地將NOx轉(zhuǎn)化為N2。不同空/燃比時汽車尾氣中主要污染物的含量變化如圖所示。,二,三,四,一,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,(1)稀薄燃燒技術(shù)除了能節(jié)約能源外,還具有的優(yōu)點是 (填一項)。排放到大氣中的NOx會導(dǎo)致酸雨、 等環(huán)境問題(填一項)。 (2)某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在技術(shù)人員的指導(dǎo)下,按下列流程探究不同催化劑對NH3還原NO反應(yīng)的催化性能。,若控制其他實驗條件均相同,在催化反應(yīng)器中裝載不同的催化劑,將經(jīng)催化反應(yīng)后的混合氣體通入滴有酚酞的稀硫酸(溶液的體積、濃度均相同)中。為比較不同催化劑的催化性能,需要測量并記錄的數(shù)據(jù)是 。,二,三,四,一,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,(3)若某一催化劑能同時催化NH3等還原性氣體與NOx的反應(yīng)。將該催化劑分別用于催化還原含等物質(zhì)的量NOx的兩種氣體:純NO氣體,汽車尾氣。消耗NH3的物質(zhì)的量較多的可能是 (填字母),原因是 。,A. B. C.都有可能,點撥:解答本題要明確兩點:一是汽油不完全燃燒會產(chǎn)生CO;二是能夠運用氧化還原反應(yīng)中電子守恒處理第(3)問。,二,三,四,一,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,解析:這是一道開放性、探究性很好的試題,側(cè)重考查了學(xué)生的自學(xué)能力、分析探究問題的能力,要求學(xué)生平日要關(guān)注社會熱點,善于思考和分析,善于運用所學(xué)知識解釋和解決生活中遇到的實際問題、做到理論聯(lián)系實際。 (1)因燃油氣燃燒過程中可產(chǎn)生對空氣有污染的CO、NOx、碳氫化合物等大氣污染物,結(jié)合“空/燃比”的含義和題圖可以推知,增大“空/燃比”可以減少CO、碳氫化合物的排放而減少污染,根據(jù)課本知識可推出排放到大氣中的NOx可導(dǎo)致酸雨及光化學(xué)煙霧(或破壞臭氧層)而引起環(huán)境污染。 (2)因?qū)嶒灥哪康氖翘骄看呋瘎┑拇呋?而從所給的探究步驟中,有滴有酚酞的稀硫酸(該溶液為無色),所以肯定是利用NH3與硫酸的酚酞溶液作用顯紅色的快慢來檢測催化性能,只要記錄顯色所需時間即可。 (3)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒原則可推知,若汽車尾氣中含有一定量的CO和碳氫化合物,因它們也可以還原NOx,則所消耗氨氣就少;若汽車尾氣中含NO2,則因NO2也可氧化NH3,則消耗的氨氣就多。,二,三,四,一,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,答案:(1)減少CO和碳氫化合物的污染 光化學(xué)煙霧(或破壞臭氧層) (2)溶液顯色所需要的時間 (3)A 汽車尾氣中含有一定量的CO和碳氫化合物,少消耗NH3;或B 汽車尾氣中含有一定量的NO2,多消耗NH3;或C 汽車尾氣中同時含有CO、碳氫化合物等還原性氣體和NO2等氧化性氣體,二者相對含量的不同可導(dǎo)致消耗NH3的增多或減少,遷移與應(yīng)用 在汽車排氣管上加裝“催化轉(zhuǎn)化器”,使NOx和CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體,但同時會導(dǎo)致空氣的酸度增強,你知道其中的原因是什么嗎?(提示:空氣中含有一定量SO2),答案:“催化轉(zhuǎn)化器”不僅使NOx和CO反應(yīng)生成N2和CO2,同時會將SO2轉(zhuǎn)化為SO3,導(dǎo)致空氣酸度增強。,二,三,四,一,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,二,三,四,一,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,2.光化學(xué)煙霧 (1)成因 氮氧化物和碳氫化合物受到太陽紫外線的照射,發(fā)生一系列由光引發(fā)的復(fù)雜化學(xué)變化,產(chǎn)生大量的臭氧和過氧乙酰硝酸酯等有毒物質(zhì)。這些有毒物質(zhì)混合在一起形成了一種淺藍色煙霧,就是光化學(xué)煙霧。 (2)危害 光化學(xué)煙霧中的O3刺激人的呼吸系統(tǒng)而引起病變;過氧乙酰硝酸酯會刺激人的眼睛,引發(fā)皮膚癌等。 (3)治理 對汽車尾氣進行凈化處理,如給汽車安裝尾氣凈化裝置等。 尋找化石燃料的替代能源,減少化石燃料的用量。 研制新型動力汽車等,從根本上消除汽車尾氣產(chǎn)生氮氧化物。,二,三,四,一,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,三、二氧化硫與酸雨 活動與探究,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)因遭受酸雨而造成的損失每年高達15億元。請回答下列問題:,(1)某實驗小組采集酸雨樣品,隨著時間的推移,多次測定該樣品的pH,得到了如下數(shù)據(jù):,酸雨樣品放置時pH變化的主要原因是(用化學(xué)方程式表示) 。,一,二,四,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,(2)酸雨可導(dǎo)致下列哪些危害? (用序號回答)。 腐蝕建筑物 導(dǎo)致樹木枯萎 造成洪澇等災(zāi)害 惡化生活環(huán)境 (3)為減少酸雨的產(chǎn)生,下列措施可采取的是 (用序號回答)。 少用煤作燃料 把工廠的煙囪造高 在燃料煤中加入適量石灰石 在已酸化的土壤中加石灰 開發(fā)新能源,(4)為了減少煤燃燒時向大氣排放的二氧化硫,本著“變廢為寶”的原則,火力發(fā)電廠常用Ca(OH)2的懸濁液吸收煤燃燒時產(chǎn)生的二氧化硫氣體,并回收制得石膏CaSO42H2O。寫出該過程中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。,一,二,四,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,點撥:解答本題要明確硫酸型酸雨的主要成分H2SO3以及亞硫酸鹽具有較強還原性,很容易被空氣氧化。 解析:只要明確酸雨的成因及其成分的性質(zhì)就可答好此題。+4價的S具有強還原性,所以亞硫酸及其鹽(如CaSO3)易被空氣中的氧氣等氧化劑氧化。硫酸型酸雨的主要成分是H2SO3,易被氧化為H2SO4,酸性增強,所以酸雨放置一段時間后pH變小。當H2SO3全部被氧化為H2SO4后,pH不再變化。少用煤作燃料以及用堿性物質(zhì)吸收酸性氣體SO2,是減少酸雨的有效措施。開發(fā)新能源可從根本上杜絕SO2的產(chǎn)生。把煙囪造高,顯然不會減少SO2的排放量,酸雨對全球的危害不會減少。在已酸化的土壤中加石灰,是被動治理措施,與從源頭上控制SO2的污染無關(guān)。,一,二,四,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,四,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,遷移與應(yīng)用 某化學(xué)興趣小組在研究酸雨的實驗中,將剛?cè)拥乃嵊旰妥詠硭旌?他們會發(fā)現(xiàn)酸雨的pH將 (填“增大”“減小”或“不變”),原因是(用離子方程式表示) 。,解析:自來水常用Cl2消毒,Cl2和H2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2SO4和HCl,使酸雨的pH變小。,一,二,四,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,四,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,2.酸雨 (1)定義 正常雨水因溶解了CO2而呈弱酸性,只要是pH不小于5.6,雨水就是正常的,若pH小于5.6則是酸雨。 人們將pH5.6的酸性降水稱為酸雨。 (2)成因 人類向大氣中排入大量的SO2和氮氧化物,這些氧化物在空氣中轉(zhuǎn)化為H2SO3、H2SO4、HNO3等酸性物質(zhì),酸性物質(zhì)溶解于降水中使得降水的pH5.6。 (3)危害 使土壤酸性增強,危害農(nóng)作物、草原和森林;使湖泊酸化,造成魚類等死亡;加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、電信電纜、文物古跡等的腐蝕。,一,二,四,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,(4)防治 控制含硫氧化物和氮氧化物的排放;改變能源結(jié)構(gòu),開發(fā)利用氫能、太陽能、風(fēng)能、水能等清潔能源,從根本上解決問題。,一,二,四,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,四、室內(nèi)空氣污染 活動與探究 請你根據(jù)實驗流程圖完成下表:,一,四,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,四,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,實驗注意問題: 1.凝固了的血液不易與一氧化碳發(fā)生作用,因此動物血液要用新鮮的,且要加入抗凝血劑(如檸檬酸鈉溶液)。 2.HgCl2有劇毒,使用時務(wù)必十分小心。 3.煙堿(nicotine)又稱尼古丁,是存在于煙草中的一種生物堿。,答案:在步驟中,現(xiàn)象是加熱后的試管中產(chǎn)生了紅色沉淀,結(jié)論是香煙燃燒產(chǎn)生的煙霧中含醛類; 在步驟中,現(xiàn)象是新鮮的動物血液的顏色由深紅變?yōu)轷r紅,結(jié)論是香煙燃燒產(chǎn)生的煙霧中含有一氧化碳; 在步驟中,現(xiàn)象是試管內(nèi)產(chǎn)生了白色沉淀,結(jié)論是香煙燃燒產(chǎn)生的煙霧中含有煙堿。,一,四,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,遷移與應(yīng)用 吸煙有害健康,下表是香煙燃燒時產(chǎn)生的某些物質(zhì)及其對人體的影響,其中物質(zhì)N為( ),A.二氧化碳 B.一氧化碳 C.煙焦油 D.尼古丁,解析:香煙燃燒時煙霧中含有煙堿(尼古丁)、CO、醛類、苯并(a)芘等多種有害物質(zhì)。其中尼古丁能刺激中樞神經(jīng),使人上癮;CO極易與人體血液中血紅蛋白結(jié)合,從而減少血液載氧量;醛類、苯并(a)芘等能引發(fā)各種癌癥。因此,表中N為CO。,答案:B,一,四,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1.廚房污染 (1)燃料燃燒產(chǎn)生CO、CO2、SO2、NOx等。 (2)烹調(diào)產(chǎn)生的油煙含丙烯醛、苯并(a)芘等。 (3)危害:丙烯醛對鼻、眼、咽喉黏膜有較強的刺激作用。 2.裝飾材料污染 (1)裝飾材料揮發(fā)出的苯、甲醛等有害物質(zhì)對室內(nèi)空氣造成污染。 (2)危害:苯的吸入量達到一定程度可導(dǎo)致再生障礙性貧血,甚至引發(fā)癌癥。 甲醛可導(dǎo)致人體嗅覺功能異常、肝臟功能異常和免疫功能異常。 3.吸煙污染 (1)煙草燃燒釋放的煙堿、一氧化碳、醛類、苯并(a)芘等有害物質(zhì)造成的污染。 (2)危害:大量煙堿抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng),甚至導(dǎo)致死亡。 一氧化碳易與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合,減少載氧量,增加心臟負擔(dān)。,一,四,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,1.汽車排放的尾氣中因含有氮的氧化物而污染大氣,產(chǎn)生氮的氧化物的主要原因是( ) A.燃燒含氮化合物燃料引起的 B.燃燒含鉛汽油引起的 C.由于燃燒不充分引起的 D.在汽缸中氮氣被氧化生成的,答案:D,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,2.汽車尾氣(含有烴類、CO、SO2和NO等物質(zhì))是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉(zhuǎn)換器”(用鉑鈀合金作催化劑)。它的特點是使CO和NO反應(yīng),生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體,并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。 (1)寫出一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。 (2)“催化轉(zhuǎn)換器”的缺點是在一定程度上提高空氣的酸度,其原因是 。,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,(3)控制城市空氣污染源的方法可以有 。 A.開發(fā)氫能源 B.使用電動車 C.植樹造林 D.戴上呼吸面具,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,(1)寫出下面兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式: SO2與CaCO3懸濁液反應(yīng) ; SO2與Ca(OH)2懸濁液反應(yīng) 。 (2)試說明用熟石灰的懸濁液而不用澄清石灰水來洗滌廢氣的理由。,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,