高中化学选修一4.1《改善大气质量》课件

欢迎进入化学课堂 第一节改善大气质量 学习目标1 知道大气的主要污染物 了解大气污染物的危害和治理办法 2 知道全球三大环境问题 酸雨 臭氧层受损 全球气候变暖 的成因 危害以及人类采取的措施 3 了解室内空气污染物的主要来源 危害及减少室内空气污染的方法 课堂互动讲练 知能优化训练 第一节改善大气质量 课前自主学案 一 大气污染的危害1 大气污染物的组成及其危害 1 洁净的大气是由 少量 和其他微量杂质等组成的混合物 2 主要的大气污染物及其危害 课前自主学案 N2 O2 稀有气体 CO2 水蒸气 飘尘 SO2 SO3 酸雨 NOx 光化学烟雾 酸雨 CO CH4 C2H6 温室效应 CF3Cl 破坏臭氧层 2 酸雨 1 酸雨的概念正常雨水偏酸性 pH约为 这是因为大气中的 溶于雨水的缘故 酸雨是指pH小于 的雨水 主要是由人为排放的 和 等酸性气体转化而成的 2 酸雨的形成原理 5 6 CO2 5 6 硫氧化物 氮氧化物 3 我国酸雨类型我国的酸雨主要以 酸雨为主 这是由我国以煤炭为主的能源结构造成的 硫酸型 3 臭氧层受损 1 臭氧层的含义自然界中有 的臭氧集中在距地面15 50km的 中 也就是人们通常所说的臭氧层 2 臭氧层的作用臭氧层中臭氧含量很少 但可以吸收来自太阳的大部分 使地球上的生物免遭伤害 被称为人类和生物的保护伞 90 大气平流层 紫外线 3 臭氧层受损的原因 破坏臭氧层的物质 人类活动排入大气的某些化学物质如氟氯代烷和含溴的卤代烷烃 喷气式飞机在高空飞行排出的氮氧化物如 以及大气中的核爆炸产物等 都能使臭氧层受到破坏 氟氯代烷破坏臭氧层的反应 氟氯代烷在紫外线的照射下分解出 参与破坏臭氧的反应 CCl4 CH4 N2O NO 氯原子 反应结果是O3变成了O2 Cl在其中起了催化作用 4 温室效应与全球气候变暖 1 温室气体主要有 其中影响最大的是 CO2 CH4 N2O 氟氯代烷 CO2 2 危害 导致两极冰川的融化 使海平面上升 气候变得干旱 农业区退化成草原 土地沙漠化 农业减产 二 改善大气质量1 减少煤等化石燃料燃烧产生的污染 1 化石燃料污染的成因煤中除了含有碳元素外 还含有 等元素 以及无机矿物质 燃烧时会产生大量的 和 等物质 对大气造成污染 H O N S CO SO2 NO NO2 固体颗粒物 2 减少污染的措施 改善燃煤质量如推行煤炭的洗选加工 降低煤的 和 限制高硫分 高灰分煤炭的开采等 改进燃烧装置和燃烧技术 改进排烟设备等 如调节燃烧时的 采用新型煤粉燃烧器 向煤中加入适量 可大大减少燃烧产物中SO2的含量 其反应方程式为 3 发展洁净煤技术 开展煤的综合利用 含硫量 含灰量 空燃比 石灰石 2CaCO3 O2 2SO2 2CaSO4 2CO2 4 调整和优化能源结构 降低燃煤在能源结构中的比率 加快利用太阳能 风能 地热能 核能和氢能等新能源的进程 2 减少汽车等机动车尾气污染 气化 液化 1 汽车尾气的组成汽车尾气主要含有 铅的化合物等污染物 2 减少尾气污染的措施 推广使用 汽油含铅汽油是指加入抗爆震剂 的汽油 现在广泛采用无铅汽油抗爆震剂甲基叔丁基醚等 在汽车尾气系统中安装催化转化器通常采用铂等贵重金属作催化剂 发生的反应有 CO NO NO2和碳氢化合物 无铅 四乙基铅 由于含铅化合物会使催化剂中毒 故装有催化转化器的汽车必须使用 3 使用新燃料或动力如以 为燃料 用 为汽车提供动力 2CO 2NO2CO2 N2 C7H16 11O27CO2 8H2O 2CO O22CO2 无铅汽油 液化石油气 锂离子电池 3 减少室内空气污染 1 室内污染物的来源目前已发现的室内污染物达300多种 其主要来源有 家用燃料燃烧 烹调和吸烟等产生的 等污染物 主要原因 各种建筑和装饰材料带来各种挥发性有机物如 以及放射性元素 等污染物 CO CO2 NO NO2 SO2和尼古丁 甲醛 苯 甲苯 二甲苯 氡 2 室内主要污染物的危害和防治措施 血红蛋白 1 与当今地球上重大环境问题不相关的物质是 A CO2B N2C SO2D CF2Cl2解析 选B 本题考查环境保护 CO2能够导致温室效应 SO2是引起酸雨的主要原因 氟利昂是臭氧层空洞的元凶 B选项正确 2 据统计 世界上的古建筑在20世纪所遭受的腐蚀比过去几百年所遭受的腐蚀还要严重 这是因为 A 古建筑腐蚀是可逆过程 前几百年处于化学平衡状态 近几十年向正反应方向移动B 近几十年来大量使用化石燃料 造成酸雨 加速了古建筑腐蚀C 近几十年来参观的人数急剧增多 加速了古建筑腐蚀 D 近几十年来温室效应加剧 加速了古建筑的风化解析 选B 古建筑的腐蚀主要是由于酸雨的形成 酸雨的形成与SO2和NOx有关 近几十年工业发展加速 大量使用化石燃料 形成酸雨 加速了腐蚀 3 2011年孝感高二检测 下列有关环境问题的说法正确的是 A 燃煤时加入适量石灰石 可减少废气中CO的量B 臭氧的体积分数超过10 4 的空气有利于人体健康C 严格执行机动车尾气排放标准有利于防止大气污染D pH在5 6 7 0之间的降水通常称为酸雨解析 选C 燃煤时加入石灰石可减少SO2的排放量 A错 臭氧浓度过大也会对人体有害 B错 pH小于5 6的降水称为酸雨 课堂互动讲练 酸雨的成因 危害及防治 4 酸雨对人 畜的健康也有直接影响 酸雨渗入地下可使地下水中的重金属元素含量增加 饮用这种水会危害人 畜健康 5 酸雨会加速建筑物 桥梁 工业设备 石材类文物 以及电信电缆等的腐蚀 3 酸雨的防治首先 要从消除污染源着手 研究开发能替代化石燃料的新能源 如氢能 太阳能 核能等 这既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源 又能从根本上防止酸雨的产生 其次 要利用物理 化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理 以降低二氧化硫的排放 对燃煤 工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用 此外 还需要提高全民的环境保护意识 加强国际间合作 全人类共同努力减少硫酸型酸雨的产生 特别提醒 1 大气中烟尘 O3等都是反应的催化剂 硫氧化物经反应后形成硫酸型酸雨 氮氧化物经反应后形成硝酸型酸雨 我国主要为硫酸型酸雨 2 硫酸型酸雨的成因还可表示为2SO2 O22SO3 SO3 H2O H2SO4 原创题 江苏省南京市中山陵景区内孙中山纪念馆门前的孙中山铜像被腐蚀了 铜像头部和手臂等处存在较多 伤疤 中山陵园管理局文物处表示 罪魁祸首 是酸雨 根据以上材料回答下列问题 1 硫酸型酸雨的形成 主要是由于化石燃料的燃烧产生的 2 为了防止这种污染 硫酸厂可用氨水来吸收SO2 其离子方程式为 3 目前一种有效的方法是用直升机喷洒白垩粉以降解其污染 其化学方程式是 4 要防止酸雨的出现 应采取的根本措施是 5 据调查 绿化空气里的细菌比闹市区的少7倍以上 其原因之一是有些植物能 而具有较强的杀菌能力 思路点拨 本题考查了学生分析解决实际问题的能力 要做好该类题 还是要注重对课本基础知识的掌握 解析 该题结合环境污染这一社会热点问题 从化学和生物学两个方面分析酸雨形成的原理 危害性 提出解决问题的方法 变式训练1飘尘是物质燃烧时产生的颗粒状漂浮物 颗粒很小 不易沉降 它与空气中的SO2 O2接触时 SO2会部分转化成SO3 使空气的酸度增加 飘尘所起的作用可能是 A 氧化剂B 还原剂C 催化剂D 吸附剂 解析 选C 由题意知 2SO2 O22SO3 所以飘尘起催化作用 故选C 二氧化硫与氮氧化物的吸收 1 二氧化硫的吸收二氧化硫是主要的大气污染物之一 又是酸雨的最主要来源 对于各种来源的低浓度SO2 包括硫酸厂的尾气 应尽可能处理后才能排放 我国普遍采用的方法是用碱性物质来吸收SO2 1 氨水吸收法硫酸厂曾用此法吸收 废气 中的SO2 发生的反应为 SO2 2NH3 H2O NH4 2SO3SO2 NH3 H2O NH4HSO3然后往所得溶液中加入硫酸 硫酸与亚硫酸铵 亚硫酸氢铵分别发生下列反应 NH4 2SO3 H2SO4 NH4 2SO4 SO2 H2O2NH4HSO3 H2SO4 NH4 2SO4 2SO2 2H2O生成的SO2浓度较大 纯度较高 可用于生产硫酸 硫酸铵可用作肥料 不过这种肥料若长期使用 会使土壤酸化 板结 所以此法已逐渐被淘汰 2 石灰乳吸收法含低浓度SO2的 废气 也可在吸收塔内用10 的石灰浆吸收 生成亚硫酸钙 再将所得浆液用加压空气氧化而生成石膏 CaSO4 2H2O 反应式为 Ca OH 2 SO2 CaSO3 H2O2CaSO3 O2 4H2O 2 CaSO4 2H2O 生成的石膏用途较多 可弥补有的国家石膏资源的短缺 3 亚硫酸钠溶液吸收法近年不少国家采用饱和的亚硫酸钠水溶液吸收SO2 反应式为 Na2SO3 SO2 H2O 2NaHSO3将产物加热产生分解反应 即上一反应的逆反应 生成的SO2浓度较大 纯度较高 可用于生产硫酸或作其他用途 另一产物Na2SO3则可循环使用 此法成本低且效率高 4 用一定浓度的纯碱溶液吸收Na2CO3 2SO2 H2O 2NaHSO3 CO2 5 烟道气体脱硫是一种大规模脱硫方式 采用的大都是石灰石 石膏法 煤烟中的SO2在吸收塔内与洗液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙 后又被烟气中的O2氧化为硫酸钙 硫酸钙可以作石膏板材的原料等 其化学原理是 CaCO3 SO2 CaSO3 CO22CaSO3 O2 2CaSO4 2 氮氧化物的吸收 1 用氢氧化钠吸收NO NO2 2NaOH 2NaNO2 H2O 2 用纯碱液吸收NOx采用多个串联操作的喷射吸收塔 用纯碱溶液循环吸收来自氨氧化系统的NOx 连续生产亚硝酸钠和硝酸钠 出氨氧化炉含NO的气体 先进入废热锅炉 回收热量 而后进入氧化塔 提高NO的氧化度 再通过串联操作的4 6个喷杯式喷射吸收塔 每一个喷射吸收塔的顶部 气体与各自塔底循环液泵送入的吸收液并流喷射 气体中一定量的NOx被吸收液中的碳酸钠所吸收 2NO2 Na2CO3 NaNO2 NaNO3 CO2 NO NO2 Na2CO3 2NaNO2 CO2 A 化合反应B 分解反应C 置换反应D 氧化还原反应 答案 C 变式训练2 2009年高考海南卷 汽车已经成为重要的交通工具 但其排放的尾气是空气的主要污染物之一 已知汽车尾气中的主要污染物有 CmHn 烃 SO2 NOx CO和C等 请回答下列有关问题 1 若用CmHn表示汽油的主要组成 CmHn在空气中完全燃烧的化学方程式为 汽油燃烧产生能量为汽车提供了动力 这一过程中能量的转化是由 能转化为 能 最终转化为机械能 2 通过车用燃油的精炼加工处理 可减少汽车尾气中 填化学式 的排放 3 目前汽车尾气多采用催化转化的方法加以治理 写出在催化剂作用下NOx与CO反应的化学方程式 解析 由烃的燃烧规律可写出汽油燃烧的化学方程式为4CmHn 4m n O2 4mCO2 2nH2O 是化学能转化为热能 最终转化为机械能的过程 燃油精炼后含硫量降低 尾气中SO2的含量降低 催化剂作用下NOx与CO反应生成N2和CO2 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全