高二化学4.1《改善大气质量》课件新人教版选修1

欢迎进入化学课堂 第一节改善大气质量 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 一 大气污染的危害1 大气污染物的组成及其危害 1 洁净的空气成分 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 大气污染物根据组成成分 可分为 等 N2 O2 稀有气体 CO2 水蒸气 颗粒物 硫的氧化物 SO2 和SO3 氮的氧化物 NO和NO2 CO 碳氢化合物以及氟氯代烷 3 大气污染的危害 大气污染的危害是多方面的 它既危害 又影响 严重时会影响地球的气候 如形成 和 等 人体健康 动植物的生长 酸雨 使全球气候变暖 破坏臭氧层 2 酸雨 1 概念 2 成因 人为排放的 等酸性气体转化而成 我国的酸雨主要以 酸雨为主 这是由我国以 造成的 pH小于5 6的降水 硫氧化物和氮氧化物 SO2 H2OH2SO3 3NO2 H2O 2HNO3 NO 硫酸型 煤炭为主 的能源结构 3 臭氧层受损 1 臭氧层及其作用 自然界中的臭氧有90 集中在距地面 的大气平流层中 就是通常说的臭氧层 其作用是吸收来自太阳的大部分 使地球上的生物 因此 臭氧层被称为 15km 50km 紫外线 免遭伤害 人类和生物的保护伞 2 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 以及大气中的核爆炸产物等 都能使臭氧层受到破坏 CCl4 CH4 喷气式飞机在高空飞行排出的氮氧化物如 N2O NO 3 氟氯代烷破坏臭氧层的原理 氟氯代烷在紫外线的照射下分解出 参与破坏臭氧层的反应 Cl O3ClO O2O3O2 OClO OCl O2总反应 2O33O2反应结果是O3变成了O2 Cl在其中起了 作用 氯原子 催化 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 2 危害 导致两极冰川融化 使海平面上升 气候变得干旱 土地沙漠化 农业减产等 CO2 CH4 N2O 氟氯代烷 CO2 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 煤中含有 等元素以及无机矿物质 化石燃料燃烧时会产生大量的 等有害气体及固体颗粒物 碳 氢 氧 氮和硫 CO SO2 NO NO2 2 减少污染的措施 煤炭的洗选加工 煤的含硫量和含灰量 高硫分 高灰分煤炭的开采 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 使煤充分燃烧 提高燃烧效率 减少污染物 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 发展洁净煤技术 开展煤的综合利用 煤的 和 是高效 清洁地利用煤炭的重要途径 水煤气的制取方程式为 调整和优化能源结构 降低燃煤在能源结构中的比率 加快开发和利用 等新能源的进程 空燃比 石灰石 2CaCO3 O2 2SO2 2CaSO4 2CO2 气化 液化 太阳能 风能 地热能 核能和氢能 2 减少汽车等机动车尾气污染 1 汽车尾气中的污染物 汽车尾气中的污染物主要是 等污染物 2 减少汽车等机动车尾气污染的措施 推广使用 汽油含铅汽油是指加有抗爆震剂 的汽油 现在广泛采用无铅汽油抗爆震剂 等 CO NO NO2和碳氢化合物 铅的 化合物 无铅 四乙基铅 甲基叔丁基醚 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 前半部 后半部 故使用催化转化器可有效降低尾气中CO NO NO2和碳氢化合物的含量 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 使用新燃料或动力如以 为燃料 用 为汽车提供动力等 无铅汽油 液化石油气 锂离子电池 3 减少室内空气污染 1 室内空气污染物的来源 家用燃料燃烧 烹调和吸烟 等污染物 主要原因 建筑材料 装饰材料挥发性有机物如 及放射性元素 等污染物 CO CO2 NO NO2 SO2和尼古丁 甲醛 HCHO 苯 C6H6 甲苯 C7H8 二甲苯 C8H10 氡 Rn 2 室内主要污染物的危害 来源 性质和防治措施 无色无味 不溶于水的气体 碳不完全燃烧 Hb COHbCO CO易与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白 造成人体因缺氧而中毒甚至死亡 注意室内通风 安装烟囱或抽气换气机等 安装CO警报器 无色 具有强烈刺激性气味的气体 制造人造板材 家具及装修用的黏合剂 刺激人的眼 呼吸道黏膜 引起流泪 气喘和胸闷等 长期接触可引起过敏性皮炎 造成免疫功能异常 影响中枢神经系统 甚至引发癌症 家庭装修选择正规装饰公司和达到国家标准的环保材料 保持室内空气流通 居室适当绿化 种养吊兰 芦荟等花草吸收甲醛 无色无味的放射性气体 地下岩石或土壤 及含有放射性元素的天然石材等 长期吸入氡会引起肺癌 氡被称为 隐形杀手 保持空气流通 选用正规建筑板材 1 主要大气污染物的成分及危害的比较 大气中液体 固体状颗粒物 又称飘尘 加重呼吸道疾病 是其他有害气体转化的催化剂 SO2 SO3 酸雨 NO NO2 NOx 光化学烟雾 酸雨 CO 降低血液的输氧能力 CH4 温室效应 氟利昂 温室效应 破坏臭氧层 2 二氧化硫的吸收方法二氧化硫既是主要的大气污染物之一 又是酸雨的最主要的来源 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 2SO3 SO2 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 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另一种方法是将生石灰和含硫煤混合使用 称为 钙基固硫 其化学原理为 SO2 CaOCaSO3 2CaSO3 O2 2CaSO4 酸雨的形成及危害 典例1 某校科技活动小组的同学采集了酸雨样品 每隔一段时间测定pH 得到下列数据 请依据上述材料 回答下列有关问题 1 酸雨主要是由于工业生产过程中大量使用矿物燃料 使大气中 气体增多 与降水结合而形成的 请写出该酸雨形成的主要化学方程式 2 雨水样品的pH变化的原因是 用化学方程式表示 3 如果将刚取样的上述雨水与自来水相混合 pH将变 原因是 用化学方程式表示 思路点拨 解答本题应注意以下三点 1 我国酸雨的类型主要是硫酸型 2 亚硫酸具有还原性 容易被空气中的氧气氧化 3 自来水常含有少量Cl2和HClO 有强氧化性 解析 我国酸雨的类型主要是硫酸型 是由排放到空气中的SO2溶于水形成的 在空气中放置 会被空气中的氧气氧化成硫酸 酸性增强 把含有H2SO3的酸雨与自来水混合时 H2SO3会被自来水中的Cl2氧化成H2SO4 同时生成HCl 使溶液的酸性增强 答案 1 硫氧化物 氮氧化物SO2 H2OH2SO3 2H2SO3 O2 2H2SO4 2 2H2SO3 O2 2H2SO4 3 小H2SO3 Cl2 H2O H2SO4 2HCl 或H2SO3 HClO H2SO4 HCl 延伸探究 某地的酸雨为硝酸型 放置一段时间后pH如何变化 提示 基本不变 硝酸在空气中放置一段时间后不会发生变化 变式备选 2011 广东学业水平测试 某环境监测站每隔一段时间抽取雨水试样 测定其pH 数据如下 下列有关说法不正确的是 A 雨水的酸性持续减小B 雨水的酸性一段时间后趋于稳定C 酸雨对农作物的生长会产生一定的影响D 工业废气中的硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要因素 解析 选A 由表知 雨水的pH逐渐减小至不变 说明雨水中的c H 逐渐增大至不变 酸性增强至不变 温室效应的成因与危害 典例2 1 图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国 由于大气中CO2含量的剧增 大量珊瑚礁 主要成分是碳酸钙 被海水侵蚀 其原因是 用化学方程式表示 2 温室效应导致海平面上升 引起温室效应的人为原因主要是 3 为了控制温室效应 各国科学家提出了不少方法和设想 有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实 设想将CO2液化后 送入深海海底 以减小大气中CO2的浓度 为使CO2液化 可采用的措施是 A 减压 升温B 增压 升温C 减压 降温D 增压 降温 4 科学家致力于二氧化碳的 组合转化 技术研究 把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质 如将CO2和H2以1 4的比例混合 通入反应器 在适当的条件下反应 可获得一种重要的能源 请完成以下化学方程式 CO2 4H2 2H2O若将CO2与H2混合 在一定条件下以1 3的比例发生反应 生成某种重要的化工原料和水 该化工原料可能是 A 烷烃B 烯烃C 炔烃D 芳香烃 5 快速 有效地减缓大气中CO2大量增加的生态学措施是 A 使用天然气等燃料B 控制全球人口增长C 植树造林 保护森林D 立即减少煤和石油的燃烧 思路点拨 解答本题应注意以下三点 1 引起温室效应的气体有CO2 CH4等 2 温室效应引起的危害 3 控制温室效应的方法 解析 CO2微溶于水 溶于水后会与CaCO3反应 导致CaCO3溶解 增大压强 降低温度会使CO2气体液化 根据质量守恒可求出CO2与H2反应后的产物 随着社会的进步 对能源的消耗也将进一步增多 所以不可能立即停止煤与石油的利用 使用天然气也将产生CO2 只有绿色植物的光合作用会吸收大量的CO2 且见效快 答案 1 CaCO3 CO2 H2O Ca HCO3 2 2 大量燃烧煤 石油等化石燃料 3 D 4 CH4B 5 C 变式备选 中国政府于2009年11月25日提出了到2020年之前的减碳目标 决定到2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40 45 表明中国主动积极应对气候变化 也是对哥本哈根大会的积极表态 煤 石油 天然气等化石燃料的燃烧都会产生CO2 且天然气的主要成分CH4也是一种会产生温室效应的气体 等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应 前者大 下面是有关天然气的几种叙述 其中正确的是 天然气与煤 柴油相比是较清洁的能源 等质量的CH4和CO2产生的温室效应是前者大 燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一A B C D 解析 选C 由甲烷的组成可判断天然气与煤 柴油相比是较清洁的能源 正确 1molCH4的质量是16g 1molCO2的质量是44g 即16gCH4比44gCO2产生的温室效应大 则可推出 正确 酸雨的形成主要是由含S N的氧化物所导致的 错误 室内空气污染及治理 典例3 在人口居住密度较大的城区和建筑群中 室内空气的污染有时会比室外更严重 目前已发现的室内空气污染物达300多种 1 室内装修材料及家具挥发出来的甲醛是室内空气的主要污染物 甲醛易溶于水 常温下有强烈的刺激性气味 当温度超过20 时 挥发速度加快 根据甲醛的这些性质 下列做法错误的是 A 入住前房间内保持一定温度并通风B 装修尽可能选择在温度较高的季节C 请环境监测部门检测室内甲醛含量低于国家标准后入住D 紧闭门窗一段时间后入住 2 请写出除甲醛外的常见的两种室内空气污染物 3 在入住装修过的新房之前在房间内放置适量的吊兰 芦荟等植物有利于净化空气 但晚上在密闭的居室内放置大型绿色植物 可能影响人体健康 主要原因是 思路点拨 解答本题应注意以下两点 1 装修材料及家具中往往含有甲醛等有毒气体 2 绿色植物在晚上只进行呼吸作用 不进行光合作用 解析 1 紧闭门窗 甲醛被封闭在室内 人入住后容易中毒 2 常见的室内空气污染物还有家用燃料燃烧 烹调和吸烟等产生的CO CO2 NO NO2 SO2和尼古丁 还有各种建筑和装饰材料挥发出来的除甲醛外的苯 甲苯 二甲苯及放射性元素氡等 可任写两种 3 题干中突出字眼 晚上 应考虑植物呼吸作用吸收O2 放出CO2 答案 1 D 2 CO 苯 氡 CO2 NO NO2 SO2 尼古丁等 任写两种 3 在晚上无阳光时 植物只进行呼吸作用 吸收O2 呼出CO2 延伸探究 根据甲醛的性质 装修过的新房中除放置适量的吊兰 芦荟等植物外 还可以用什么简单的方法消除装修产生的甲醛气体 提示 甲醛易溶于水 可以在房间内放几盆清水 并定时更换 多注意开窗通风 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