1、第2课时 改善大气质量 课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练 第2课时 改善大气质量课前自主学案 课前自主学案 自主学习 一、治理大气污染1改善空气质量的措施：为了改善空气质量，必须控制大气中_、_、_等污染物的排放量。改善大气质量的重要任务是_产生的二氧化硫和汽车尾气中的_对大气的污染。二氧化硫氮氧化物烟尘防止化石燃料燃烧氮氧化物2酸雨：酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，化石燃料燃烧产生的_是形成硫酸型酸雨的主要因素。为了减少二氧化硫的排放，我们采取的措施是对煤、石油等燃料进行_处理。通常在煤中添加石灰石作为脱硫剂，可以减少煤燃烧时产生的二氧化硫，发生反应的化学方程式为：二氧化硫脱硫CaC
2、O3=高温CaOCO2，CaOSO2=CaSO3,2CaSO3O2=2CaSO4。思考感悟1如何减少燃烧产生的二氧化硫？提示：二氧化硫是形成酸雨的主要物质之一，它主要是由大量燃烧含硫燃料而产生的。我国是燃煤大国，治理燃煤产生的二氧化硫成为减少大气中二氧化硫含量的重要途径。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，煤烟中的二氧化硫在吸收塔内与洗液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙又被烟气中的氧气氧化成硫酸钙。硫酸钙可以作生产石膏板材的原料等。主要化学反应原理是：CaCO3SO2=CaSO3CO22CaSO3O2=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
3、”。其化学反应原理为：SO2CaO=CaSO3 2CaSO3O2=2CaSO4 3光化学烟雾(1)概念：氮氧化物的主要来源是_，氮氧化物和碳氢化合物受到太阳紫外线的照射，会发生一系列由光引发的复杂的化学变化，生成一些有毒物质，这些物质混合在一起，形成一种浅蓝色烟雾，称为_。汽车尾气的排放光化学烟雾(2)光化学烟雾的治理措施：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，将其中的有害气体_转化为无害气体，反应的化学方程式为：2NO2CO=催化剂 N22CO2。4悬浮颗粒物对人体危害的原因与防治措施工业生产过程中产生的_含有对人体有害的重金属盐，为了防止悬浮颗粒物
4、进入大气，可利用_对混有悬浮颗粒物的气体进行处理。NO、CO悬浮颗粒物静电沉降器二、让居室空气更清新1居室空气污染来源：居室空气中存在的污染物主要来自_、日用化学品、香烟烟雾以及家用燃料的燃烧产物等。2室内空气污染(1)主要污染成分：装修材料挥发出的_、苯、_、醚类、酯类等物质具有不同程度的毒性。装修材料甲醛甲苯(2)甲醛的危害与危险含量：甲醛对人的皮肤和呼吸器官有强烈的刺激作用。根据我国现行的室内卫生标准规定，室内空气中甲醛的最高允许浓度为0.08 mgm3。新房装修后不要立即搬入，最好通风透气两个月以上，使有害气体尽可能排出，另外，搬进新房后还应注意保持室内通风。思考感悟2如何检测居室中是
5、否含有甲醛气体？提示：甲醛能与酸性KMnO4溶液反应，使KMnO4溶液褪色。根据该原理，利用注射器连续多次抽取室内空气样品，注入盛有紫红色酸性KMnO4溶液的试管中。若试管中溶液的紫红色变浅或褪去，则说明室内空气中含有甲醛。3厨房污染原因与有害气体：厨房是室内空气污染严重的空间，其污染主要来自两个方面：一是煤、煤气、液化气等燃料燃烧产生的_、_和_等有害气体；二是烹调菜肴时产生的_所造成的污染。一氧化碳氮氧化物二氧化硫油烟自主体验 1在入住新装修过的新房之前，下列做法中错误的是()A紧闭门窗，防止装修面干裂或变质B适度开窗通风，充分地进行室内外空气对流C不能利用高浓度的甲醛溶液对室内环境消毒D
6、在各个房间内均匀地放置适量的吊兰、芦荟等鲜花解析：选A。特别是新装修过的房子，建筑材料和装修材料都能释放出多种、多量的有害物质，故A错，B对。甲醛具有杀菌和消毒作用，但它也是污染物，用高浓度的甲醛溶液作消毒剂是弊大于利。吊兰和芦荟都对甲醛具有很强的吸收能力。2(2011年北京海淀检测)检验居室中有甲醛气体，可连续多次抽取居室空气样品，注入到少量(12 mL)低浓度(1104 molL1)的酸性高锰酸钾溶液中。据此，下列说法不正确的是(双选)()A说明甲醛是具有还原性的气体B说明甲醛是不具有氧化性的气体C最终酸性高锰酸钾溶液是红色D最终酸性高锰酸钾溶液是无色解析：选BC。酸性高锰酸钾溶液具有强氧
7、化性，所以与之反应的甲醛具有还原性，但遇还原性强的物质时，甲醛也会表现氧化性；酸性高锰酸钾溶液反应后会由紫色变无色。3(原创题)据南京日报2009年11月9日报道，南京的空气质量拉响警报，8日全市污染指数更是超过300，达到重度污染，二氧化硫等污染物的浓度比平时高出2倍之多，秸秆焚烧再度成为城市空气急速污染的“元凶”。关于空气污染，下列说法正确的是()A二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和二氧化碳是空气质量报告中涉及的主要污染物B正常雨水的pH等于7C二氧化硫和二氧化氮是引起酸雨的主要气体D秸秆焚烧总体来说对庄稼是有益的，值得提倡解析：选C。二氧化碳不是空气质量报告中涉及的污染物，它是引起温室效应的
8、主要气体，一氧化碳有毒，但并没有纳入空气质量报告，A选项错误；正常雨水中因为溶有二氧化碳而显弱酸性，pH为5.6，B选项错误；二氧化硫可以形成硫酸型酸雨，二氧化氮可以形成硝酸型酸雨，C选项正确；秸秆焚烧不但引起空气污染，还破坏了土壤的结构，造成农田质量下降，容易引起火灾，引发交通事故，必须禁止，D选项错误。课堂互动讲练 酸雨1正常雨水：pH5.6(偏酸性)，因为大气中的CO2溶于雨水：CO2H2OH2CO3。2酸雨：pH5.6的降水。3酸雨的形成：主要是人为排放的硫的氧化物和氮的氧化物等酸性气体转化而成的，我国主要以硫酸型酸雨为主，是由我国以煤为主的能源结构造成的。4酸雨对环境的作用及其危害(
9、1)使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类；(2)使大片森林死亡，农作物枯萎；(3)会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤胶粒结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化；(4)加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程；(5)二氧化硫是一种促癌剂，既危及人体健康，又对农林业有极大的破坏性。5酸雨的治理控制酸雨的根本措施是减少SO2和氮氧化物的排放。(1)加强燃煤和节煤的工作，对煤进行洗选加工或脱硫处理；(2)治理汽车尾气，降低氮氧化物的排放量；(3)对工业废气等进行回收处理，防止SO2和NO2对空气的污染。特别提醒：回收 SO2，常见的有石灰石石膏法及氨水法：(1)
10、石灰石脱硫的原理：石灰石在高温下发生分解，生成的氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙和氧气反应生成硫酸钙，硫酸钙可用来生产副产品石膏，相关 反 应 为：CaCO3=高温CaO CO2，CaO SO2=CaSO3,2CaSO3O2=2CaSO4。(2)氨水法脱硫的原理：氨水和二氧化硫发生反应，生成亚硫酸铵，亚硫酸铵和氧气反应生成硫酸铵，硫酸铵可用做氮肥。相关反应为：2NH3SO2H2O=(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3O2=2(NH4)2SO4。例1某研究性学习小组采集酸雨样品研究当地酸雨的形成过程，每隔一段时间测定一次pH，得到数据如下：请依据上述材料，完成下列问题：时间 开始
11、8小时 16小时 24小时 32小时 40小时 48小时 pH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0(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，与降水结合形成的，请写出酸雨形成的主要化学方程式_。(2)酸雨的pH变化的主要原因是_。(3)酸雨可导致下列危害中的_。A腐蚀建筑物 B导致树木枯萎C造成洪涝灾害D恶化人类环境(4)为了防止酸雨，减少煤燃烧时向大气排放二氧化硫，火力发电厂常用烟道气体脱硫方式，在脱硫吸收塔中采用石灰石石膏法进行反应。写出脱硫过程中所发生的反应：_。(5)有人在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面SO2浓度。
12、在20世纪的6070年代的10年间，由发电厂排放出的SO2增加了35%，但由于建筑高烟囱，地面浓度降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？简述其理由。_【解析】本题考查酸雨的形成过程、危害以及酸雨的防治。酸雨的危害极大，会破坏农作物、森林、草原、鱼类、建筑物、工业设备、电信电缆等。在工厂中采用石灰石石膏法进行脱硫时，是先将SO2转化为CaSO3，再进而转化成CaSO4，从而达到脱硫的目的。将烟囱建高，并没有减少SO2的排放，只是将SO2在地表的含量降了下来，无疑将增加高空中SO2的浓度，酸雨依旧会形成。【答案】(1)SO2、NOx 2SO2O22SO3，SO3H2O=
13、H2SO4(或 SO2H2OH2SO3,2H2SO3O2=2H2SO4)，3NO2H2O=2HNO3NO(2)雨水样品中的 SO2和 H2SO3不断被空气中的氧气氧化而生成 H2SO4，随着时间的延长，H浓度增大，pH 下降；氧化完全后，形成 H2SO4 稀溶液，pH 不再变化(3)ABD(4)CaCO3SO2=CaSO3CO2，2CaSO3O2=2CaSO4(5)不可取。因SO2的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害 变式训练1 下表摘自国家环境监测中心公布的某时间我国部分大城市空气监测周报。城市 污染指数 首要污染物 空气质量级别 北京 92 TSP 天津 82 TS
14、P 长春 103 TSP 上海 74 NOx 杭州 67 TSP 城市 污染指数 首要污染物 空气质量级别 福州 42 厦门 25 济南 76 TSP 武汉 83 NOx 深圳 77 NOx 汕头 54 成都 87 TSP 重庆 98 SO2 贵阳 69 TSP 注：TSP：空气中飘尘；NOx：氮氧化物；SOx：硫的氧化物。阅读分析上表，回答下列问题：(1)经济特区中，空气质量最好的城市是_，直辖市中空气质量最差的城市是_。(2)最容易出现酸雨的城市是_。为防治城市出现酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上将生石灰或石灰石和含硫煤混合使用。请写出燃烧时，有关“固硫”(不使含硫化合物进入大
15、气)反应的化学方程式：_。解析：表中所列城市中属于目前我国经济特区的有：厦门、深圳、汕头；空气污染指数就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的数值形式，空气污染指数越小，空气质量越好。形成酸雨的首要污染物是SO2，整个表中只有重庆的首要污染物为SO2。答 案：(1)厦 门 重 庆 (2)重 庆 CaO SO2=CaSO3；2CaSO3O2=2CaSO4 改善空气质量的措施1控制化石燃料的使用，降低化石燃料产生污染的措施(1)改善燃煤质量，降低含硫量。可采用的方法是在煤中加入石灰石作为脱硫剂，降低SO2的排放或者对煤进行洗选加工，降低含硫量。CaCO3=高温 CaO CO2 CaO SO
16、2=CaSO32CaSO3O2=2CaSO4(2)发展洁净煤技术，开展煤的综合利用。如：煤的气化和液化。C(s)H2O(g)=高温 CO(g)H2(g)(3)调整能源结构，减少化石燃料的使用。如：开发太阳能、风能、地热能、核能和氢能等新能源。2减少汽车尾气污染的措施(1)推广使用无铅汽油。(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器，使氮氧化物转化为无污染的能参与大气循环的气体。3解决悬浮颗粒物污染的措施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，若直接排放到大气中会影响空气的质量。减少悬浮颗粒物排放的主要措施之一是静电除尘。例2(2011年浙江临海川南中学检测)汽车尾气(含有烃类、CO、
17、SO2与NO等物质)是城市空气的主要污染源，是产生光化学烟雾的主要因素。汽车尾气催化转换器是20世纪70年代发明的，它的特点是使CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。迄今为止，全世界大约已经应用了约6亿多个催化器。一些国家已经开始对机动车辆强制性安装“催化转换器”。(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式：_。早些年，科学家曾提出了在汽车尾气排放管中加生氨装置，汽车在发动后利用尾气排放管的热量产生氨气，在催化剂作用下将NO等还原为对环境无害的物质，请写出该反应的化学方程式：_。(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是
18、_。(3)据英国新科学家杂志介绍，欧盟委员会最近的一项研究指出，车用催化转换器会逐渐被侵蚀，使尾气中含有重金属微粒，据调查，在偏远的格陵兰地区都受到重金属微粒的影响。这意味着_，你认为强制性安装“催化转换器”的做法_(填“值得”或“不值得”)提倡，若不值得提倡请提出一些改进建议_。(4)控制城市空气污染源的方法可以有_(填代号)。A开发氢能源B使用电动车C植树造林D戴上呼吸面具【解析】汽车排放的污染物被公认为重大公害之一，整治汽车排放污染物是研究热点之一。根据提示信息：CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，生成的无毒气体只能是CO2和N2；另外NH3与NO反应生成的无害物质应该
19、为N2和H2O。“催化转换器”促使SO2的转化，联想接触法制硫酸中SO2的催化氧化，SO2应该转化为SO3，产生硫酸酸雾，使空气的酸度提高；偏远的地区都受到重金属微粒的影响，说明这已经成为一个全球问题，应研发、使用高效、安全的催化剂。【答案】(1)2CO2NO=催化剂 2CO2N2 4NH36NO=催化剂 5N26H2O(2)促使 SO2 转化为 SO3，产生硫酸酸雾，提高了空气的酸度(3)此类重金属污染已经成为一个全球问题 不值得 研发、使用新型的安全、无污染、高效催化剂(4)AB变式训练2 1995年三位美国科学家因在氟利昂和臭氧层方面的工作获得诺贝尔化学奖，他们的研究揭示了大气中臭氧层被
20、破坏的机理，由图可知()A日光在反应中作催化剂 B过氧化氯是一种很稳定的物质 C过氧化氯的结构式为OClClO D臭氧分子最终转变成氧气分子 解析：选D。由图中反应的转化关系可知过氧化氯在日光下分解，因此并不是很稳定的物质，过氧化氯的结构式应为ClOOCl，因此A、B、C选项都不正确，只有D正确。探究整合应用 香烟气体中所含成分的研究我们应对青少年进行“吸烟有害健康”的教育，因为香烟气体中含有大量尼古丁、醛类等物质，可通过实验验证。例某研究性学习小组设计了如下所示的实验。1、2、3三支试管中分别加入2 mL的蒸馏水、酒精和酸性高锰酸钾溶液。当燃完两支香烟后，分别进行以下实验：(1)取1号试管中
21、的水溶液，加入银氨溶液振荡，用水浴加热后可观察到有银镜生成，说明香烟燃烧产物中含有_类物质。(2)取 2 号试管中的全部乙醇溶液，加入足量的HgCl2 溶液会产生白色沉淀。可证明香烟气体中含有尼古丁，其致死量是 4060 mg，经测定它的结构简式为，则尼古丁可能发生的化学反应有_。A取代反应B消去反应 C加成反应D酯化反应(3)已知尼古丁与HgCl2溶液反应的化学方程式为：C10H14N2HgCl2C10H14N2HgCl2。将(2)生成的沉淀洗涤、干燥、称重，得其沉淀质量为13.02 mg，则上述每支香烟中尼古丁的质量是_mg。【解析】(1)能与银氨溶液反应产生光亮的银镜，这是有醛基物质典型的性质，因香烟气体的水溶液具有此性质，可以确定香烟气体中含有醛类物质。(2)从尼古丁的结构简式可以看出，其中含有碳碳双键，因此可以发生加成反应；又因其中含有甲基，在适当条件下也可以发生取代反应；能发生消去反应的物质一般是卤代烃、醇等，因尼古丁中无羟基和卤素原子，故不能发生消去反应；因其中没有羧基(COOH)和羟基(OH)，故不能发生酯化反应。【答案】(1)醛(2)AC(3)2.43