版高中化学第4章保护生存环境第1节改善大气质量第2课时改善大气质量.docx

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版高中化学第4章保护生存环境第1节改善大气质量第2课时改善大气质量

第2课时　改善大气质量

1．改善大气质量的主要方法。

（重点）

2．汽车尾气系统中催化转化器的化学反应原理。

（难点）

一、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H、O、N、S等元素，燃烧时会产生大量的CO、NO、NO2、SO2等对大气造成污染的气体。

2．减少污染的措施

（1）改善燃煤的质量

如推行煤炭的洗选加工，降低煤的含硫量和含灰量，限制高硫分、高灰分煤炭的开采等。

（2）改进燃烧装置和燃烧技术、改进排烟设备等

如调节燃烧时的空燃比、采用新型煤粉燃烧器，向煤中加入适量石灰石可大大减少SO2的含量，其反应的化学方程式为2CaCO3＋O2＋2SO2===2CaSO4＋2CO2。

（3）发展洁净煤技术，开展煤的综合利用

煤的气化和液化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径，水煤气的制取的化学方程式为C（s）＋H2O（g）

CO（g）＋H2（g）。

（4）调整和优化能源结构，加快利用太阳能、风能、地热能、核能和氢能等新能源。

1．煤燃烧时，产生的哪些气体为空气质量日报的污染物？

【提示】　SO2、氮的氧化物以及烟尘。

二、减少汽车等机动车尾气污染

1．汽车尾气的组成

汽车尾气主要含有CO、NO、NO2、碳氢化合物等污染物，若使用含铅汽油，则还有含铅的化合物。

2．减少尾气污染的措施

（1）推广使用无铅汽油

含铅汽油是指加入抗爆震剂四乙基铅的汽油，现在广泛采用的无铅汽油抗爆震剂是甲基叔丁基醚等。

（2）在汽车尾气系统中装置催化转化器

通常采用铂等贵重金属作催化剂，发生的反应如下。

前半部：

2CO＋2NO

2CO2＋N2，

后半部：

2CO＋O2

2CO2，

C7H16＋11O2

7CO2＋8H2O，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。

3．使用新燃料或动力

如以液化石油气为燃料，以锂离子电池为汽车提供动力。

2．为什么装有催化转化器的汽车必须使用无铅汽油？

【提示】　防止含铅化合物引起催化剂中毒。

三、减少室内空气污染

1．室内空气污染物的主要组成

（1）家用燃料燃烧、烹调和吸烟等产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2和尼古丁等污染物。

（2）各种建筑装饰材料带来各种挥发性有机物如甲醛、苯、甲苯、二甲苯以及放射性元素氡（Rn）等污染物。

2．室内主要污染物的危害和减少方法

主要污

染物

危害

防治措施

CO

与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，造成人体缺氧而中毒甚至死亡

（1）注意室内通风，安装烟囱或抽气换气机

（2）安装CO警报器

HCHO

刺激人的眼、呼吸道黏膜，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

（1）家庭装修选择正规装饰公司和达到国家标准的环保材料

（2）保持室内空气流通

（3）居室适当绿化，种养吊兰、芦荟等花草吸收甲醛

氡

长期吸入氡会引起肺癌，称为“隐形杀手”

（1）保持空气流通

（2）选用正规建筑板材

3．氡为什么被称为隐形杀手？

【提示】　氡是一种无色无味的放射性气体，是一种主要的室内放射性污染物，长期吸入氡会引起肺癌，因此，氡常被称为“隐形杀手”。

对煤燃烧产生污染物的控制

第1步导思——问题引入，自主探究

1．工业上煤炭是怎样脱硫的？

【提示】　加石灰石减少SO2的措施叫钙基固硫，反应原理还可表示为CaCO3

CaO＋CO2↑，CaO＋SO2===CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4。

2．SO2是主要的大气污染物之一，又是引起酸雨的最主要原因，我国普遍采用什么方法来吸收SO2呢？

【提示】　我国普遍采用的方法是用碱性物质吸收SO2。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

1．消烟除尘

（1）改进燃烧方式和设备，使燃料完全燃烧。

（2）靠机械设备将粉尘收集起来。

常用的除尘设备有沉降室、旋风收尘器、电除尘器、水浴除尘器等。

2．对二氧化硫的控制

对SO2的控制有三种方式：

烟气脱硫、燃料预先脱硫、燃烧中脱硫。

（1）从烟气中脱硫

①氨酸法：

NH3（aq）

（NH4）2SO3（aq）

NH4HSO3（aq）

再用93%的浓硫酸分解亚硫酸氢铵，可得到高浓度二氧化硫。

②石灰乳法（钙法）：

用氢氧化钙浆液来吸收含SO2的尾气以脱硫，并产生副产品——石膏。

其化学反应如下：

2Ca（OH）2＋2SO2===2（CaSO3·

H2O）＋H2O

2（CaSO3·

H2O）＋2SO2＋H2O===2Ca（HSO3）2

石膏　　　　

Ca（HSO3）2＋O2＋2H2O===CaSO4·2H2O＋H2SO4

石膏在工业中用途较多，它可以用作建筑材料（石膏板），还可以作为高密度树脂材料或塑料所制成的复合材料中的填料。

（2）从燃料中脱硫

燃料脱硫是在煤炭洗选中实现的。

洗煤的方法有物理方法和化学方法两种。

物理洗选是利用煤中硫铁矿与其他组分间物理性质的差异进行分离的方法。

化学方法脱硫是利用化学反应对硫铁矿中的硫进行脱除。

（3）燃烧时脱硫

燃烧时脱硫是采用流化床燃烧技术进行的。

这种方法是向炉内喷射石灰或白云石作流动介质，与煤粒混合在炉内进行多级燃烧，二氧化硫以硫酸钙的形式除去。

其化学原理是：

CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2

2CaSO3＋O2===2CaSO4

第3步例证——典例印证，思维深化

　保护环境，保护地球已成为人类共同的呼声。

（1）引起温室效应的主要物质是________。

（2）以煤炭为主的能源结构易导致酸雨的形成，形成这类酸雨的气体是________。

【解析】　

（1）引起温室效应的气体主要是二氧化碳；

（2）煤炭的燃烧产生大量的二氧化硫，从而引起酸雨。

【答案】　

（1）二氧化碳　

（2）二氧化硫

SO2是造成酸雨的主要气体，属于酸性氧化物，具有还原性，据其所具有的性质可用化学方法吸收，尽可能减少空气污染。

第4步运用——精选习题，落实强化

1．SO2是常见的大气污染物之一，我国规定空气中SO2的含量不得超过0.02mg·L－1。

下列措施中，不能减少SO2排放量的是（　　）【导学号：

72062073】

A．用天然气代替煤炭作民用燃料

B．大力植树造林

C．硫酸厂采取措施提高尾气的吸收率

D．燃煤中加入生石灰

【解析】　天然气是一种清洁燃料，煤炭中含有硫元素，燃烧会产生SO2，所以A项能减少SO2的排放量；某些树木能吸收SO2，但不能减少SO2的排放量；提高SO2的吸收率，就可以减少向大气中的排放量；煤炭中加入的生石灰可以与产生的SO2反应生成CaSO3，从而减少SO2的排放量，故选B项。

【答案】　B

减少汽车尾气污染和室内空气

污染的方法

第1步导思——问题引入，自主探究

1．城市大气中氮氧化物的主要来源是什么？

有什么危害？

【提示】　汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一，可引起光化学烟雾。

2．减少室内空气污染的常用方法有哪些？

【提示】　a．保持室内空气流通；b.禁止吸烟；c.采用环保装饰材料。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

1．减少汽车等机动车尾气的污染

（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。

在催化转化器中主要发生的反应有：

2CO＋2NO

2CO2＋N2

2CO＋O2

2CO2

C7H16＋11O2

7CO2＋8H2O

由于含铅化合物会使催化剂中毒，所以装有催化转化器的汽车必须使用无铅汽油。

2．减少室内空气污染

第3步例证——典例印证，思维深化

　硝酸工业产生的尾气（NO、NO2等）对环境造成污染，同时汽车尾气（含烃类、CO、SO2与NO等）是城市空气的污染源。

（1）汽车以汽油作为发动机燃料，在不断启动打火的过程中产生了CO、NO等有毒气体，若供氧不足，主要产生的污染物是________，若供氧充足，主要产生的有毒气体是________等。

（2）简述CO、NO对人体产生的影响是_______________________________

______________________________________________________________。

（3）谈一谈汽车尾气污染物对环境造成的影响__________________________

_______________________________________________________________。

（4）控制城市空气污染的方法有________。

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】　

（1）当供氧不足时，烃（CxHy）不完全燃烧，产生CO有毒气体；当供氧充足时，产生NO、NO2等有毒气体。

（2）CO、NO极易与血红蛋白结合，难分离，使血液失去供氧能力，使人体中毒，同时NO在人体中含量不正常，可导致心脑血管病、高血压、中风、糖尿病等疾病。

（3）汽车尾气排放过多，可形成光化学烟雾而污染环境。

引起呼吸严重障碍，导致心肺衰竭。

（4）控制城市污染源，避免汽车燃烧汽油，所以必须开发新的能源，如开发氢能源、使用电动车等，从根源上消除污染。

【答案】　

（1）CO　NO、NO2

（2）使血液失去供氧能力，导致心脑血管病等

（3）污染环境，引起呼吸严重障碍，导致心肺衰竭

（4）AB

第4步运用——精选习题，落实强化

2．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________________________________________________________。

【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烹调和吸烟等产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2和尼古丁等及各种建筑装饰材料挥发出来的除甲醛外的苯、甲苯及放射性元素氡等，可任写几种。

（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（任写两种即可）

（3）在晚上无阳光时，植物主要是吸收O2，呼出CO2

1．因具有放射性而被称为居室“隐形杀手”的是（　　）

A．甲醛　　　　　　　B．苯

C．氡D．一氧化碳

【解析】　氡无色、无味，因其放射性污染不易察觉，因此氡被称为“隐形杀手”，甲醛、苯、CO均没有放射性。

【答案】　C

2．如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。

装置内发生的主要反应中不含（　　）

A．化合反应B．分解反应

C．置换反应D．氧化还原反应

【解析】　装置内没有单质出现，故不存在置换反应。

化合反应为CaO＋SO2===CaSO3，分解反应为CaC