高中化学主题1呵护生存环境课题1关注空气质量.docx
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高中化学主题1呵护生存环境课题1关注空气质量
高中化学主题1呵护生存环境课题1关注空气质量
1．了解空气质量报告各项内容的含义，能根据给出的数值进行判断。
（重点）
2．知道光化学烟雾、酸雨的危害及治理的原理和方法。
（重点）
3．认识甲醛的结构与性质，了解甲醛的危害。
（重难点）
从空气质量报告谈起
1.解读空气质量报告
（1）主要污染物：
目前，空气质量报告中涉及的污染物主要是二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物（PM10）。
（2）空气污染指数与API
空气污染指数是将某种污染物浓度进行简化处理而得出的简单数值。
当日首要污染物的空气污染指数作为当日的空气污染指数，简称API。
API作为衡量空气质量好坏的指标，其数值越小，空气质量越好。
API在空气污染指数分级标准中所对应的级别就是当日的空气质量级别。
2．污染物的来源与治理
（1）氮氧化物与光化学烟雾
①氮氧化物及来源：
引起大气污染的氮氧化物主要是指一氧化氮和二氧化氮。
氮氧化物的人为来源主要是化石燃料的燃烧，汽车尾气则是城市大气中氮氧化物的主要来源之一。
②光化学烟雾
A．产生原因：
氮氧化物和碳氢化合物经紫外线照射发生光化学反应形成的有毒烟雾；
B．治理措施：
对汽车尾气进行净化处理。
（2）二氧化硫与酸雨
①酸雨的形成：
大气中的二氧化硫及其被氧化所生成的三氧化硫，以及氮氧化物溶解于降水中，分别生成亚硫酸、硫酸和硝酸等，这是造成降水pH降低的主要原因。
二氧化硫是形成酸雨的主要物质之一。
②酸雨的防治——烟道气体脱硫
常采用的方法是石灰石—石膏法。
请写出涉及的主要反应的化学方程式：
CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2，
2CaSO3＋O2===2CaSO4。
（3）可吸入颗粒物与呼吸系统疾病
①危害：
可吸入颗粒物（PM10）及其吸附的其他有毒物质，被吸入体内会聚积在呼吸系统中，会引发多种疾病。
②防治措施：
减少可吸入颗粒物要从它的源头——工业烟尘和灰尘着手，采取的措施有：
改造锅炉、提高燃烧效率和安装有效的除尘设备等。
1．空气质量报告为什么特别关注空气中SO2、NO2和可吸入颗粒物的含量？
【提示】 空气质量报告中所涉及的物质是与当时的空气组成成分和人们对空气质量的要求相关的。
就目前来看，许多地区的空气中二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物（PM10）的含量偏高而导致了空气污染，影响了人的身体健康。
室内空气污染不可忽视
1.厨房
（1）煤、煤气、液化气等燃烧产生的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等造成的污染。
（2）烹饪菜肴时产生的油烟造成的污染，如丙烯醛、苯并（a）芘等。
2．装饰材料
3．吸烟
香烟烟雾中的烟碱、一氧化碳、醛类、苯并（a）芘等有多种害物质造成的污染。
4.认识甲醛
（1）结构
俗名
化学式
结构式
结构简式
蚁醛
CH2O
HCHO
（2）物理性质
颜色
气味
状态
溶解性
无色
有刺激性
气体
易溶于水和乙醇
（3）化学性质
①加成反应
甲醛与氢气在镍作催化剂的条件下生成甲醇，其反应式为
HCHO＋H2CH3OH。
②氧化反应
a．甲醛可被氧气氧化生成甲酸，其反应方程式为
2HCHO＋O22HCOOH。
b．甲醛也可被新制的Cu（OH）2氧化，其反应后的产物为红色的Cu2O。
③使蛋白质变性
甲醛使蛋白质变性，这是甲醛有毒的主要原因。
2．请结合身边实际举例说明如何减少室内空气污染？
【提示】
（1）避免在室内吸烟；
（2）居室要经常通风；
（3）烹饪时使用抽油烟机；
（4）新装修的居室要通风一段时间再居住。
解读空气质量报告
【问题导思】
①空气质量报告中涉及的主要污染物有哪些？
主要参数有哪些？
②每日的空气质量状况主要由什么决定？
【提示】 ①空气质量报告中涉及的主要污染物有SO2、NOx、PM10。
主要参数有首要污染物、污染指数、空气质量级别和空气质量状况。
②每日的空气质量状况由当日首要污染物的污染指数（API）的数值决定。
影响空气质量的主要因素有两个：
一是污染物的排放量；二是气象条件。
相邻两天空气质量有时差别很大。
下表是某些城市某日的空气质量日报：
城市
污染指数
首要污染物
空气质量级别
SO2
NO2
PM10
A
98
23
67
SO2
2
B
47
29
35
SO2
1
C
62
72
113
PM10
3
D
52
90
59
NO2
2
（1）由上表可知，空气质量日报中涉及的污染物主要是________、________和________。
（2）四城市中最容易出现酸雨的是________。
四城市中最容易出现光化学烟雾的是________汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一。
治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转化器”，使NOx和CO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，这些无毒气体是________________。
（3）C城市中当日首要污染物是________，其空气污染指数是________。
（4）改善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）空气质量日报中涉及的主要污染物是SO2、NO2和PM10。
（2）最容易出现酸雨的城市是以SO2为首要污染物且污染指数最高的城市。
最容易出现光化学烟雾的是以氮的氧化物为首要污染物且污染指数最高的城市。
CO和NOx发生氧化还原反应生成无毒N2和CO2。
（3）污染指数最大的污染物就是当日的首要污染物，并将其污染指数作为当日的空气污染指数。
【答案】
（1）SO2 NO2 可吸入颗粒物（PM10）
（2）A D N2和CO2
（3）可吸入颗粒物（或PM10） 113
（4）ABC
空气污染指数的确定：
（1）每日定时测定该地空气中各种污染物的浓度。
（2）将各种污染物的浓度换算成污染指数。
（3）选取污染指数最大的污染物作为首要污染物，首要污染物的污染指数即为该地当日的空气污染指数。
1．以下是有关空气质量报告的说法，其中错误的是（ ）
A．污染指数就是污染物的浓度
B．首要污染物是指污染指数最大的污染物
C．API（空气污染指数）也就是首要污染物的污染指数
D．若空气污染指数为190，则空气质量状况为轻度污染
【解析】 污染指数是将某种污染物的浓度进行简化处理而得出的简单数值，而不是污染物浓度的本身。
空气污染指数为151～200时，空气质量状况为轻度污染。
【答案】 A
酸雨的形成、危害和防治
【问题导思】
①pH小于7的降雨都属于酸雨吗？
酸雨形成的原理是什么？
②在我国降落的酸雨以哪种类型为主？
其形成过程中所涉及到的化学反应有哪些？
③酸雨有哪些危害？
可以采取哪些措施加以防治？
【提示】 ①否，酸雨是指pH<5.6的降雨。
酸雨的形成是由硫的氧化物和氮的氧化物等酸性气体转化造成的。
②我国主要以硫酸型酸雨为主，其形成过程涉及到的化学反应有：
SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4,2SO2＋O22SO3，SO3＋H2O===H2SO4
③酸雨可使土壤酸性增强、湖泊酸化、腐蚀建筑物等。
防治或减少酸雨的形成，一般应从两方面着手：
a.对酸性物质的排放加以控制；b.改变能源结构。
1．酸雨的形成
（1）正常雨水偏酸性pH＝5.6，是因为大气中的CO2溶于雨水所致，CO2＋H2OH2CO3。
（2）酸雨是指pH<5.6的降雨。
酸雨的形成原理：
主要由硫的氧化物和氮氧化物等酸性气体转化而成。
酸雨类型：
①硫酸型酸雨：
SO2形成酸雨有两条途径：
一是SO2与H2O反应生成H2SO3，H2SO3被氧化生成H2SO4，其反应的化学方程式为：
SO2＋H2OH2SO3；2H2SO3＋O2===2H2SO4；二是SO2在浮尘的催化作用下被O2氧化为SO3，SO3与H2O反应生成H2SO4，反应的化学方程式为：
2SO2＋O22SO3；SO3＋H2O===H2SO4。
H2SO4溶于降水中形成硫酸型酸雨。
我国主要以硫酸型酸雨为主，这是由我国以煤炭为主的能源结构决定的。
②硝酸型酸雨：
NO与O2反应生成NO2，NO2再与H2O反应生成HNO3，反应的化学方程式为：
N2＋O22NO；2NO＋O2===2NO2；3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
HNO3溶于降水中形成硝酸型酸雨。
2．酸雨的危害
使土壤酸性增强，直接破坏农作物、草原和森林；使湖泊酸化，造成鱼类等死亡；加速建筑物、桥梁、工业设备、电缆等的腐蚀。
3．酸雨的防治
（1）从实际情况出发，对酸性物质的排放加以控制。
（2）改变能源结构，开发利用氢能、太阳能、风能等清洁能源，从根本上解决问题。
硫酸型酸雨中存在SO2和H2SO3，随着时间的延长，H2SO3被氧化为H2SO4，H＋浓度增大，pH会降低，危害加重。
正常雨水并不是中性水，而是偏酸性，不要认为pH<7的雨水都是酸雨。
下面是某次采集酸雨的样品每隔一段时间测定一次pH得到的数据。
时间
开始
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
请依据上述材料，完成下列问题：
（1）分析形成酸雨的原因：
_________________________________________
_______________________________________________________________。
（2）解释酸雨pH变化的主要原因：
__________________________________
_______________________________________________________________。
（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）对酸雨防治提出合理建议。
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
【解析】
（1）酸雨形成主要由SO2和氮氧化物所致，从题干信息二氧化硫的排放量和酸雨pH随时间而降低知本次酸雨形成主要由SO2所致。
（2）雨水中的SO2和H2SO3不断被空气中的氧气氧化成H2SO4，所以pH不断减小。
（3）酸雨的危害极大，会破坏农作物、森林、草原、建筑物、工业设备、电信电缆等。
要减少酸雨的产生，首先要了解空气中SO2的来源。
大气中二氧化硫的来源主要是化石燃料的燃烧以及含硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥、造纸等生产过程中产生的尾气。
（4）在工厂中采用石灰石—石膏法进行脱硫时，先将SO2转化为CaSO3，再进而转化成CaSO4，从而达到脱硫目的。
（5）对酸雨的防治，主要从源头出发，控制污染源，对燃料进行脱硫或加强绿化等。
【答案】
（1）酸雨形成主要由于化石燃料燃烧或工厂排放的SO2所致
（2）雨水样品中的SO2和H2SO3不断被空气中氧气氧化而生成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）CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2
2CaSO3＋O2===2CaSO4
（5）①控制污染源；②寻找并使用清洁能源；③大力开展绿化，适当种植柳杉等树木；④淘汰尾气排放严重超标的机动车；⑤使用微生物脱硫；⑥改进工艺流程；⑦加大环境管理力度等
2．减少酸雨的产生可采用的措施是（ ）
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤
C．①③⑤D．①③④⑤
【解析】 酸雨的形成是因为工业生产过程中大量矿物燃料使用及大量汽车尾气排放，使空气中SO2和氮氧化物气体较多，与降水结合产生HNO3、H2SO4、H2SO3。
减少酸雨产生的措施关键是降低SO2的排放量。
可以减少矿物燃料的使用，开发新的洁净能源，对燃料进行脱硫等，而加高烟囱只是“降低了地表SO2”的浓度，在已酸化的土壤中加石灰只是改良土壤过度酸性，均与SO2的排放量无关。
【答案】 C
居室空气污染与治理
【问题导思】
①居室空气中常见污染物有哪些？
分别具有哪些危害？
②室内空气污染主要来自哪些方面？
为减少室内空气污染你认为在日常生活中可采取哪些措施？
【提示】 ①居室空气中常见污染物有一氧化碳、丙烯醛、苯并（a）芘、甲醛、氡、烟碱等。
它们的危害见下表。
②室内空气污染主要来自做饭、建筑与装饰材料、吸烟等方面，减少室内空气污染可注意以下问题：
a.通气经常化 b．装潢无害化 c．厨房卫生化 d．禁烟持久化 e．居室要绿化
1．居室空气中常见污染物的来源及危害
污染物
来源
危害
一氧化碳
燃料的不完全燃烧
与人体内的血红蛋白结合，使血红蛋白失去携带氧的能力，从而使人体因缺氧而中毒
丙烯醛
油温过高时产生
对鼻、眼、喉有刺激作用，易引发呼吸道疾病
苯并（a）芘
油温过高时产生
有剧毒
苯
涂料、填料、有机溶剂等
过量会导致再生障碍性贫血，引发癌症
甲醛
涂料和胶黏剂
导致人体嗅觉功能、肝脏功能和免疫功能等出现异常
氡（放射性污染物）
建筑材料和装饰材料
使肺细胞受损
烟碱
吸烟
大量烟碱会抑制中枢神经系统甚至使心脏麻痹而导致死亡。
烟碱还会减弱人体的免疫功能。
2.室内空气污染的源头及治理措施
现代人正进入以“室内空气污染”为标志的第三个污染时期。
以下不属于室内空气污染的是（ ）
A．烹饪时产生的油烟
B．二氧化碳含量过高造成的温室效应
C．石材释放出的有害放射性气体
D．劣质黏合剂释放出的甲醛等有害物质
【解析】 室内空气污染包括装修材料、黏合剂释放出的甲醛等气体；还有烹饪时的油烟，而二氧化碳含量过高造成的温室效应是自然界的变化。
【答案】 B
3．在入住装修过的新房之前，下列做法中错误的是（ ）
A．紧闭门窗，防止装修面干裂、变质
B．适度开窗通气，充分地进行内外空气对流
C．用活性炭吸附室内环境中的有害气体
D．在各个房间内均匀地放置适量的吊兰、芦荟等植物
【解析】 装修过的新房，其建筑材料和装修材料都会释放出多种大量的有害物质，故A错B对。
一般的房屋装修材料和胶黏剂都能释放出甲醛，甲醛对人体有严重的危害用活性炭可吸附，故C对。
许多种花草都有吸收有害物质的功能，如常春藤和铁树可以吸收苯，吊兰、芦荟、虎尾兰可以吸收甲醛等，故D对。
【答案】 A
1．下列物质中，可形成酸雨的是（ ）
A．二氧化硫 B．氟氯代烃
C．二氧化碳D．甲烷
【解析】 二氧化硫及氮氧化物是形成酸雨的主要污染物，形成酸雨的过程为：
SO2→H2SO4；NOx→NO2→HNO3，故A正确。
B项中氟氯代烃的主要危害是引起臭氧空洞。
C项中二氧化碳主要引起温室效应。
D项中甲烷不溶于水，不能形成酸雨。
【答案】 A
2．大气污染是指（ ）
A．大气中含少量的有毒、有害的物质
B．大气中的有毒、有害物质可以自净到正常值
C．大气中某些有毒、有害物质的含量超过正常值或超过大气的自净能力
D．空气中氮气的含量大于氧气的含量
【解析】 大气中有毒、有害物质的含量超过正常值或超过大气自净能力就会引起大气污染。
【答案】 C
3．某些装饰材料会缓慢释放出某种化学物质，影响健康，这种化学物质可能是（ ）
A．甲醛B．O2
C．N2D．CO2
【解析】 甲醛是有毒物质，吸入高浓度甲醛后，会出现呼吸道的严重刺激和水肿、眼刺痛、头痛，也可发生支气管哮喘。
【答案】 A
4．火山喷发产生大量的火山气和火山灰。
下表所列的是气象部门对某火山周围大气某次检测得到的数据。
污染物
二氧化硫
二氧化氮
可吸入颗粒物
污染指数
105
23
203
该次检测中，该火山周围的空气污染指数为（ ）
A．105 B．128
C．203 D．331
【解析】 污染指数最大的污染物为首要污染物，首要污染物的污染指数代表了空气污染指数。
【答案】 C
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