4.1 改善大气质量 学案（含答案）
文档属性
| 名称 | 4.1 改善大气质量 学案（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 21.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-11-12 15:37:39 | ||
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文档简介
第一节
改善大气质量
一、学习目标
(一)知识与技能
1.知道大气主要污染物，能说出减少或消除大气污染物的原理和方法。
2.知道甲醛是一种居室空气污染物；了解其对人体的危害。
3.了解燃料脱硫、废气处理中的化学原理和应用。
(二)过程与方法
通过自主学习，讨论，清楚大气污染对人类的危害
(三)情感、态度与价值观
通过对大气污染的现状，激发对环境的热情。
二、学习重难点
1.知道大气主要污染物，能说出减少或消除大气污染物的原理和方法。
2.臭氧层受损和汽车尾气系统中催化转化器的化学反应原理。
三、学习过程
（一）自主学习
1.解读空气质量报告
(1)空气质量报告中的主要污染物
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。
(2)空气污染指数
空气污染指数(Air
Pollution
Index)，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。
2.温室效应(greenhouse
effect)
(1)温室效应
大气中的二氧化碳、甲烷及水蒸气等温室气体允许部分太阳辐射(短波辐射)透过并到达地面，使地球表面温度升高；同时，这些温室气体又能吸收从地球表面发出的长波辐射，使热量留在大气层内，仅让很少的一部分热量散失到宇宙空间，从而使地球表面的温度进一步升高，这种现象称为温室效应。
(2)空气中CO2含量增高的主要原因
随着当今全球化石燃料用量的猛增，化石燃料燃烧排放出大量CO2；同时由于乱砍滥伐导致森林面积急剧减少，森林吸收CO2的能力下降。CO2在空气中的含量不断增加，致使CO2吸收地球表面发出的长波辐射增多，从而加剧了温室效应，引起地球表面温度上升。
(3)遏制全球气候变暖的措施
限制CO2气体的排放量，保护地球上的森林资源，增加城市绿地面积。
3.治理大气污染
为了改善空气质量，必须控制大气中二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物的排放量。
防止化石燃料燃烧产生的二氧化硫和汽车尾气中的氮氧化物对大气的污染是改善大气质量的重要任务。
(1)硫酸型酸雨的形成途径
①SO2在尘埃中金属化合物的催化作用下与空气中的氧气发生反应生成SO3，SO3和水反应生成硫酸。
反应的化学方程式为2SO2+O22SO3，SO3+H2O====H2SO4。
②SO2和水反应生成亚硫酸，亚硫酸与溶于水中的氧气发生反应生成硫酸。
反应的化学方程式为，SO2+H2OH2SO3，2H2SO3+O2====2H2SO4。
(2)硫酸型酸雨的治理方法
硫酸型酸雨的形成主要与煤和石油中的硫燃烧产生的二氧化硫有关，因此，我们需要对它们进行脱硫处理。
在煤中添加石灰石作为脱硫剂，可以减少煤燃烧时产生的SO2，发生反应的化学方程式如下：
CaCO3CaO+CO2↑
CaO+SO2====CaSO3
2CaSO3+O2===2CaSO4
脱硫后产生的废料中含有CaSO4，可用于制造建筑材料。
(3)硝酸型酸雨的形成过程及治理方法
①硝酸型酸雨的形成主要是由汽车排放的尾气所致。在汽车发动机中气缸点火的瞬间，空气中的氮气与氧气化合生成NO，NO经过一系列变化形成硝酸，反应的化学方程式：
N2+O22NO
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
②治理方法：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。净化装置里含有钯(Pd)等过渡金属元素催化剂，尾气通过净化装置后，其中的有害气体NO、CO转化为无害气体，反应的化学方程式：2NO+2CON2+2CO2。
(4)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。为了防止悬浮颗粒物进入大气，可以将混有悬浮颗粒物的气体通过静电沉降器进行处理。
4.让居室空气更清新
居室空气中存在的污染物主要来自装修材料、日用化学品、香烟烟雾以及家用燃料的燃烧产物等。
(1)装修材料污染
地板、地砖、地毯、油漆、内墙涂料、胶合板和壁纸等装修材料中的甲醛(methanal)、苯、甲苯、醚类、酯类、呼吸道等挥发性有机物具有不同程度的毒性。它们挥发到空气中，通过一氧化碳进入人体后危害健康。
(2)厨房污染
厨房污染主要来自两个方面：一是燃料燃烧产生的氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫等造成的污染；二是烹饪菜肴时产生的油烟造成的污染。
(3)烟草污染
吸烟也是严重污染室内空气的因素。烟草燃烧释放的烟雾含有尼古丁、一氧化碳、醛类、苯并(a)芘等多种有害物质。
（二）知识延伸
1.温室效应
温室效应会使地球表面温度升高，据统计，近百年来，全球增温大约0.6℃。全球变暖将可能导致两极的冰川融化，使海平面升高，淹没许多城市，这无疑是对人类的巨大威胁。地球表面气温升高，各地降水和干湿状况也会发生变化。现在温带的农业发达地区，由于气温升高，蒸发加强，气候会变得干旱，农业区会退化成草原，干旱区会变得更干旱，土地沙漠化，使农业减产。
2.影响空气质量的因素
影响空气质量的主要因素有两个：一个是污染物的排放量，另一个是气象条件。
3.厨房污染
厨房中燃料燃烧产生的碳氧化物、氮氧化物、硫氧化物都能造成居室污染；烹饪产生的油烟中可能含有的易致病物质丙烯醛、苯并(a)芘等，也是居室污染的主要因素。
4.装修材料污染
(1)苯污染
涂料、填料、胶黏剂、防水材料中都能释放出苯，污染居室环境，苯的吸入量达到一定程度时可能导致再生障碍性贫血，甚至可能引发癌症。
(2)甲醛污染
涂料和胶黏剂是室内甲醛的主要来源，甲醛可使人的肝脏功能异常、免疫功能异常，是可致
癌和致畸物质。
四、同步练习
1.已知天然气的主要成分CH4，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：①天然气与煤、柴油相比是比较清洁的能源②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大③燃烧天然气，也是酸雨的成因之一。其中正确的是(
)
A.①②③
B.①
C.①②
D.③
解析：天然气相比于煤、柴油而言是比较清洁的能源，目前部分城市代替汽油加以推广；SO2、NOx的过度排放是引起酸雨的原因,而CO2的过度排放则是引起温室效应的原因。这些都是学生必须了解的常识。从题给信息看，等物质的量的CH4、CO2产生的温室效应前者大，因此等质量CH4、CO2产生的温室效应当然也是前者大，故应选C。但有许多考生选择了A项，错误地认为CO2是酸性气体，则燃烧天然气也会引起酸雨。
答案：C
2.为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料.目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气(CNG)，另一类是液化石油气.这两类燃料的主要成分是(
)
A.碳水化合物
B.碳氢化合物
C.氢气
D.醇类
解析：天然气的主要成分是甲烷(CH4)。石油的主要成分是烃，液化石油气的主要成分当然也是烃。烃就是碳氢化合物的简称。
答案：B
3.以下是有关空气质量报告的问题，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90，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化数值形式，而不是污染物浓度的本身.空气污染指数为51～100时，空气质量状况为良；空气污染指数为151～200时，空气质量状况为轻度污染。
答案：AD
改善大气质量
一、学习目标
(一)知识与技能
1.知道大气主要污染物，能说出减少或消除大气污染物的原理和方法。
2.知道甲醛是一种居室空气污染物；了解其对人体的危害。
3.了解燃料脱硫、废气处理中的化学原理和应用。
(二)过程与方法
通过自主学习，讨论，清楚大气污染对人类的危害
(三)情感、态度与价值观
通过对大气污染的现状，激发对环境的热情。
二、学习重难点
1.知道大气主要污染物，能说出减少或消除大气污染物的原理和方法。
2.臭氧层受损和汽车尾气系统中催化转化器的化学反应原理。
三、学习过程
（一）自主学习
1.解读空气质量报告
(1)空气质量报告中的主要污染物
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。
(2)空气污染指数
空气污染指数(Air
Pollution
Index)，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。
2.温室效应(greenhouse
effect)
(1)温室效应
大气中的二氧化碳、甲烷及水蒸气等温室气体允许部分太阳辐射(短波辐射)透过并到达地面，使地球表面温度升高；同时，这些温室气体又能吸收从地球表面发出的长波辐射，使热量留在大气层内，仅让很少的一部分热量散失到宇宙空间，从而使地球表面的温度进一步升高，这种现象称为温室效应。
(2)空气中CO2含量增高的主要原因
随着当今全球化石燃料用量的猛增，化石燃料燃烧排放出大量CO2；同时由于乱砍滥伐导致森林面积急剧减少，森林吸收CO2的能力下降。CO2在空气中的含量不断增加，致使CO2吸收地球表面发出的长波辐射增多，从而加剧了温室效应，引起地球表面温度上升。
(3)遏制全球气候变暖的措施
限制CO2气体的排放量，保护地球上的森林资源，增加城市绿地面积。
3.治理大气污染
为了改善空气质量，必须控制大气中二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物的排放量。
防止化石燃料燃烧产生的二氧化硫和汽车尾气中的氮氧化物对大气的污染是改善大气质量的重要任务。
(1)硫酸型酸雨的形成途径
①SO2在尘埃中金属化合物的催化作用下与空气中的氧气发生反应生成SO3，SO3和水反应生成硫酸。
反应的化学方程式为2SO2+O22SO3，SO3+H2O====H2SO4。
②SO2和水反应生成亚硫酸，亚硫酸与溶于水中的氧气发生反应生成硫酸。
反应的化学方程式为，SO2+H2OH2SO3，2H2SO3+O2====2H2SO4。
(2)硫酸型酸雨的治理方法
硫酸型酸雨的形成主要与煤和石油中的硫燃烧产生的二氧化硫有关，因此，我们需要对它们进行脱硫处理。
在煤中添加石灰石作为脱硫剂，可以减少煤燃烧时产生的SO2，发生反应的化学方程式如下：
CaCO3CaO+CO2↑
CaO+SO2====CaSO3
2CaSO3+O2===2CaSO4
脱硫后产生的废料中含有CaSO4，可用于制造建筑材料。
(3)硝酸型酸雨的形成过程及治理方法
①硝酸型酸雨的形成主要是由汽车排放的尾气所致。在汽车发动机中气缸点火的瞬间，空气中的氮气与氧气化合生成NO，NO经过一系列变化形成硝酸，反应的化学方程式：
N2+O22NO
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
②治理方法：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。净化装置里含有钯(Pd)等过渡金属元素催化剂，尾气通过净化装置后，其中的有害气体NO、CO转化为无害气体，反应的化学方程式：2NO+2CON2+2CO2。
(4)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。为了防止悬浮颗粒物进入大气，可以将混有悬浮颗粒物的气体通过静电沉降器进行处理。
4.让居室空气更清新
居室空气中存在的污染物主要来自装修材料、日用化学品、香烟烟雾以及家用燃料的燃烧产物等。
(1)装修材料污染
地板、地砖、地毯、油漆、内墙涂料、胶合板和壁纸等装修材料中的甲醛(methanal)、苯、甲苯、醚类、酯类、呼吸道等挥发性有机物具有不同程度的毒性。它们挥发到空气中，通过一氧化碳进入人体后危害健康。
(2)厨房污染
厨房污染主要来自两个方面：一是燃料燃烧产生的氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫等造成的污染；二是烹饪菜肴时产生的油烟造成的污染。
(3)烟草污染
吸烟也是严重污染室内空气的因素。烟草燃烧释放的烟雾含有尼古丁、一氧化碳、醛类、苯并(a)芘等多种有害物质。
（二）知识延伸
1.温室效应
温室效应会使地球表面温度升高，据统计，近百年来，全球增温大约0.6℃。全球变暖将可能导致两极的冰川融化，使海平面升高，淹没许多城市，这无疑是对人类的巨大威胁。地球表面气温升高，各地降水和干湿状况也会发生变化。现在温带的农业发达地区，由于气温升高，蒸发加强，气候会变得干旱，农业区会退化成草原，干旱区会变得更干旱，土地沙漠化，使农业减产。
2.影响空气质量的因素
影响空气质量的主要因素有两个：一个是污染物的排放量，另一个是气象条件。
3.厨房污染
厨房中燃料燃烧产生的碳氧化物、氮氧化物、硫氧化物都能造成居室污染；烹饪产生的油烟中可能含有的易致病物质丙烯醛、苯并(a)芘等，也是居室污染的主要因素。
4.装修材料污染
(1)苯污染
涂料、填料、胶黏剂、防水材料中都能释放出苯，污染居室环境，苯的吸入量达到一定程度时可能导致再生障碍性贫血，甚至可能引发癌症。
(2)甲醛污染
涂料和胶黏剂是室内甲醛的主要来源，甲醛可使人的肝脏功能异常、免疫功能异常，是可致
癌和致畸物质。
四、同步练习
1.已知天然气的主要成分CH4，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：①天然气与煤、柴油相比是比较清洁的能源②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大③燃烧天然气，也是酸雨的成因之一。其中正确的是(
)
A.①②③
B.①
C.①②
D.③
解析：天然气相比于煤、柴油而言是比较清洁的能源，目前部分城市代替汽油加以推广；SO2、NOx的过度排放是引起酸雨的原因,而CO2的过度排放则是引起温室效应的原因。这些都是学生必须了解的常识。从题给信息看，等物质的量的CH4、CO2产生的温室效应前者大，因此等质量CH4、CO2产生的温室效应当然也是前者大，故应选C。但有许多考生选择了A项，错误地认为CO2是酸性气体，则燃烧天然气也会引起酸雨。
答案：C
2.为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料.目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气(CNG)，另一类是液化石油气.这两类燃料的主要成分是(
)
A.碳水化合物
B.碳氢化合物
C.氢气
D.醇类
解析：天然气的主要成分是甲烷(CH4)。石油的主要成分是烃，液化石油气的主要成分当然也是烃。烃就是碳氢化合物的简称。
答案：B
3.以下是有关空气质量报告的问题，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90，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化数值形式，而不是污染物浓度的本身.空气污染指数为51～100时，空气质量状况为良；空气污染指数为151～200时，空气质量状况为轻度污染。
答案：AD