版高中化学第4章保护生存环境第1节改善大气质量第1课时大气污染的危害.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1课时大气污染的危害
第一节 改善大气质量
第1课时 大气污染的危害
1．从空气质量报告的解读到空气污染，注意运用所学化学知识分析全球三大环境问题的成因、危害、污染物的来源。
（重点）
2．臭氧层被破坏的原理和相关反应。
（难点）
一、大气污染物的组成及危害
1．清洁空气的组成为N2、O2、稀有气体、CO2、少量水蒸气和其他微量杂质。
2．主要的大气污染物及其危害
大气污染物
主要成分
危害
可吸入
颗粒物
大气中液体、固体状颗粒物，又称飘尘
加重呼吸道疾病，其他有害气体转化的催化剂
S的氧化物
SO2、SO3
酸雨
N的氧化物
NO、NO2
光化学烟雾、酸雨、破坏臭氧层
C的氧化物
CO
降低血液的输氧能力
碳氢化合物
CH4、C2H6等
温室效应、光化学烟雾
氟氯代烃
CF3Cl（氟利昂）等
温室效应，破坏臭氧层
二、酸雨
1．概念：
pH小于5.6的降水。
2．成因：
人为排放的硫氧化物和氮氧化物等酸性气体转化而成。
我国的酸雨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造成的。
三、臭氧层受损
1．臭氧层及其作用
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、CCl4、CH4、喷气式飞机在高空飞行排出的氮氧化物如N2O、NO以及大气中的核爆炸产物等，都能使臭氧层受到破坏。
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氯原子，参与破坏臭氧层的反应：
Cl＋O3―→ClO＋O2，O3
O2＋O，ClO＋O―→Cl＋O2
总反应：
2O3―→3O2
反应结果是O3变成了O2，Cl在其中起了催化作用。
1．臭氧层对人类和生物有保护作用，是不是空气中臭氧越多越好呢？
【提示】 在空气中存在的稀薄的臭氧能够杀死细菌、净化空气；平流层中的臭氧可防止地球上的生物受到太阳紫外线的伤害；但是空气中过量的臭氧对人体也是有害的，它会刺激人的呼吸系统而引发疾病。
四、温室效应与全球气候变暖
1．温室效应的含义
化石燃料（石油、煤、天然气）的大量使用和森林的大量砍伐，使大气层中的CO2的含量增大，CO2层就像温室的玻璃那样对地球表面起着保护作用，妨碍了热量的散失，从而使地球表面的温度逐渐升高，即温室效应。
2．温室气体及其来源
温室气体
主要来源
CO2
化石燃料燃烧、汽车飞机等使用汽油作燃料会产生大量CO2，且森林面积大幅度减少，造成CO2不能被及时消耗
N2O
汽车、飞机燃烧汽油、大量使用含氮化肥
氟氯代烷
制冷剂、喷雾剂的大量生产和使用
O3
电子设备的静电作用使O2转化成O3
CH4
水底有机质的转化，石油、煤开采时CH4的外泄
3.危害与防治措施
2．某地空气质量日报中常报告SO2和NO2的含量，而不报告CO2的含量。
CO2是不是空气的污染物？
CO2对人类有何意义？
【提示】 CO2不是空气污染物，它是植物光合作用必不可少的物质，但CO2排放过多，会导致温室效应。
酸雨的成因、危害及防治
第1步导思——问题引入，自主探究
1．显酸性pH＜7的雨水都是酸雨吗？
【提示】 正常雨水由于溶有CO2，pH约为5.6，酸雨的pH小于5.6。
2．在瑞典用CaCO3粉末处理受酸雨影响的湖泊，你知道其原理吗？
【提示】 CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
第2步阐述——要点归纳，深化知识
1．酸雨的成因
正常雨水并不是中性水，而是偏酸性，原因是CO2＋H2O
H2CO3，H2CO3
H＋＋HCO
。
酸雨是指pH小于5.6的降水，主要是由硫氧化物和氮氧化物等酸性气体转化而来：
SO2＋H2O
H2SO3
2H2SO3＋O2
2H2SO4
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2．酸雨的危害
酸雨给人类带来种种灾害，严重威胁着生态环境，例如：
（1）酸雨会使湖泊的水质变酸，导致水生生物死亡；
（2）酸雨浸渍土壤，会使土壤变得贫瘠；
（3）长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡；
（4）酸雨对人、畜的健康也有直接影响，酸雨渗入地下可使地下水中的重金属元素含量增加，饮用这种水会危害人、畜健康；
（5）酸雨会加速建筑物、桥梁、工业设备、石材类文物，以及电信电缆等的腐蚀。
3．酸雨的防治
首先，要从消除污染源着手，研究开发能替代化石燃料的新能源（如氢能、太阳能、核能等），这既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源，又能从根本上防止酸雨的产生。
其次，要利用物理、化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理，以降低二氧化硫的排放，对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。
此外，还需要提高全民的环境保护意识，加强国际合作，全人类共同努力减少硫酸型酸雨的产生。
（1）大气中烟尘、O3都是反应的催化剂。
硫氧化物经反应后形成硫酸型酸雨，氮氧化物经反应后形成硝酸型酸雨。
我国主要为硫酸型酸雨。
（2）硫酸型酸雨的成因还可表示为2SO2＋O2
2SO3，SO3＋H2O===H2SO4。
第3步例证——典例印证，思维深化
某校科技活动小组的同学采集酸雨样品，每隔一段时间测定pH，得到下列数据。
【导学号：
72062069】
时间
开始
8h
16h
24h
32h
40h
48h
pH
5.0
4.8
4.5
4.3
4.2
4.0
4.0
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。
请写出酸雨形成的主要化学方程式_________
_______________________________________________________________。
（2）酸雨对高等植物的影响表现在：
①______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
②______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
③______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
（3）大气污染一方面影响动植物生长，另一方面对人类________系统危害最大，影响呼吸过程的________，常见疾病有________。
（4）解释酸雨放置时pH发生变化的主要原因。
（5）请根据所学的化学、生物知识，对某市的酸雨防治提出合理建议（至少三条）。
【解析】 ①酸雨的危害主要是由于它的酸性较强。
②大气污染主要影响植物的叶片和人与动物的呼吸系统。
③对污染的防治方法一般是控制污染源和对污染进行处理。
【答案】
（1）硫氧化物、氮氧化物 SO2＋H2O
H2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
（2）①使植物叶面受损等，影响植物的光合作用 ②影响植物的矿质代谢 ③有害元素毒害导致植物死亡
（3）呼吸 外呼吸 咳嗽、哮喘、肺气肿等
（4）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。
（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使用无铅汽油，淘汰尾气排放严重超标的机动车等；⑤使用微生物脱硫；⑥改进工艺流程；⑦加大环境管理力度。
解题要注意到酸雨的pH随时间的变化情况。
pH逐渐减小说明cH＋逐渐增大，说明酸雨中的H2SO3或SO2不断被氧化生成H2SO4，cH＋增大。
第4步运用——精选习题，落实强化
某环境监测站每隔一段时间抽取雨水试样，测定其pH，记录数据如下：
测定时间/min
0
1
2
3
4
5
pH
4.9
4.7
4.5
4.4
4.4
4.4
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】 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。
【答案】 A
1．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数，下列各项中与环境污染无关的是（ ）
A．温室效应 B．光化学烟雾
C．臭氧空洞D．潮汐
【解析】 温室效应是排放CO2过多造成的；光化学烟雾主要是汽车尾气和化工厂排放的碳氢化合物及NOx过多造成的；臭氧空洞是排放氟氯烃过多造成的；潮汐是一种自然现象，是地球与月球之间的相互引力引起的。
【答案】 D
2．环境污染已严重危害人类的生活。
下列对应关系正确的是（ ）
选项
环境问题
造成环境问题的主要物质
A
酸雨
O3
B
温室效应
CO2
C
南极臭氧层空洞
SO3
D
光化学烟雾
N2
【解析】 造成酸雨的主要物质为SO2和氮的氧化物，臭氧层空洞是氟利昂和氮的氧化物造成的，光化学烟雾是氮的氧化物造成的。
【答案】 B
3．大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。
下列活动会导致大气中CO2含量增加的是（ ）
A．燃烧煤炭供热B．利用风力发电
C．增加植被面积D．节约用水用电
【解析】 燃烧煤炭供热会产生CO2，A正确；利用风力发电不会产生CO2，B错误；增加植被面积，会增加植物的光合作用，减少大气中CO2的含量，C错误；节水节电不会增加CO2的排放，D错误。
【答案】 A
4．下列有关燃料的说法错误的是（ ）
A．燃料燃烧产物CO2是温室气体之一
B．化石燃料完全燃烧不会造成大气污染
C．以液化石油气代替燃油可减少大气污染
D．燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一
【解析】 A项中，燃料燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一，正确。
B项中，化石燃料完全燃烧时产生的气体有CO2、SO2等，会造成大气污染，错误。
C项中，液化石油气的主要成分是丙烷等含碳原子数目较少的烃，燃油的主要成分是含碳原子数目较多的烃，液化石油气燃烧更充分，可减少大气污染，正确。
D项中，燃料不完全燃烧产生的CO是造成大气污染的主要污染物之一，正确。
【答案】 B
5．当今世界的三大环境问题是酸雨、臭氧层空洞和温室效应。
（1）酸雨形成的主要原因是人们向空气中排放了大量的（ ）
A．二氧化硫 B．二氧化碳
C．一氧化碳D．硫化氢
（2）臭氧层易被破坏的原因是（ ）
A．臭氧氧化性强，不稳定
B．臭氧还原性强，不稳定
C．臭氧被紫外线破坏
D．臭氧与氢气合成雨水
（3）目前地球气温普遍上升是由温室效应而引起的，引起温室效应的主要原因是（ ）
A．CO2能放出能量，使大气层中空气的温度升高
B．植物的光合作用需要CO2，CO2可促进光合作用
C．CO2是酸性氧化物
D．CO2可减少太阳光反射到宇宙中的红外线
【解析】 酸雨的主要成分是H2SO4和HNO3，其中H2SO4含量更高。
酸雨的形成是大量燃烧含硫物质和汽车尾气所致。
2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
氮氧化物、氟氯烷烃是破坏臭氧层的元凶。
温室效应是空气中的CO2、颗粒状悬浮物增多造成的。
CO2能吸收红外光。
曾有人研究估算二氧化碳浓度每增加10%，地球表面温度就能提高0.5℃。
【答案】
（1）A
（2）A （3）D
学业分层测评（十三）
（建议用时：
30分钟）
[学业达标]
1．在下列情况中可能引起大气污染的是（ ）
①煤的燃烧 ②工业废气任意排放 ③燃放鞭炮
④飞机、汽车尾气的排放
A．只有①② B．只有②④
C．只有①②③D．①②③④
【解析】 各项均可以产生SO2、CO、NO等大气污染气体。
【答案】 D
2．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大气主要污染物
B．正常雨水的pH等于7
C．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】 二氧化碳不属于大气污染物，它是引起温室效应的主要气体，A选项错误；正常雨水中因为溶有二氧化碳而显酸性，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。
【答案】 C
3．近年来，环境问题越来越引起人们的重视。
温室效应、酸雨、臭氧层被破坏、赤潮等已经给我们赖以生存的环境带来较大的影响，造成酸雨的主要有害物质是（ ）
A．CO2
B．硫和氮的氧化物
C．含氟化合物
D．化肥和含磷洗衣粉的使用及其污水的排放
【解析】 常见环境问题及成因：
温室效应——CO2；酸雨——二氧化硫和氮的氧化物；臭氧层被破坏——氟氯烃（含氟化合物）；赤潮——化肥和含磷洗衣粉的使用及其污水的排放。
【答案】 B
4．为了防止空气污染，下列各物质不能同时倒在废液缸内的是（ ）
①硫酸钠和氯化钡 ②碳酸钠和稀盐酸 ③高锰酸钾和浓盐酸 ④硫代硫酸钠与硫酸
A．①②③④B．②③
C．②③④D．③④
【解析】 如果两种物质同时倒入一废液缸内会发生化学反应生成有污染的物质便符合题意。
③中，2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，④中，Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，产生的气体都会污染空气。
【答案】 D
5．下列各组名词或现象中，三者间没有逐级因果关系的是（ ）
A．汽车尾气——光化学污染——咳嗽和气喘者增多
B．含磷洗衣粉——水体富营养化——水栖生物大量死亡
C．人口增多——空气中CO2浓度增大——温室效应
D．氟氯烃——臭氧层空洞——皮肤癌患者增多
【解析】 CO2浓度增大的原因并不是人口增多，而是由工业大量废气的排放和化石燃料的燃烧而造成的。
【答案】 C
6．据估计，地球上的绿色植物通过光合作用每年能结合来自CO2中的碳1500亿吨和来自水中的氢250亿吨，并释放4000亿吨氧气。
光合作用的过程一般可用下式表示：
CO2＋H2O＋微量元素（P、N等）
（蛋白质、碳水化合物、脂肪等）＋O2
下列说法不正确的是（ ）
A．某些无机物通过光合作用可转化为有机物
B．碳水化合物就是碳和水组成的化合物
C．叶绿素是光合作用的催化剂
D．增加植被，保护环境是人类生存的需要
【解析】 无机物CO2和H2O经绿色植物中叶绿素催化发生光合作用转变为有机物蛋白质、碳水化合物，既消耗了引起温室效应的CO2，又生成了生命活动需要的O2；碳水化合物指糖类化合物，而碳、水组成的物质为混合物。
【答案】 B
[能力提升]
7．某校探究性学习小组将造成所在城市空气污染的主要原因分为四种：
A．燃烧农作物秸秆污染
B．燃烧含硫煤污染
C．粉尘污染
D．机动车尾气污染
设计的问题：
你认为造成该市空气污染的最主要的原因是什么？
并就此调查了某市100名市民和100位环保部门环保人士，调查结果分别如图甲和图乙所示。
上述调查结果说明该市市民对________造成的空气污染认识不足。
该原因造成的大气污染的主要有害成分是________，空气中该成分含量较高时，在空气中的氧气和水的共同作用下，会形成酸雾，写出用氨水吸收该气体时的化学方程式：
_______________________________________________________________。
【解析】 正确认识人类活动对硫在自然界中的转化的影响。
含硫煤和石油的燃烧，除了产生二氧化碳外，还会产生二氧化硫。
排放到空气中的二氧化硫是空气的一种污染气体，它在氧气和水蒸气的共同作用下，会形成酸雾和酸雨。
【答案】 燃烧含硫煤 二氧化硫
2NH3＋SO2＋H2O===（NH4）2SO3
8．
（1）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，通过反应器，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
（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
【解析】
（1）珊瑚礁的主要成分是CaCO3，在海水中溶解的CO2生成H2CO3，与CaCO3反应生成溶于水的Ca（HCO3）2。
（2）温室效应是CO2的含量过高导致的，引起温室效应的人为原因是大量燃烧煤和石油，产生CO2气体。
（3）将CO2液化，根据气体的性质，应增压、降温。
（4）根据化学方程式中的质量守恒可知产物为CH4。
（5）生态学措施是植树造林，保护森林。
【答案】
（1）CaCO3＋CO2＋H2O===Ca（HCO3）2
（2）大量燃烧煤、石油等矿物燃料 （3）D
（4）CH4
（5）C
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