第四章保護生存環境第一節改善大氣質量教學目標：1．知道大氣主要污染物，能說出減少或消除大氣污染物的原理和方法。2．知道甲醛是一種居室空氣污染物；了解其對人體的危害。3．了解燃料脫硫、廢氣處理中的化學原理和應用。教學重點：知道大氣主要污染物，能說出減少或消除大氣污染物的原理和方法。活動與探究：①調查、討論燃燒化石燃料對環境可能造成的污染與治理途徑。②實驗：一氧化碳的毒性。③討論：在田間或市區焚燒植物秸稈或枝葉以及垃圾的危害。④查閱資料：室內甲醛、放射性氣體氡的來源及其危害，討論如何減少、避免其對居室空氣的污染。課時劃分：兩課時教學過程：一課時[播放]詩朗誦：挪威劇作家易卜生1865年所作的一首詩污染●易卜生英國令人窒息的煤煙慢慢散落到鄉間玷污綠色世界扼殺所有生命毒煙蔓延遮天蔽日，翠谷失色[解讀]詩中所指的英國工業污染的相關背靜。[板書]第四章保護生存環境第一節改善大氣質量盡量乘坐公共汽車在房前屋后種樹隨手關燈，節約用電少用室內殺蟲劑盡量乘坐公共汽車在房前屋后種樹隨手關燈，節約用電少用室內殺蟲劑盡量利用太陽能自己不吸煙，奉勸別人不吸煙不燃放煙花爆竹不焚燒秸稈不濫燒可能產生有毒氣體的物品[思考與交流]1、請你就每件小事談一談為什么做這些小事可保護環境。2、你能做到的保護大氣環境的小事還有那些？請補充。3、你所知道的大氣成分有那些？[投影][講述]我們的地球被大氣保衛著，大氣為各種生物的生存提供了條件。但是近半個世紀以來，工業和交通運輸迅速發展，城市人口高度集中，人類向大氣中排放大量煙塵和有害氣體，正在對大氣造成污染。[板書]一、大氣污染的危害[學生閱讀]P78最后一自然段。[回答]大氣污染物根據可分為顆粒污染物，硫的氧化物＿＿＿＿＿，氮的氧化物＿＿＿＿＿，＿＿＿，碳氫化合物，以及＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等。＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿都能產生大氣污染物。[板書]大氣主要污染物：二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氫化物、飄塵、煤塵等。[投影]圖4-2大氣污染物主要來源[講述]大氣污染的危害：危害人體健康；影響植物生長；破壞建筑材料。例如形成酸雨，破壞臭氧層，改變地球氣候等“溫室效應”與全球變暖。[板書]1、酸雨[思考]正常雨水的PH值小于7，為什么？[回答]正常雨水偏酸性，pH值約為6～7，這是由于大氣中的CO2溶于雨水中，形成部分電離的碳酸：CO2（g）+H2OH2CO3H++HCO3－[講解]酸雨通常是指pH小于的降水，是大氣污染現象之一。首先用酸雨這個名詞的人是英國化學家史密斯。1852年，他發現在工業化城市曼徹斯特上空的煙塵污染與雨水的酸性有一定關系，報導過該地區的雨水呈酸性，并于1872年編著的科學著作中首先采用了“酸雨”這一術語。[板書]（1）酸雨是pH值小于的降水（包括雨、雪、霜、霧、露、雹、霰）的總稱。[講解]酸雨形成原因：酸雨的形成是一個復雜的大氣化學和大氣物理過程，主要是由廢氣中的SOx和NOx造成的。汽油和柴油都有含硫化合物，燃燒時排放出SO2，金屬硫化物礦在冶煉過程也要釋放出大量SO2。這些SO2通過氣相或液相的氧化反應產生硫酸，其化學反應過程可表示為2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4SO2+H2O=H2SO32H2SO3+O22H2SO4大氣中的煙塵、O3等都是反應的催化劑，O3還是氧化劑。燃燒過程產生的NO和空氣中的O2化合為NO2，NO2遇水則生成硝酸和亞硝酸，其反應過程可表示為2NO+O2=2NO22NO2+H2O=HNO3+HNO2[板書]（2）酸雨形成原因：2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4SO2+H2O=H2SO32H2SO3+O22H2SO42NO+O2=2NO22NO2+H2O=HNO3+HNO2[講解]酸雨對環境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，損害農作物和林木生長，危害漁業生產(pH值小于，魚類就會消失)；腐蝕建筑物、工廠設備和文化古跡，也危害人類鍵康。因此酸雨會破壞生態平衡，造成很大經濟損失。此外，酸雨可隨風飄移而降落到幾千公里以外，導致大范圍的公害。因此，酸雨已被公認為全球性的重大環境問題之一。我國因大量使用煤炭燃料，每年由于酸雨污染造成的經濟損失達200億元左右。我國酸雨區的降水酸度仍在升高、面積仍在擴大。[板書]（3）酸雨危害[投影]教師提供環保素材的有關信息。[錄象]有關酸雨的幾段錄像。[學與問]如何防止酸雨？[交流]酸雨治理：調整能源結構，開發新能源，減少使用煤、石油、天然氣等化石燃料，減少工業廢氣排放等。大力植樹造林嚴禁亂砍濫伐。政府部門合理規劃、制定標準、加強檢測。（鏈接到東營市大氣質量監測中心，分析當天的大氣質量）

[板書]2、臭氧層受損[投影][講解]臭氧由三個氧原子組成，而且非常稀少；1千萬個大氣分子中只有三個臭氧分子。千萬不要小看這層薄薄的臭氧，它有效遮擋住陽光中有害的紫外線，對于波長越短、對生命危害越強的紫外線，臭氧的吸收作用也就越強；因此，只有長波紫外線UV-A（波長>320nm）和少量中波UV-B能夠輻射到地面。臭氧層就象撐在空中的一把傘，保護著地球上的生靈免遭短波紫外線的傷害。億萬年來，萬物生靈在臭氧層保護傘的蔭護下得以生存和繁衍。[投影]臭氧空洞被定義為臭氧的濃度較臭氧空洞發生前減少超過30%的區域。1987年10月，南極上空的臭氧濃度降到了1957～1978年間的一半，臭氧空洞面積則擴大到足以覆蓋整個歐洲大陸。從那以后，臭氧濃度下降的速度還在加快，有時甚至減少到只剩30%；臭氧空洞的面積也在不斷的擴大，1994年10月17日觀測到的臭氧空洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空。[板書]（1）臭氧空洞形成機理[例題]南極臭氧洞是英國的南極考查隊在南極的哈利灣測定臭氧濃度時發現的。（1）空調器和電冰箱中用作制冷劑的氟里昂，是造成臭氧層破壞的主要物質。氟里昂的化學名稱叫做二氟二氯甲烷，可用氟化氫和四氯化碳在一定條件反應制得，其化學方程式為___________________。二氟二氯甲烷_________（有，沒有）同分異構體。（2）氟里昂（如CCl2F2久的破壞作用（臭氧的分子式為O3）。有關反應為：O3O2+OCl+O3→ClO+O2ClO+O→Cl+O2總反應為：2O3→3O2在上述臭氧變為氧氣的反應過程中，Cl是A.反應物B.生成物C.中間產物D.催化劑（3）因為氟里昂能破壞臭氧層，所以國際環保組織倡導人們使用_______冰箱，以保護臭氧層。答案：2、（1）CCl4+2HF=CF2Cl2+2HCl；沒有（2）D（3）無氟[講述]臭氧層破壞對環境的作用、危害●臭氧層損耗意味著太陽產生的大量紫外線將直接輻射地面，導致人類皮膚癌和白內障發病率增高，并抑制人體免疫系統功能；●破壞植物光合作用，農作物受害減產；●破壞海洋生態系統的食物鏈，導致生態平衡的破壞；●對流層空氣中臭氧含量的增加，還會引起光化學煙霧危害森林、農作物、建筑物等，并會造成人的機體平衡失調。[板書]（2）臭氧層危害[講解]國際組織《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》及其該《議定書修正》規定了15種氯氟烷烴（CFCs）、3種哈龍、40種含氫氯氟烷烴（HCFCs）、34種含氫溴氟烷烴（HBFCs）、四氯化碳（CCl4）、甲基氯仿（CH3CCl3）和甲基溴（CH3Br）為控制使用的消耗臭氧層物質。近年來的研究發現，核爆炸、航空器發射、超音速飛機將大量的氮氧化物注入平流層中，也會使臭氧濃度下降。NO對臭氧層破壞作用的機理為：O3＋NO→O2＋NO2，O＋NO2→O2＋NO,總反應式為：O＋O3→2O2。[板書]（3）治理方法：逐步減少和禁止使用氟里昂，普及無氟冰箱、空調。[資料]1987年9月，36個國家和10個國際組織的140名代表和觀察員在加拿大蒙特利爾集會，通過了大氣臭氧層保護的重要歷史性文件《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》。1990年通過《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》倫敦修正案，1992年通過了哥本哈根修正案。到目前為止，締約方已達165個之多，反映了世界各國政府對保護臭氧層工作的重視和責任。不僅如此，聯合國環境署還規定從1995年起，每年的9月16日為“國際保護臭氧層日”，以增加世界人民保護臭氧層的意識，提高參與保護臭氧層行動的積極性。我國已于1999年7月1日凍結了氟利昂的生產，并將于2023年前全部停止生產和使用所有消耗臭氧層物質。[板書]3、溫室效應與全球氣候變暖：CO2、CH4、H2O、氟氯代烷[閱讀]科學視野—氟里昂的功與過[思考與交流]閱讀資料卡片，探討溫室效應與氣候變暖問題。[小結]略[作業]P881、2、3、4板書計劃第四章保護生存環境第一節改善大氣質量一、大氣污染的危害大氣主要污染物：二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氫化物、飄塵、煤塵等。1、酸雨（1）酸雨是pH值小于的降水（包括雨、雪、霜、霧、露、雹、霰）的總稱。（2）酸雨形成原因：2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4SO2+H2O=H2SO32H2SO3+O22H2SO42NO+O2=2NO22NO2+H2O=HNO3+HNO2（3）酸雨危害2、臭氧層受損（1）臭氧空洞形成機理（2）臭氧層危害（3）治理方法：逐步減少和禁止使用氟里昂，普及無氟冰箱、空調。3、溫室效應與全球氣候變暖：CO2、CH4、H2O、氟氯代烷。[課堂練習]1．目前，在我國城市環境中主要的大氣污染物是A．CO2、Cl2、N2、酸雨B．NH3、CO2、NO、霧C．HCl、SO2、N2、粉塵D．SO2、NO2、CO、粉塵2．酸雨對人類的生存空間危害很大，酸雨形成的主要原因是A．汽車徘出的大量尾氣中所含的一氧化碳D．燃燒石灰石產生的二氧化碳C．工業和民用上大量燃燒煤所產生的二氧化硫D．池塘底部冒出的沼氣3．地球外層空間存在著微量的臭氧（O3）和氧原子（O），該臭氧層的存在能吸收和阻擋太陽有害的紫外線的強烈輻射。可是人為的大氣污染物會破壞臭氧層，如超音速飛機排放的氮氧化物（NO和NO2），它們和O3及O發生如下反應：O3＋NO＝NO2＋O2；O＋NO2＝NO＋O2；這兩個反應反復循環，其總反應方程式為：_______________________________________。氮的氧化物在破壞臭氧層的過程中起了________________________的作用。4.為防治酸雨，降低煤燃燒時向大氣排放的SO2，工業上將生石灰和含硫煤混合后使用。請寫出燃燒時，有關"固硫"(不使硫化合物進入大氣)反應的化學方程式：。5．下表是我國部分城市空氣質量周報，閱讀并回答下列問題：城市污染指數首要污染物空氣質量級別城市污染指數首要污染物空氣質量級別北京92TSPII濟南76TSPII天津82TSPII武漢83NOxII哈爾濱96TSPII重慶98SOxII上海74NOxII貴陽69TSPII注：TSP——空氣中的飄塵；NOx——氮的氧化物；SOx——硫的氧化物。（1）最容易出現酸雨的城市是____________________。為減少城市酸雨的產生，可采取的措施是________________①少用煤作燃料；②采用燃料脫硫技術；③向已酸化的土壤中加石灰；④開發新能源。（2）汽車尾氣（含有CO、SO2與NO等物質）是城市空氣的污染物，治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個催化轉換器，其特點是使CO與NO反應，生成可參與大氣生態環境循環的無毒氣體，寫出CO與NO反應的化學方程式____________________________________。控制城市汽車尾氣對空氣造成污染的方法是_______________①開發氫能源；②使用電動車；③植樹造林；④戴呼吸面具。6．酸雨是指pH小于的各種大氣降水，酸雨的形成是一種復雜的大氣化學和大氣物理現象，它是大氣受污染的產物和表現。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，多數情況下以硫酸為主。燃料燃燒、火山噴發、枯死植物腐爛、從含硫的金屬礦石中提煉金屬的過程中都會產生二氧化硫，二氧化硫在空氣中、云中發生化學反應形成硫酸。請根據以上材料。回答：(1)以上材料中，哪些是屬于引起酸雨的人為因素?(2)用化學方程式表示SO2形成酸雨的過程。(3)酸雨不僅使土壤酸化，而且使土壤貧瘠，請說明酸雨使土壤貧瘠的原因。(4)你認為應該如何控制酸雨污染物，防止酸雨的危害。參考答案：1、D2、C3、略4、CaO＋SO2=CaSO3(2分),2CaSO3＋O2=2CaSO45、．（1）重慶②④（2）2CO+NO=N2+CO2①②③6、(1)燃料燃燒、從含硫的金屬礦石中提煉金屬；(2)SO2十H2O=H2SO3，2H2SO3十O2＝2H2SO4；或，SO3+H2O=H2SO4；(3)酸雨使土壤pH下降，抑制了土壤中微生物的繁殖，從而影響有機物的分解和生物的固氮能力，造成土壤貧瘠。(4)控制二氧化硫的人為排放量，積極推廣燃料的脫硫技術，改革燃料燃燒的設備和裝置，開發新型燃料。二課時[過渡]除了火山爆發、森林火災等自然因素，人類活動是造成大氣污染的主要原因。因此，如何有效的減少大氣污染，改善大氣質量，成為人們日益關注的問題。[板書]二、改善大氣質量1、減少煤等化石燃料燃燒產生的污染[投影]煤的組成。根據組成思考煤燃燒的產物是什么？[講述]我們目前使用得最多的燃料，仍是化石燃料（包括石油、煤、天然氣等），它們都是古代動植遺體埋在地下經過長時間復雜變化而形成的，除含有C、H等元素外，還有少量S、N等元素，它們燃燒產生的CO、SO2、氮的氧化物等會對環境造成污染，形成酸雨。此外，煤的不充分燃燒，還產生CO，既造成浪費也造成污染。[分組討論]我國是世界上耗煤量最大的國家之一，為減少煤對大氣的污染請同學們討論應采取那幾方面措施？[討論]老師參與………[交流]（1）改善燃煤質量。（2）改進燃燒裝置和燃燒技術、改進排煙設備等。（3）發展潔凈煤技術。開展煤的綜合利用（4）調整和優化能源結構。[投影][講解]就每一方面進行講解：…潔凈煤技術是高效、潔凈的煤炭加工、燃燒、轉化和污染控制的技術。通過加工可減少煤的硫分、灰分；通過潔凈、高效的燃燒可顯著減排大量的SO2及一定量的CO2；通過轉化可把煤轉化為清潔的液體、氣體燃料，使煤炭得到清潔的利用…。[板書]（1）改善燃煤質量。（2）改進燃燒裝置和燃燒技術、改進排煙設備等。2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2（3）發展潔凈煤技術。開展煤的綜合利用。C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）（4）調整和優化能源結構。[過渡]在我國一些大城市，汽車等機動車排出的一些大氣污染物如CO、NO、NO2和碳氫化合物等（如果使用含鉛汽油，污染物中還含有含鉛化合物），在相應大氣污染物中含量可達到40%～50%，因此減少機動車尾氣污染是改善大氣質量的重要環節。[板書]2、減少汽車等機動車尾氣污染（1）推廣使用無鉛汽油[閱讀]最新醫學研究進一步表明，大氣中的鉛污染主要來自機動車燃油中添加的抗爆劑──四乙基鉛。汽車在行駛過程中通過尾氣排放出的污染物主要是CO、NOX有機酸及含鉛汽油產生的鉛塵。四乙基鉛是鉛的最主要烷基化合物，揮發性強，易溶于有機溶劑和油脂中，有劇毒，除了通過呼吸進入人體外，它還能通過皮膚滲入人體，對人的中樞神經有嚴重的摧殘作用。鉛塵長期漂浮在大氣中，可直接吸入人的肺里，引起各種疾病。鉛可使人體造血功能衰退，引起肝功能障礙。我國對無鉛汽油的推廣使用也很重視．從1993年起在部分機動車輛試用無鉛汽油．繼北京之后，上海、廣州、天津、西安、深圳等城市及其它重要經濟特區和旅游區也已實施汽油無鉛化。我國在2000年已實現汽油無鉛化。被譽為汽車“綠色食品”的無鉛汽油，一般是加入了甲基叔丁基醚[CH3O(CH3)3]作為高辛烷值組分。這種組分沸點較低，可以改善汽油的蒸發性能，對汽車的啟動加速以及減少發動機活塞磨損和耗油量。[投影][例題]有效地利用現有能源和開發新能源已受到各國的普遍重視。（1）可用改進汽油組成的辦法來改善汽油的燃燒性能。例如，加入ＣＨ3ＯＣ（ＣＨ3）3來生產“無鉛汽油”。ＣＨ3ＯＣ（ＣＨ3）3分子中必存在的原子間連接形式有_______（填寫編號，多選倒扣）。①②③④（2）1980年我國首次制成一輛燃氫汽車，乘員12人，以50ｋｍ／ｈ行駛了40ｋｍ。為了有效發展民用氫能源，首先必須制得廉價的氫氣，下列可供開發又較經濟的制氫方法是_______（填寫編號，多選倒扣）。①電解水；②鋅和稀硫酸反應；③光解海水。其次，制得純氫氣后還需要解決的問題是_______（寫出其中一個）。答案：（1）①③（2）③氫氣的輸送和貯存[板書]（2）在汽車尾氣系統中裝置催化轉化器［閱讀］有關內容，回答：汽車尾氣中含有一氧化碳、一氧化氮等有毒氣體，治理的方法是在汽車尾氣的排放管上安裝一個催化轉換器，可有效降低＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等向大氣排放，催化轉化器常采用＿＿＿＿＿做催化劑。在催化劑前半部發生反應方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿在催化劑后半部發生反應方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。[投影][例題]某同學通過查閱資料，發現機動車尾氣是由汽油等燃料燃燒或不完全燃燒產生的，含有CO2、CO、SO2、氮氧化物、揮發性有機物、固體顆粒等物質。由此，該同學推測汽油中含有碳以及少量的氮、硫等物質，汽油在燃燒過程中發生了如下化學反應：2C+O22CO（不完全燃燒）C+O22CO2（完全燃燒）S+O2SO2（1）該同學的推測________________（填“正確”或“不正確”）。理由是________。（2）請提出一條用化學手段治理汽車尾氣的合理化建議：___________________。（3）為減少汽車尾氣中污染物的排放量，政府規定，新車必須安裝三元尾氣處理裝置。三元尾氣處理裝置是利用催化劑將汽車尾氣中的三種主要污染物轉化為無污染的氣體。試寫出在催化劑作用下，氨氣還原NO2的化學方程式__________。在該反應中氧化產物和還原產物的物質的量之比為__________。解析：（1）汽油中不存在碳、氮、硫等元素的單質，所以該同學所列的化學方程式不能表示汽油在燃燒過程中產生有害物質的化學反應，故其推測是不正確的。（2）用化學手段治理汽車尾氣，可采用改進發動機的結構，使汽油充分燃燒，或者在汽車發動機內安裝轉化器，加入催化劑，使尾氣中的有害物質轉化為無害物質（3）略［學與問］交流你所了解的汽車尾氣的處理措施。［交流］采用燃料：液化石油氣、電池、氫氣、乙醇或甲醇、太陽能等［投影］[板書］3、減少室內污染[投影][講述]室內環境是人們接觸最頻繁、最密切的外環境之一。室內空氣質量的優劣能夠直接關系到每個人的健康。由于人們生活水平的提高,家用燃料的消耗量、食用油的使用量、烹調菜肴的種類和數量等都在不斷增加，隨著化工產品的增多,大量的能夠揮發出有害物質的各種建筑材料、裝飾材料、人造板家具等民用化工產品進入室內。室內污染物的來源和種類日趨增多。據統計,至今已發現室內空氣污染物約有300多種，其中最主要、最常見、危害最大的五種污染物質是：甲醛、苯、氨、氡、揮發性有機物（ＶＯＣ）。[回答］根據課本內容說出室內11種污染的分子式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。[講述]CO是燃料不完全燃燒產生的污染物，若沒有室內燃燒污染源，室內CO濃度與室外是相同的。CO與血紅蛋白（Hb）結合成Hb·CO，使血紅蛋白失去輸送O2功能的緣故。CO進入血液后有如下平衡：CO＋Hb·O2O2＋Hb·CO，造成機體組織和細胞缺氧，對心血管系統、神經系統造成危害。還易造成低氧血癥。

同時對后代產生不利的影響。[板書]（1）CO污染CO＋Hb·O2O2＋Hb·CO，根據我國權威部門的檢測結果，在新建成未裝修的住宅以及裝修不久的房屋中，室內污染的主要污染物是甲醛；甲醛和其他有害氣體的檢出率為100％。我國室內空氣質量的衛生標準規定，甲醛的最高容許濃度為每立方米毫克。而檢測結果表明，在新建成的未裝修的住宅空氣中，甲醛超出標準40倍，裝修5天后室內的甲醛濃度是標準值的30倍，即使6個月以后也超標3倍以上。實驗證明，在每100克人造板中的甲醛釋放量在60～100毫克時，就會給人體造成明顯的傷害。２００４年６月１５日，世界衛生組織（ＷＨＯ）正式對外發布公告判定甲醛為致癌性污染物，而此前甲醛為可疑致癌物質。同時還有尚不充分的證據顯示可能引起白血病。[板書]（2）甲醛污染氡可能是最易為人們所忽視的室內污染之一，但也是危害后果最為可怕的污染物之一。氡的污染的主要來源是室內地基土壤中和一些建筑材料、裝修材料中析出的氡。氡可對人體造成輻射危害。我國對新建和已建住房內的平衡當量氡濃度年平均值的限值分別為100Bq/m3和200Bq/m3，當用含鐳量高的花崗巖、土坯和磚建造房屋時，關閉門窗后，室內氡濃度可大大超過此標準。氡通過呼吸進入人體，衰變時產生的短壽命放射性核素會沉積在支氣管、肺和腎組織中。當這些短壽命放射性核衰變時，釋放出的α粒子對內照射損傷最大，可使呼吸系統上皮換換細胞受到輻射。長期的體內照射可能引起局部組織損傷，甚至誘發肺癌和支氣管癌等。[板書]（3）氡污染[投影][社會調查]杜絕室內污染的方法。[小結]略板書計劃二、改善大氣質量1、減少煤等化石燃料燃燒產生的污染（1）改善燃煤質量。（2）改進燃燒裝置和燃燒技術、改進排煙設備等。2CaCO3+O2+2SO2=2CaS