高中化学教案新人教版选修1 改善大气质量 第1课时 10页

‎ www.ks5u.com 改善大气质量 教学目标：‎ ‎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。‎ 教学重点：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。‎ 活动与探究建议：‎ ‎①调查、讨论燃烧化石燃料对环境可能造成的污染与治理途径。②实验：一氧化碳的毒性。③讨论：在田间或市区焚烧植物秸秆或枝叶以及垃圾的危害。④查阅资料：室内甲醛、放射性气体氡的来源及其危害，讨论如何减少、避免其对居室空气的污染。‎ 课时划分：两课时 教学过程：‎ 第一课时 ‎[播放]诗朗诵：挪威剧作家易卜生1865年所作的一首诗 污染 ●易卜生 英国令人窒息的煤烟 慢慢散落到乡间 玷污绿色世界 扼杀所有生命 毒烟蔓延 遮天蔽日，翠谷失色 ‎[解读]诗中所指的英国工业污染的相关背静。‎ ‎[板书] 第四章 保护生存环境 第一节 改善大气质量 ‎[投影]以下是保护环境随手可做的一些事情：‎ ‎ ‎ 尽量乘坐公共汽车 在房前屋后种树 随手关灯，节约用电 少用室内杀虫剂 尽量利用太阳能 自己不吸烟，奉劝别人不吸烟 不燃放烟花爆竹 不焚烧秸秆 不滥烧可能产生有毒气体的物品 ‎[思考与交流]1、请你就每件小事谈一谈为什么做这些小事可保护环境。‎ ‎2、你能做到的保护大气环境的小事还有那些？请补充。‎ ‎3、你所知道的大气成分有那些？‎ ‎[投影]‎ ‎[讲述]我们的地球被大气保卫着，大气为各种生物的生存提供了条件。但是近半个世纪以来，工业和交通运输迅速发展，城市人口高度集中，人类向大气中排放大量烟尘和有害气体，正在对大气造成污染。‎ ‎[板书]一、大气污染的危害 ‎[学生阅读] P78最后一自然段。‎ ‎[回答] 大气污染物根据可分为颗粒污染物，硫的氧化物＿＿＿＿＿，氮的氧化物＿＿‎ ‎＿＿＿，＿＿＿，碳氢化合物，以及＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等。＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿都能产生大气污染物。‎ ‎[板书]大气主要污染物：二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化物、飘尘、煤尘等。‎ ‎[投影] 图4-2大气污染物主要来源 ‎[讲述]大气污染的危害：危害人体健康；影响植物生长；破坏建筑材料。例如形成酸雨，破坏臭氧层，改变地球气候等“温室效应”与全球变暖。‎ ‎[板书]1、酸雨 ‎[思考]正常雨水的PH值小于7，为什么？‎ ‎[回答] 正常雨水偏酸性，pH值约为6～7，这是由于大气中的CO2溶于雨水中，形成部分电离的碳酸：‎ CO2（g）+H2OH2CO3H++HCO3－‎ ‎[讲解]酸雨通常是指pH小于5.6的降水，是大气污染现象之一。首先用酸雨这个名词的人是英国化学家史密斯。1852年，他发现在工业化城市曼彻斯特上空的烟尘污染与雨水的酸性有一定关系，报导过该地区的雨水呈酸性，并于1872年编著的科学著作中首先采用了“酸雨”这一术语。‎ ‎[板书] （1）酸雨是pH值小于5.6的降水（包括雨、雪、霜、雾、露、雹、霰）的总称。‎ ‎[讲解]酸雨形成原因：‎ 酸雨的形成是一个复杂的大气化学和大气物理过程，主要是由废气中的SOx和NOx造成的。汽油和柴油都有含硫化合物，燃烧时排放出SO2，金属硫化物矿在冶炼过程也要释放出大量SO2。这些SO2通过气相或液相的氧化反应产生硫酸，其化学反应过程可表示为 ‎2 SO2+O2 2 SO3 SO3+H2O=H2SO4‎ SO2+H2O=H2SO3 2H2SO3+ O2 2H2SO4‎ 大气中的烟尘、O3等都是反应的催化剂，O3还是氧化剂。‎ 燃烧过程产生的NO和空气中的O2化合为NO2，NO2遇水则生成硝酸和亚硝酸，其反应过程可表示为 ‎2NO+O2=2NO2 2NO2+H2O=HNO3+HNO2‎ ‎[板书]（2）酸雨形成原因：2 SO2+O2 2 SO3 SO3+H2O=H2SO4‎ SO2+H2O=H2SO3 2H2SO3+ O2 2H2SO4 2NO+O2=2NO2 2NO2+H2O=HNO3+HNO2‎ ‎[讲解]酸雨对环境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，损害农作物和林木生长，危害渔业生产(pH值小于4.8，鱼类就会消失)；腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹，也危害人类键康。因此酸雨会破坏生态平衡，造成很大经济损失。此外，酸雨可随风飘移而降落到几千公里以外，导致大范围的公害。因此，酸雨已被公认为全球性的重大环境问题之一。我国因大量使用煤炭燃料，每年由于酸雨污染造成的经济损失达200亿元左右。我国酸雨区的降水酸度仍在升高、面积仍在扩大。‎ ‎[板书]（3）酸雨危害 ‎[投影] 教师提供环保素材的有关信息。‎ ‎ ‎ ‎[录象]有关酸雨的几段录像。‎ ‎[学与问]如何防止酸雨？‎ ‎[交流]酸雨治理：调整能源结构，开发新能源，减少使用煤、石油、天然气等化石燃料，‎ 减少工业废气排放等。大力植树造林严禁乱砍滥伐。政府部门合理规划、制定标准、加强检测。‎ ‎（链接到东营市大气质量监测中心，分析当天的大气质量）‎ ‎ ‎ ‎[板书]2、臭氧层受损 ‎[投影] ‎ ‎[讲解] 臭氧由三个氧原子组成，而且非常稀少；1千万个大气分子中只有三个臭氧分子。千万不要小看这层薄薄的臭氧，它有效遮挡住阳光中有害的紫外线，对于波长越短、对生命危害越强的紫外线，臭氧的吸收作用也就越强；因此，只有长波紫外线UV-A（波长>320nm）和少量中波UV-B能够辐射到地面。臭氧层就象撑在空中的一把伞，保护着地球上的生灵免遭短波紫外线的伤害。亿万年来，万物生灵在臭氧层保护伞的荫护下得以生存和繁衍。‎ ‎[投影]‎ ‎ ‎ 臭氧空洞被定义为臭氧的浓度较臭氧空洞发生前减少超过30 %的区域。1987年10月，南极上空的臭氧浓度降到了1957～1978年间的一半，臭氧空洞面积则扩大 到足以覆盖整个欧洲大陆。从那以后，臭氧浓度下降的速度还在加快，有时甚至减少到只剩 30%；臭 氧空洞的面积也在不断的扩大，1994年10月17日观测到的臭氧空洞曾一度蔓延到了南美洲最 南端的上空。 ‎ ‎ [板书]（1）臭氧空洞形成机理 ‎[例题]南极臭氧洞是英国的南极考查队在南极的哈利湾测定臭氧浓度时发现的。‎ ‎（1）空调器和电冰箱中用作制冷剂的氟里昂，是造成臭氧层破坏的主要物质。氟里昂的化学名称叫做二氟二氯甲烷，可用氟化氢和四氯化碳在一定条件反应制得，其化学方程式 为___________________。二氟二氯甲烷_________（有，没有）同分异构体。‎ ‎　（2）氟里昂（如CCl2F2）可在光的作用下分解，产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长 久的破坏作用（臭氧的分子式为O3）。有关反应为：‎ O3 O2+O Cl+O3→ClO+O2 ClO+O →Cl+O2‎ 总反应为：2O3→3O2在上述臭氧变为氧气的反应过程中，Cl是 A.反应物　　　　B.生成物 C.中间产物　　　D.催化剂 ‎（3）因为氟里昂能破坏臭氧层，所以国际环保组织倡导人们使用_______冰箱，以保护 臭氧层。‎ 答案：　2、（1）CCl4+2HF=CF2Cl2+2HCl； 没有　　（2）D （3）无氟　‎ ‎[讲述]臭氧层破坏对环境的作用、危害 ‎●臭氧层损耗意味着太阳产生的大量紫外线将直接辐射地面，导致人类皮肤癌和白 内障发病率增高，并抑制人体免疫系统功能；‎ ‎●破坏植物光合作用，农作物受害减产；‎ ‎●破坏海洋生态系统的食物链，导致生态平衡的破坏；‎ ‎●对流层空气中臭氧含量的增加，还会引起光化学烟雾危害森林、农作物、建筑物等，并会造成人的机体平衡失调。‎ ‎[板书]（2）臭氧层危害 ‎[讲解]国际组织《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》及其该《议定书修正》规定了15种氯氟烷烃（CFCs）、 3种哈龙、40种含氢氯氟烷烃（HCFCs）、34种含氢溴氟烷烃（HBFCs）、四氯化碳（CCl4）、甲基氯仿（CH3CCl3）和甲基溴（CH3Br）为控制使用的消耗臭氧层物质。‎ 近年来的研究发现，核爆炸、航空器发射、超音速飞机将大量的氮氧化物注入平流层中，也会使臭氧浓度下降。‎ NO对臭氧层破坏作用的机理为：‎ O3＋NO→O2＋NO2，O＋NO2→O2＋NO,总反应式为：O＋O3→2O2。‎ ‎[板书]（3）治理方法：逐步减少和禁止使用氟里昂，普及无氟冰箱、空调。‎ ‎[资料] 1987年9月，36个国家和10个国际组织的140名代表和观察员在加拿大蒙特利尔集会，通过了大气臭氧层保护的重要历史性文件《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。1990年通过《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》伦敦修正案，1992年通过了哥本哈根修正案。到目前为止，缔约方已达165个之多，反映了世界各国政府对保护臭氧层工作的重视和责任。不仅如此，联合国环境署还规定从1995年起，每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”，以增加世界人民保护臭氧层的意识，提高参与保护臭氧层行动的积极性。我国已于1999年7月1日冻结了氟利昂的生产，并将于2010年前全部停止生产和使用所有消耗臭氧层物质。‎ ‎[板书]3、温室效应与全球气候变暖：CO2 、CH4、H2O、氟氯代烷 ‎[阅读]科学视野—氟里昂的功与过 ‎[思考与交流]阅读资料卡片，探讨温室效应与气候变暖问题。‎ ‎[小结]略 ‎[作业]P88 1、2、3、4‎ ‎[板书计划] 第四章 保护生存环境 第一节 改善大气质量 一、大气污染的危害 大气主要污染物：二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化物、飘尘、煤尘等。‎ ‎1、酸雨 ‎（1）酸雨是pH值小于5.6的降水（包括雨、雪、霜、雾、露、雹、霰）的总称。‎ ‎（2）酸雨形成原因：2 SO2+O2 2 SO3 SO3+H2O=H2SO4‎ SO2+H2O=H2SO3 2H2SO3+ O2 2H2SO4 2NO+O2=2NO2 2NO2+H2O=HNO3+HNO2‎ ‎（3）酸雨危害 ‎2、臭氧层受损 ‎（1）臭氧空洞形成机理 ‎（2）臭氧层危害 ‎（3）治理方法：逐步减少和禁止使用氟里昂，普及无氟冰箱、空调。‎ ‎3、温室效应与全球气候变暖：CO2 、CH4、H2O、氟氯代烷。‎ ‎[课堂练习]‎ ‎1．目前，在我国城市环境中主要的大气污染物是 ‎　　A．CO2、Cl2、N2、酸雨 B．NH3、CO2、NO、雾 ‎　　C．HCl、SO2、N2、粉尘 D．SO2、NO2、CO、粉尘 ‎2．酸雨对人类的生存空间危害很大，酸雨形成的主要原因是 A．汽车徘出的大量尾气中所含的一氧化碳 D．燃烧石灰石产生的二氧化碳 C．工业和民用上大量燃烧煤所产生的二氧化硫 D．池塘底部冒出的沼气 ‎3．地球外层空间存在着微量的臭氧（O3）和氧原子（O），该臭氧层的存在能吸收和阻挡太阳有害的紫外线的强烈辐射。可是人为的大气污染物会破坏臭氧层，如超音速飞机排放的氮氧化物（NO和NO2），它们和O3及O发生如下反应：O3＋NO＝NO2＋O2 ；O＋NO2＝NO＋O2 ；这两个反应反复循环，其总反应方程式为：_______________________________________。氮的氧化物在破坏臭氧层的过程中起了________________________的作用。‎ ‎4. 为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上将生石灰和含硫煤混合后使用。请写出燃烧时，有关"固硫"(不使硫化合物进入大气)反应的化学方程式：　　　　　。‎ ‎5．下表是我国部分城市空气质量周报，阅读并回答下列问题： ‎ 城市 ‎ 污染 指数 ‎ 首要 污染物 ‎ 空气质量级别 ‎ 城市 ‎ 污染 指数 ‎ 首要 ‎ 污染物 ‎ 空气质量级别 ‎ 北京 ‎ ‎92 ‎ TSP ‎ II ‎ 济南 ‎ ‎76 ‎ TSP ‎ II ‎ 天津 ‎ ‎82 ‎ TSP ‎ II ‎ 武汉 ‎ ‎83 ‎ NOx ‎ II ‎ 哈尔滨 ‎ ‎96 ‎ TSP ‎ II ‎ 重庆 ‎ ‎98 ‎ SOx ‎ II ‎ 上海 ‎ ‎74 ‎ NOx ‎ II ‎ 贵阳 ‎ ‎69 ‎ TSP ‎ II ‎ 注：TSP——空气中的飘尘；NOx——氮的氧化物；SOx——硫的氧化物。 ‎ ‎（1）最容易出现酸雨的城市是____________________。为减少城市酸雨的产生，可采取的措施是________________①少用煤作燃料；②采用燃料脱硫技术；③向已酸化的土壤中加石灰；④开发新能源。 ‎ ‎（2）汽车尾气（含有CO、SO2与NO等物质）是城市空气的污染物，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转换器，其特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，写出CO与NO反应的化学方程式____________________________________。控制城市汽车尾气对空气造成污染的方法是_______________①开发氢能源；②使用电动车；③植树造林；④戴呼吸面具。 ‎ ‎6．酸雨是指pH小于5.6的各种大气降水，酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象，它是大气受污染的产物和表现。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，多数情况下以硫酸为主。燃料燃烧、火山喷发、枯死植物腐烂、从含硫的金属矿石中提炼金属的过程中都会产生二氧化硫，二氧化硫在空气中、云中发生化学反应形成硫酸。请根据以上材料。回答：‎ ‎　　(1)以上材料中，哪些是属于引起酸雨的人为因素?‎ ‎　　(2)用化学方程式表示SO2形成酸雨的过程。‎ ‎　　(3)酸雨不仅使土壤酸化，而且使土壤贫瘠，请说明酸雨使土壤贫瘠的原因。‎ ‎　　(4)你认为应该如何控制酸雨污染物，防止酸雨的危害。‎ 参考答案：‎ ‎1、D 2、C 3、略 4、CaO＋SO2=CaSO3(2分), 2CaSO3＋O2=2CaSO4　5、．（1）重庆 ②④ （2）2CO+NO = N2+ CO2 ①②③6、　(1)燃料燃烧、从含硫的金属矿石中提炼金属；‎ ‎　　(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，从而影响有机物的分解和生物的固氮能力，造成土壤贫瘠。‎ ‎　　(4)控制二氧化硫的人为排放量，积极推广燃料的脱硫技术，改革燃料燃烧的设备和装置，开发新型燃料。‎