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2019-2020年高中化學 第四章 第一節(jié) 改善大氣質量（第1課時）教案 新人教版選修1 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。 活動與探究建議： ①調查、討論燃燒化石燃料對環(huán)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(qū)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： 第一課時 [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(xiāng)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(yè)污染的相關背靜。 [板書] 第四章 保護生存環(huán)境 第一節(jié) 改善大氣質量 [投影]以下是保護環(huán)境隨手可做的一些事情： 盡量乘坐公共汽車 在房前屋后種樹 隨手關燈，節(jié)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(huán)境。 2、你能做到的保護大氣環(huán)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(wèi)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(yè)和交通運輸迅速發(fā)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5.6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(fā)現在工業(yè)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(qū)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5.6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 2 SO2+O2 2 SO3 SO3+H2O=H2SO4 SO2+H2O=H2SO3 2H2SO3+ O2 2H2SO4 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=2NO2 2NO2+H2O=HNO3+HNO2 [板書]（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 [講解]酸雨對環(huán)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(yè)生產(pH值小于4.8，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(tài)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(huán)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(qū)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(huán)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(fā)新能源，減少使用煤、石油、天然氣等化石燃料， 減少工業(yè)廢氣排放等。大力植樹造林嚴禁亂砍濫伐。政府部門合理規(guī)劃、制定標準、加強檢測。 （鏈接到東營市大氣質量監(jiān)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(fā)生前減少超過30 %的區(qū)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(fā)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。 ?。?）氟里昂（如CCl2F2）可在光的作用下分解，產生Cl原子，Cl原子會對臭氧層產生長 久的破壞作用（臭氧的分子式為O3）。有關反應為： O3 O2+O Cl+O3→ClO+O2 ClO+O →Cl+O2 總反應為：2O3→3O2在上述臭氧變?yōu)檠鯕獾姆磻^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(huán)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　?。?）D （3）無氟　 [講述]臭氧層破壞對環(huán)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(fā)病率增高，并抑制人體免疫系統(tǒng)功能； ●破壞植物光合作用，農作物受害減產； ●破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈，導致生態(tài)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(guī)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(fā)現，核爆炸、航空器發(fā)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(huán)境署還規(guī)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xx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(yè)]P88 1、2、3、4 [板書計劃] 第四章 保護生存環(huán)境 第一節(jié) 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5.6的降水（包括雨、雪、霜、霧、露、雹、霰）的總稱。 （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(huán)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(yè)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?？墒侨藶榈拇髿馕廴疚飼茐某粞鯇?，如超音速飛機排放的氮氧化物（NO和NO2），它們和O3及O發(fā)生如下反應：O3＋NO＝NO2＋O2 ；O＋NO2＝NO＋O2 ；這兩個反應反復循環(huán)，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(yè)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 92 TSP II 濟南 76 TSP II 天津 82 TSP II 武漢 83 NOx II 哈爾濱 96 TSP II 重慶 98 SOx II 上海 74 NOx II 貴陽 69 TSP II 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(fā)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(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，寫出CO與NO反應的化學方程式____________________________________?？刂瞥鞘衅囄矚鈱諝庠斐晌廴镜姆椒ㄊ莀______________①開發(fā)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5.6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(fā)、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(fā)生化學反應形成硫酸。請根據以上材料?；卮穑? 　　(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、D 2、C 3、略 4、CaO＋SO2=CaSO3(2分), 2CaSO3＋O2=2CaSO4　5、．（1）重慶 ②④ （2）2CO+NO = N2+ CO2 ①②③6、　(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(fā)新型燃料。