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2019-2020年高中化學(xué) 第四章 第一節(jié) 改善大氣質(zhì)量（第1課時(shí)）教案 新人教版選修1 教學(xué)目標(biāo)： 1．知道大氣主要污染物，能說(shuō)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(duì)人體的危害。 3．了解燃料脫硫、廢氣處理中的化學(xué)原理和應(yīng)用。 教學(xué)重點(diǎn)：知道大氣主要污染物，能說(shuō)出減少或消除大氣污染物的原理和方法。 活動(dòng)與探究建議： ①調(diào)查、討論燃燒化石燃料對(duì)環(huán)境可能造成的污染與治理途徑。②實(shí)驗(yàn)：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(nèi)甲醛、放射性氣體氡的來(lái)源及其危害，討論如何減少、避免其對(duì)居室空氣的污染。 課時(shí)劃分：兩課時(shí) 教學(xué)過(guò)程： 第一課時(shí) [播放]詩(shī)朗誦：挪威劇作家易卜生1865年所作的一首詩(shī) 污染 ●易卜生 英國(guó)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(shī)中所指的英國(guó)工業(yè)污染的相關(guān)背靜。 [板書(shū)] 第四章 保護(hù)生存環(huán)境 第一節(jié) 改善大氣質(zhì)量 [投影]以下是保護(hù)環(huán)境隨手可做的一些事情： 盡量乘坐公共汽車(chē) 在房前屋后種樹(shù) 隨手關(guān)燈，節(jié)約用電 少用室內(nèi)殺蟲(chóng)劑 盡量利用太陽(yáng)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(chǎn)生有毒氣體的物品 [思考與交流]1、請(qǐng)你就每件小事談一談為什么做這些小事可保護(hù)環(huán)境。 2、你能做到的保護(hù)大氣環(huán)境的小事還有那些？請(qǐng)補(bǔ)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(gè)世紀(jì)以來(lái)，工業(yè)和交通運(yùn)輸迅速發(fā)展，城市人口高度集中，人類(lèi)向大氣中排放大量煙塵和有害氣體，正在對(duì)大氣造成污染。 [板書(shū)]一、大氣污染的危害 [學(xué)生閱讀] P78最后一自然段。 [回答] 大氣污染物根據(jù)可分為顆粒污染物，硫的氧化物＿＿＿＿＿，氮的氧化物＿＿ ＿＿＿，＿＿＿，碳?xì)浠衔?，以及＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等。＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿都能產(chǎn)生大氣污染物。 [板書(shū)]大氣主要污染物：二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳?xì)浠?、飄塵、煤塵等。 [投影] 圖4-2大氣污染物主要來(lái)源 [講述]大氣污染的危害：危害人體健康；影響植物生長(zhǎng)；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(yīng)”與全球變暖。 [板書(shū)]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(xiàn)象之一。首先用酸雨這個(gè)名詞的人是英國(guó)化學(xué)家史密斯。1852年，他發(fā)現(xiàn)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(guān)系，報(bào)導(dǎo)過(guò)該地區(qū)的雨水呈酸性，并于1872年編著的科學(xué)著作中首先采用了“酸雨”這一術(shù)語(yǔ)。 [板書(shū)] （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(chēng)。 [講解]酸雨形成原因： 酸雨的形成是一個(gè)復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理過(guò)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(shí)排放出SO2，金屬硫化物礦在冶煉過(guò)程也要釋放出大量SO2。這些SO2通過(guò)氣相或液相的氧化反應(yīng)產(chǎn)生硫酸，其化學(xué)反應(yīng)過(guò)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(yīng)的催化劑，O3還是氧化劑。 燃燒過(guò)程產(chǎn)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(yīng)過(guò)程可表示為 2NO+O2=2NO2 2NO2+H2O=HNO3+HNO2 [板書(shū)]（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(duì)環(huán)境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，損害農(nóng)作物和林木生長(zhǎng)，危害漁業(yè)生產(chǎn)(pH值小于4.8，魚(yú)類(lèi)就會(huì)消失)；腐蝕建筑物、工廠設(shè)備和文化古跡，也危害人類(lèi)鍵康。因此酸雨會(huì)破壞生態(tài)平衡，造成很大經(jīng)濟(jì)損失。此外，酸雨可隨風(fēng)飄移而降落到幾千公里以外，導(dǎo)致大范圍的公害。因此，酸雨已被公認(rèn)為全球性的重大環(huán)境問(wèn)題之一。我國(guó)因大量使用煤炭燃料，每年由于酸雨污染造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200億元左右。我國(guó)酸雨區(qū)的降水酸度仍在升高、面積仍在擴(kuò)大。 [板書(shū)]（3）酸雨危害 [投影] 教師提供環(huán)保素材的有關(guān)信息。 [錄象]有關(guān)酸雨的幾段錄像。 [學(xué)與問(wèn)]如何防止酸雨？ [交流]酸雨治理：調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，開(kāi)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(shù)造林嚴(yán)禁亂砍濫伐。政府部門(mén)合理規(guī)劃、制定標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)檢測(cè)。 （鏈接到東營(yíng)市大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心，分析當(dāng)天的大氣質(zhì)量） [板書(shū)]2、臭氧層受損 [投影] [講解] 臭氧由三個(gè)氧原子組成，而且非常稀少；1千萬(wàn)個(gè)大氣分子中只有三個(gè)臭氧分子。千萬(wàn)不要小看這層薄薄的臭氧，它有效遮擋住陽(yáng)光中有害的紫外線，對(duì)于波長(zhǎng)越短、對(duì)生命危害越強(qiáng)的紫外線，臭氧的吸收作用也就越強(qiáng)；因此，只有長(zhǎng)波紫外線UV-A（波長(zhǎng)>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(hù)著地球上的生靈免遭短波紫外線的傷害。億萬(wàn)年來(lái)，萬(wàn)物生靈在臭氧層保護(hù)傘的蔭護(hù)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(guò)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(kuò)大 到足以覆蓋整個(gè)歐洲大陸。從那以后，臭氧濃度下降的速度還在加快，有時(shí)甚至減少到只剩 30%；臭 氧空洞的面積也在不斷的擴(kuò)大，1994年10月17日觀測(cè)到的臭氧空洞曾一度蔓延到了南美洲最 南端的上空。 [板書(shū)]（1）臭氧空洞形成機(jī)理 [例題]南極臭氧洞是英國(guó)的南極考查隊(duì)在南極的哈利灣測(cè)定臭氧濃度時(shí)發(fā)現(xiàn)的。 （1）空調(diào)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(zhì)。氟里昂的化學(xué)名稱(chēng)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(yīng)制得，其化學(xué)方程式 為_(kāi)__________________。二氟二氯甲烷_(kāi)________（有，沒(méi)有）同分異構(gòu)體。 ?。?）氟里昂（如CCl2F2）可在光的作用下分解，產(chǎn)生Cl原子，Cl原子會(huì)對(duì)臭氧層產(chǎn)生長(zhǎng) 久的破壞作用（臭氧的分子式為O3）。有關(guān)反應(yīng)為： O3 O2+O Cl+O3→ClO+O2 ClO+O →Cl+O2 總反應(yīng)為：2O3→3O2在上述臭氧變?yōu)檠鯕獾姆磻?yīng)過(guò)程中，Cl是 A.反應(yīng)物　　　　B.生成物 C.中間產(chǎn)物　　　D.催化劑 （3）因?yàn)榉锇耗芷茐某粞鯇樱試?guó)際環(huán)保組織倡導(dǎo)人們使用_______冰箱，以保護(hù) 臭氧層。 答案：　2、（1）CCl4+2HF=CF2Cl2+2HCl； 沒(méi)有　　（2）D （3）無(wú)氟　 [講述]臭氧層破壞對(duì)環(huán)境的作用、危害 ●臭氧層損耗意味著太陽(yáng)產(chǎn)生的大量紫外線將直接輻射地面，導(dǎo)致人類(lèi)皮膚癌和白 內(nèi)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(nóng)作物受害減產(chǎn)； ●破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈，導(dǎo)致生態(tài)平衡的破壞； ●對(duì)流層空氣中臭氧含量的增加，還會(huì)引起光化學(xué)煙霧危害森林、農(nóng)作物、建筑物等，并會(huì)造成人的機(jī)體平衡失調(diào)。 [板書(shū)]（2）臭氧層危害 [講解]國(guó)際組織《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》及其該《議定書(shū)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(zhì)。 近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，核爆炸、航空器發(fā)射、超音速飛機(jī)將大量的氮氧化物注入平流層中，也會(huì)使臭氧濃度下降。 NO對(duì)臭氧層破壞作用的機(jī)理為： O3＋NO→O2＋NO2，O＋NO2→O2＋NO,總反應(yīng)式為：O＋O3→2O2。 [板書(shū)]（3）治理方法：逐步減少和禁止使用氟里昂，普及無(wú)氟冰箱、空調(diào)。 [資料] 1987年9月，36個(gè)國(guó)家和10個(gè)國(guó)際組織的140名代表和觀察員在加拿大蒙特利爾集會(huì)，通過(guò)了大氣臭氧層保護(hù)的重要?dú)v史性文件《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》。1990年通過(guò)《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》倫敦修正案，1992年通過(guò)了哥本哈根修正案。到目前為止，締約方已達(dá)165個(gè)之多，反映了世界各國(guó)政府對(duì)保護(hù)臭氧層工作的重視和責(zé)任。不僅如此，聯(lián)合國(guó)環(huán)境署還規(guī)定從1995年起，每年的9月16日為“國(guó)際保護(hù)臭氧層日”，以增加世界人民保護(hù)臭氧層的意識(shí)，提高參與保護(hù)臭氧層行動(dòng)的積極性。我國(guó)已于1999年7月1日凍結(jié)了氟利昂的生產(chǎn)，并將于xx年前全部停止生產(chǎn)和使用所有消耗臭氧層物質(zhì)。 [板書(shū)]3、溫室效應(yīng)與全球氣候變暖：CO2 、CH4、H2O、氟氯代烷 [閱讀]科學(xué)視野—氟里昂的功與過(guò) [思考與交流]閱讀資料卡片，探討溫室效應(yīng)與氣候變暖問(wèn)題。 [小結(jié)]略 [作業(yè)]P88 1、2、3、4 [板書(shū)計(jì)劃] 第四章 保護(hù)生存環(huán)境 第一節(jié) 改善大氣質(zhì)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?xì)浠?、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(chēng)。 （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(jī)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(wú)氟冰箱、空調(diào)。 3、溫室效應(yīng)與全球氣候變暖：CO2 、CH4、H2O、氟氯代烷。 [課堂練習(xí)] 1．目前，在我國(guó)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(duì)人類(lèi)的生存空間危害很大，酸雨形成的主要原因是 A．汽車(chē)徘出的大量尾氣中所含的一氧化碳 D．燃燒石灰石產(chǎn)生的二氧化碳 C．工業(yè)和民用上大量燃燒煤所產(chǎn)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(yáng)有害的紫外線的強(qiáng)烈輻射。可是人為的大氣污染物會(huì)破壞臭氧層，如超音速飛機(jī)排放的氮氧化物（NO和NO2），它們和O3及O發(fā)生如下反應(yīng)：O3＋NO＝NO2＋O2 ；O＋NO2＝NO＋O2 ；這兩個(gè)反應(yīng)反復(fù)循環(huán)，其總反應(yīng)方程式為：_______________________________________。氮的氧化物在破壞臭氧層的過(guò)程中起了________________________的作用。 4. 為防治酸雨，降低煤燃燒時(shí)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(qǐng)寫(xiě)出燃燒時(shí)，有關(guān)"固硫"(不使硫化合物進(jìn)入大氣)反應(yīng)的化學(xué)方程式：　　　　　。 5．下表是我國(guó)部分城市空氣質(zhì)量周報(bào)，閱讀并回答下列問(wèn)題： 城市 污染 指數(shù) 首要 污染物 空氣質(zhì)量級(jí)別 城市 污染 指數(shù) 首要 污染物 空氣質(zhì)量級(jí)別 北京 92 TSP II 濟(jì)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(yáng) 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(xiàn)酸雨的城市是____________________。為減少城市酸雨的產(chǎn)生，可采取的措施是________________①少用煤作燃料；②采用燃料脫硫技術(shù)；③向已酸化的土壤中加石灰；④開(kāi)發(fā)新能源。 （2）汽車(chē)尾氣（含有CO、SO2與NO等物質(zhì)）是城市空氣的污染物，治理的方法之一是在汽車(chē)的排氣管上裝一個(gè)催化轉(zhuǎn)換器，其特點(diǎn)是使CO與NO反應(yīng)，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無(wú)毒氣體，寫(xiě)出CO與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________?？刂瞥鞘衅?chē)尾氣對(duì)空氣造成污染的方法是_______________①開(kāi)發(fā)氫能源；②使用電動(dòng)車(chē)；③植樹(shù)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(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理現(xiàn)象，它是大氣受污染的產(chǎn)物和表現(xiàn)。酸雨中含有多種無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，多數(shù)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(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生二氧化硫，二氧化硫在空氣中、云中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成硫酸。請(qǐng)根據(jù)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(xué)方程式表示SO2形成酸雨的過(guò)程。 　　(3)酸雨不僅使土壤酸化，而且使土壤貧瘠，請(qǐng)說(shuō)明酸雨使土壤貧瘠的原因。 　　(4)你認(rèn)為應(yīng)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(jī)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(shù)，改革燃料燃燒的設(shè)備和裝置，開(kāi)發(fā)新型燃料。