第一單元環(huán)境污染的化學(xué)防治

1、高考中的化學(xué)與生活 大氣污染及其防治,唐山二中 張玲芬,人生最痛苦的不是生與死的離別，而是我們手牽手走在唐山的街頭，我卻看不到你的臉！,2017考試大綱（必考內(nèi)容）,了解化學(xué)與生活、材料、能源、環(huán)境、生命、信息技術(shù)等的關(guān)系。了解“綠色化學(xué)”的重要性。,了 解,掌 握,分析歸納,1.大氣污染及其危害 2.霧霾的成因,1.治理大氣污染的化學(xué)方法 2.治理霧霾的措施,本節(jié)主要內(nèi)容,一、大氣污染物及大氣污染的具體表現(xiàn),空氣污染物通常指以氣態(tài)形式進(jìn)入近地面或低層大氣環(huán)境的外來(lái)物質(zhì)。如氮氧化物、硫氧化物和碳氧化物以及飄塵、懸浮顆粒物（PM）等，有時(shí)還包括甲醛、氡以及各種有機(jī)溶劑，其對(duì)人體或生態(tài)系統(tǒng)具有不良

2、效應(yīng)。,大氣污染的具體表現(xiàn)主要有：形成酸雨、 酸霧；臭氧層空洞；光化學(xué)煙霧；霧霾,霧霾霧和霾的統(tǒng)稱(chēng)?？諝庵械幕覊m、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺(jué)障礙的叫霾。二氧化硫、氮氧化物以及顆粒物(PM)這三項(xiàng)是霧霾主要污染物，前兩者為氣態(tài)污染物，最后一項(xiàng)顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍?zhǔn)住?Company Logo,二、大氣污染的危害,1、危害人體： 人需要呼吸空氣以維持生命。但是 污染了的空氣卻可以對(duì)人體健康有直接的影響。污染的大氣能使人 產(chǎn)生呼吸道疾病與生理機(jī)能障礙，以及眼鼻等粘膜組織受到刺激而患病。,2、危害生物 動(dòng)物因吸入污染空氣或吃含污染物食物而發(fā)病或死亡，大氣污染 物 可使植物

3、抗病力下降、影響生長(zhǎng)發(fā)育、葉面產(chǎn)生傷斑或枯萎死亡,3、影響氣候： 增高大氣溫度， 減少到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射量， 增加大氣降水量，下酸雨。,大氣污染影響如此之大， 我們不能坐以待斃 ， 但是現(xiàn)實(shí)卻是。,新聞聯(lián)播公布,（1）生活環(huán)境惡化加劇,戶外有風(fēng)險(xiǎn)，鍛煉需謹(jǐn)慎。,（2）生存權(quán)利受到侵犯,呼吸,交通,呼吸還是不呼吸，這是一個(gè)問(wèn)題。,你見(jiàn)與不見(jiàn)，路就在那里。,鍛煉,霧霾的成因、危害與防治,成因,二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物是霧霾的主要組成。前兩者為氣態(tài)污染物，它們與霧氣結(jié)合在一起，讓天空瞬間變得灰蒙蒙的。近年來(lái)，我國(guó)中東部地區(qū)霧霾日益嚴(yán)重，主要是由人為排放的大氣氣溶膠顯著增加所致，這當(dāng)中就包括我

4、們熟知的PM2.5，已不是完全的自然現(xiàn)象。,防治,灰霾天最好減少外出，外出時(shí)建議佩戴防護(hù)效果較好的口罩。但是，不是人人都適合戴口罩。呼吸道疾病患者特別是呼吸困難的人，戴上口罩后反而人為地制造了呼吸障礙，心臟病、肺氣腫、哮喘患者不適合長(zhǎng)時(shí)間戴口罩。有慢性病的患者，建議避免在清晨霧氣正濃時(shí)出門(mén)購(gòu)物、參加各種?饣疃嘁廡菹羯硤宄魷植皇?！繜畎徒院绝r健?治理霧霾不是一蹴而就的事情，但也不是毫無(wú)辦法，羊毛出在羊身上，最好的辦法就是減少燃油機(jī)動(dòng)車(chē)使用量。,去掉,危害,霧氣看似溫和，里面卻含有各種對(duì)人體有害的細(xì)顆粒、有毒物質(zhì)達(dá)20多種，包括了酸、堿、鹽、胺、酚等，以及塵埃、花粉、螨蟲(chóng)、流感病毒、結(jié)核桿菌、肺炎

5、球菌等，其含量是普通大氣水滴的幾十倍。與霧相比，霾對(duì)人的身體健康的危害更大。由于霾中細(xì)小粉粒狀的飄浮顆粒物直徑一般在0.01微米以下，可直接通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入支氣管，甚至肺部。所以，霾影響最大的就是人的呼吸系統(tǒng)，造成的疾病主要集中在呼吸道疾病、腦血管疾病、鼻腔炎癥等病種上。同時(shí)，灰霾天氣時(shí)，氣壓降低、空氣中可吸入顆粒物驟增、空氣流動(dòng)性差，有害細(xì)菌和病毒向周?chē)鷶U(kuò)散的速度變慢，導(dǎo)致?掌脅九仍齦擼膊姆縵蘸芨摺?,三、霧霾的成因,案例1：“發(fā)生在1952年12月5日至8日倫敦?zé)熿F事件是典型的燃煤取暖引發(fā)的空氣污染。”事件，當(dāng)時(shí)城市能見(jiàn)度極低，航班取消，人家呼吸困難眼睛刺痛，倫敦成為咳嗽城，4天死亡人數(shù)達(dá)

6、4000多人，兩個(gè)月后又有8000人喪生。釀成倫敦?zé)熿F事件的主要原因，是冬季取暖燃煤和工業(yè)排放的煙霧在逆溫層天氣下的不斷積累發(fā)酵?！?1952年倫敦?zé)熿F事件,三、霧霾的成因案例1,美國(guó)洛杉磯煙霧事件。該事件發(fā)生在上世紀(jì)40年代，一直延續(xù)到6080年代。當(dāng)時(shí)的洛杉磯在晴朗的日子城市上空就會(huì)出現(xiàn)一種彌漫天空的淺藍(lán)色煙霧，使整座城市上空變得渾濁不清。這種煙霧使人眼睛發(fā)紅，咽喉疼痛，呼吸憋悶、頭昏、頭痛。隨后該市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘減產(chǎn)。洛杉磯煙霧事件是由機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放和工業(yè)廢氣排放、發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)引起的洛杉礬在1940年代就擁有250萬(wàn)輛汽車(chē)，每天大約消耗1

7、100噸汽油，排出1000多噸碳?xì)浠衔铮?00多噸氮氧化物和700多噸一氧化碳。另外，還有煉油廠、供油站等其他石油燃燒排放。,三、霧霾的成因案例2,三、霧霾的成因案例3,我國(guó)蘭州西固地區(qū)-工業(yè)型光化學(xué)煙霧。 上世紀(jì)七八十年代，蘭州西固區(qū)出現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首次光化學(xué)煙霧污染，蘭州西固地區(qū)是一個(gè)重要的石油化工工業(yè)區(qū),向大氣中排放的污染物主要有碳?xì)浠衔?HC),一氧化碳(CO)和氮氧化合物(NO),它們是形成光化學(xué)煙霧的一次反應(yīng)物,又由于蘭州具有特殊的地理?xiàng)l件,四面環(huán)山,海拔高、逆溫次數(shù)多,風(fēng)小且日照強(qiáng)度大,所以蘭州西固工業(yè)區(qū)常常有光化學(xué)煙霧出現(xiàn),例1.化學(xué)與生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，下列敘述錯(cuò)誤的是() A

8、.“霾塵積聚難見(jiàn)路人”霧霾所形成的氣溶膠有丁達(dá)爾效應(yīng) B.霧霾是一種分散系，活性炭口罩防霧霾的原理是吸附原理 C.大量燃燒化石燃料是造成霧霾天氣的一種重要因素 D.采取靜電除塵、加高燃煤煙囪、汽車(chē)尾氣催化凈化等方法可減輕霧霾,D,1、酸雨的形成,2、石灰石脫硫的原理,H2O + SO2 H2SO3 ， H2SO3 +O2=H2SO4,O2 + 2SO2 2SO3 ， SO3 +H2O=H2SO4,二氧化硫的治理,治理 污染,例2.直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，將煙氣通過(guò)裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，最終生成硫酸鈣。硫酸鈣可在下圖所示的循環(huán)燃燒裝置的燃料反應(yīng)器中

9、與甲烷反應(yīng)，氣體產(chǎn)物分離出水后得到幾乎不含雜質(zhì)的二氧化碳，從而有利于二氧化碳的回收利用，達(dá)到減少碳排放的目的。,請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中， 引發(fā)的主要環(huán)境問(wèn)題有_(填字母)。 A溫室效應(yīng) B酸雨 C粉塵污染 D水體富營(yíng)養(yǎng)化 (2)在煙氣脫硫的過(guò)程中，所用的石灰石漿液 在進(jìn)入脫硫裝置前，需通一段時(shí)間的二氧化碳， 以增加其脫硫效率；脫硫時(shí)控制漿液的pH，此 時(shí)漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化 生成硫酸鈣. 二氧化碳與石灰石漿液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為 。 亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學(xué)方程式為 _。,例2.直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，將煙氣

10、通過(guò)裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，最終生成硫酸鈣。硫酸鈣可在下圖所示的循環(huán)燃燒裝置的燃料反應(yīng)器中與甲烷反應(yīng)，氣體產(chǎn)物分離出水后得到幾乎不含雜質(zhì)的二氧化碳，從而有利于二氧化碳的回收利用，達(dá)到減少碳排放的目的。,請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中， 引發(fā)的主要環(huán)境問(wèn)題有_(填字母)。 A溫室效應(yīng) B酸雨 C粉塵污染 D水體富營(yíng)養(yǎng)化 (2)在煙氣脫硫的過(guò)程中，所用的石灰石漿液 在進(jìn)入脫硫裝置前，需通一段時(shí)間的二氧化碳， 以增加其脫硫效率；脫硫時(shí)控制漿液的pH，此 時(shí)漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化 生成硫酸鈣. 二氧化碳與石灰石漿液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為 。

11、亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學(xué)方程式為 _。,ABC,Ca(HCO3)2,Ca(HSO3)2+O2=CaSO4+H2SO4,氮氧化物的治理,避免汽車(chē)尾氣中的有害氣體對(duì)大氣的污染，目前最有效的方法是給汽車(chē)安裝尾氣凈化裝置。凈化裝置里含有鈀（Pd）等過(guò)渡金屬元素催化劑，尾氣通過(guò)凈化裝置后，有害氣體NOx、CO轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，反應(yīng)方程式如下：,治理 污染,例3、氮氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一消除氮氧化物有多種方法（1）可利用甲烷催化還原氮氧化物已知：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2 (g) +2H2O (g) H=-574kJ/molCH4 (g) +4NO (g)

12、 =2N2 (g) +CO2 (g) +2H2O (g) H=-1160kJ/mol則CH4 (g)將NO2 (g)還原為N2 (g)的熱化學(xué)方程式是 （2）NH3催化還原氮氧化物（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：2NH3 (g) +NO (g) +NO2 (g) 2N2 (g) +3H2O (g) H0為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是,例3、氮氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一消除氮氧化物有多種方法（1）可利用甲烷催化還原氮氧化物已知：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2 (g) +2H2O (g) H=-574kJ/molCH4 (g)

13、 +4NO (g) =2N2 (g) +CO2 (g) +2H2O (g) H=-1160kJ/mol則CH4 (g)將NO2 (g)還原為N2 (g)的熱化學(xué)方程式是 （2）NH3催化還原氮氧化物（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：2NH3 (g) +NO (g) +NO2 (g) 2N2 (g) +3H2O (g) H0為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是,CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-867KJ/mol,增大NH3濃度（或減小壓強(qiáng)、降低溫度）,（3）利用ClO2氧化氮氧化物反應(yīng)過(guò)程如下: 反應(yīng)的化學(xué)方程式是

14、2NO+ClO2+H2ONO2+HNO3+2HCl，反 應(yīng)的化學(xué)方程式是 . 若有11.2LN2生成（標(biāo)準(zhǔn)狀況），共消耗ClO2 g （4）工業(yè)廢氣中含有的NO2還可用電解法消除用NO2為原料可制新型綠色硝化劑N2O5制備方法之一是先將NO2轉(zhuǎn)化為N2O4然后采用電解法制備N(xiāo)2O5，裝置如圖所示Pt甲為 極，電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式是 . ,（3）利用ClO2氧化氮氧化物反應(yīng)過(guò)程如下: 反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NO+ClO2+H2ONO2+HNO3+2HCl，反 應(yīng)的化學(xué)方程式是 . 若有11.2LN2生成（標(biāo)準(zhǔn)狀況），共消耗ClO2 g （4）工業(yè)廢氣中含有的NO2還可用電解法消除用NO

15、2為原料可制新型綠色硝化劑N2O5制備方法之一是先將NO2轉(zhuǎn)化為N2O4然后采用電解法制備N(xiāo)2O5，裝置如圖所示Pt甲為 極，電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式是 . ,N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+,67.5,2NO2+4Na2SO3N2+4Na2SO4,陽(yáng),工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的懸浮顆粒物含有對(duì)人體有害的重金屬鹽，直接排放到空氣中會(huì)污染大氣的質(zhì)量，可以通過(guò)靜電沉降器進(jìn)行處理。,靜電沉降器,懸浮顆粒物的治理,治理 污染,小結(jié)：治理大氣污染,1、二氧化硫的治理,2、氮氧化物的治理,3、懸浮顆粒物的治理,減少礦石燃料的使用， 煤和石油的脫硫,汽車(chē)尾氣凈化處理， 清潔的汽車(chē)燃料,降塵

16、處理,例4.霧霾天氣多次肆虐我國(guó)中東部地區(qū)其中，汽車(chē)尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一 （1）汽車(chē)尾氣凈化的主要原理為： 2NO(g)+CO(g) 2CO2(g)+N2(g)在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí)，c(CO2)隨溫度（T）、催化劑的表面積（S）和時(shí)間（t）的變化曲線，如圖1所示據(jù)此判斷： 圖1 該反應(yīng)是 反應(yīng)（填“放熱”、“吸熱”）在T2下，02s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)= .,放熱,0.025mol/(Ls),若該反應(yīng)在恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是 （填代號(hào)） （2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的

17、氧化物，用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染如： CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H1=-867kJ/mol2NO2(g)N2O4(g) H2=-56.9kJ/mol寫(xiě)出CH4(g)催化還原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式 .,bd,CH4 (g) +N2O4 (g) =N2 (g) +CO2 (g) +2H2O (g) H= -810.1kJ/mol,將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達(dá)到低碳排放的目的如圖2是通過(guò)人工光合作用，以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為 常溫下，0.

18、1mol/L的HCOONa溶液pH為10，則HCOONa的水解常數(shù)Kh= Na2S溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?向該溶液中加入少量固體CuSO4，溶液pH （填“增大”“減小”或“不變”）Na2S溶液長(zhǎng)期放置有硫析出，原因是 （用離子方程式表示）,圖2,將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達(dá)到低碳排放的目的如圖2是通過(guò)人工光合作用，以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為 常溫下，0.1mol/L的HCOONa溶液pH為10，則HCOONa的水解常數(shù)Kh= Na2S溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?向該溶液中加入少量固體CuSO4，溶液pH （填“增大”“減小”或“不變”）Na2S溶液長(zhǎng)期放置有硫析出，原因是 （用離子方程式表示）,CO2+2H+2e-=HCOOH,10-7mol/L,c(Na+)c(S2-)c