《微项目 论证重污染天气“汽车限行”的合理性》物质的性质与转化PPT
第一部分内容：素养目标
1.能够综合应用氮及其化合物的性质及其转化关系,探讨相关的社会性科学议题。
2.在寻求证据支持观点的过程中,能够综合运用信息查找、问卷调查、访谈等多种方法获得必要资料;能够对资料进行加工分析,依据观点、证据和结论之间的逻辑关系进行有条理的阐述,逐步培养科学态度与社会责任的能力。
3.能够从科学、环境、经济、社会等多个方面,权衡不同观点的利与弊,有依据地作出决策。
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微项目论证重污染天气汽车限行的合理性PPT，第二部分内容：知识铺垫
人类社会进入二十世纪八十年代以来,人们越来越关心环境问题。我们在享受科学技术迅速发展带来物质文明的同时,也因一次次以牺牲环境为代价,而受到大自然的一次次报复,如雾霾天气等,北京、广州等多个城市采取了“汽车限行”。人们逐渐意识到:保护环境,就是保护人类赖以生存的空间。
控制“雾霾”的根本措施是减少烟尘和NOx的人为排放量。面对社会性科学议题,首先需要明确议题中的科学知识和科学问题,正确认识议题;然后从环境、经济、社会等视角寻找议题涉及的利与弊,论证这些利与弊是否成立,最后结合实际情况综合考虑,权衡利弊、作出决策。
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微项目论证重污染天气汽车限行的合理性PPT，第三部分内容：新知预习
1.氮及其化合物的转化关系
①N2+3H2 2NH3
②4NH3+5O2 4NO+6H2O
③N2+O2 2NO
④2NO+O2 2NO2
⑤3NO2+H2O 2HNO3+NO
⑥HNO3+NH3 NH4NO3
⑦3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
⑧Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
2.氮氧化物催化转化法
在汽车排气管上安装催化转化器,使汽车尾气中的NOx(NO或NO2)与CO反应转化成无毒的物质,反应原理为2NO+2CO N2+2CO2,2NO2+4CO N2+4CO2。
【微思考】如何治理汽车尾气?
提示:NOx尾气处理方法
①碱液吸收法:
2NO2+2NaOH === NaNO3+NaNO2+H2O
NO2+NO+2NaOH === 2NaNO2+H2O
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。
②催化转化法:
在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体N2;NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体N2和CO2(一般适用于汽车尾气的处理)。
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微项目论证重污染天气汽车限行的合理性PPT，第四部分内容：探究
科学认识社会性科学议题,寻找利与弊
问题探究
汽车尾气有什么危害?
提示:汽车尾气中的NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾——光化学烟雾,光化学烟雾中含甲醛、乙醛等刺激性有毒物质,会刺激人的呼吸道。
知识归纳
车辆限行,顾名思义,就是为了缓解交通压力或防治大气污染,而采取限制某些车辆通行的措施。车辆限行有很多种,有的是某个路段限行,有的是某个时段限行,有的是某种车型限行,还有最常见的是尾号限行。其中,尾号限行制度是为了缓解城市交通压力而催生的一种交通制度。如2008年的北京奥运测试赛期间,北京开始单双号限行。单号日子时候,只能车号的末尾数字是单号的私家车可以上路,双号日子的时候,只能车号末尾数字是双号的私家车可以上路。
方法导引“汽车限行”的利与弊
1.环境视角 减少有害气体排放,减轻空气污染和温室效应 —
2.经济视角 促使人们购买第二辆汽车,汽车销量增加,促进经济发展 导致汽车保有量增加
3.社会视角 缓解了道路交通压力 增加公共交通压力,导致人们出行不便
典例剖析
例1(2018全国Ⅱ理综)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氮有关(如下图所示)。下列叙述错误的是( )
A.雾和霾的分散剂相同
B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关
答案:C
解析:雾和霾的分散剂均为空气,A项正确;根据题目信息,硝酸铵和硫酸铵均为无机颗粒物,是形成雾霾的因素之一,B项正确;氨气分别和硝酸、硫酸生成硝酸铵和硫酸铵,是形成无机颗粒物的反应物,C项错误;过度施用化肥会导致空气中氨气含量增加,促进了无机颗粒物中硝酸铵、硫酸铵含量的增加,D项正确。
对点训练1汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质,这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。
(1)汽车尾气中的CO来自于_______________,NO来自于_______________。汽车尾气对环境的危害主要有_______________(至少填两种)。
(2)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式: _____。
(3)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式: __________。
答案:(1)汽油的不完全燃烧 N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可)
解析:(1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应,当空气不足时,汽油不完全燃烧会产生CO;当空气过量时,N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大,可以形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应等。(3)CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。
学习科学论证,论证利与弊
问题探究
汽车尾号限行对治理空气污染有用吗?
提示:通过一定的实际测定和对比,得出结论:汽车尾号限行的举措对于减轻空气污染是有一定效果的。
知识归纳
机动车尾气排放成为一个备受指责的因素,特别是柴油车和某些重型小轿车。这些汽车尾气中的化学元凶包括悬浮微粒(PM)和氮氧化物(NOx)。悬浮微粒是一种烟尘,能够侵入肺部并引起心血管疾病,氮氧化物则会加剧呼吸困难。
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微项目论证重污染天气汽车限行的合理性PPT，第五部分内容：随堂检测
1.世界大学生夏季运动会是规模仅次于夏季奥运会的世界级综合性运动会。2021年第31届世界大学生运动会将在成都举办。“绿色”是成都的城市发展理念,也是这次运动会的组织理念。下面有关说法不正确的是( )
A.成都市目前推广使用的清洁燃料压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)的主要成分均是烃类
B.兴建运动会场馆所用到的金属材料中可能含有非金属元素
C.“绿色化学”的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
D.新能源汽车的使用有助于减少氮氧化物的排放
答案:C
解析:A项,压缩天然气(CNG)类的主要成分是甲烷,液化石油气(LPG)类的成分是丙烷、丁烷等,所以这两类燃料的主要成分都是烃类,故A正确;B项,合金可能含有非金属元素,故B正确;C项,“绿色化学”的核心是从源头上控制污染,而不是治理污染,故C错误;D项,新能源汽车的使用可减少化石燃料的使用,可减少常规汽车的使用,能减少氮氧化物的排放,故D正确。
2.当前,汽车尾气已成为许多城市空气的主要污染源。研究表明,含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物,其原理如下:
下列关于该“消除”过程的叙述不正确的是( )
A.部分光能转变为化学能
B.消除总变化为NOx+O2+H2O→HNO3
C.消除反应能全天候发生
D.使用纳米TiO2的消除效率更高
答案:C
解析:在TiO2的催化作用下紫外线提供能量,部分光能转变为化学能,故A项正确,不符合题意;题中示意图表明,在TiO2的催化作用下紫外线提供能量,发生反应:NO+O2+H2O→HNO3,故B项正确,不符合题意;没有紫外线时上述反应不能发生,故C项错误,符合题意;纳米与紫外线接触面积更大,将产生更多的光生电子和光生空穴,从而消除更多的NOx,故D项正确,不符合题意。
3.对含有氮氧化物的废气进行处理。
(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:
NO2+NO+2NaOH === 2NaNO2+H2O①
2NO2+2NaOH === NaNO2+NaNO3+H2O②
在反应①中,氧化剂是__________,还原剂是__________。在反应②中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。
(2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应生成N2和CO2,该反应的化学方程式为____________________。
(3)在一定条件下,氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气与二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:___________________。
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