《微項(xiàng)目 論證重污染天氣“汽車限行”的合理性》物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化PPT
第一部分內(nèi)容：素養(yǎng)目標(biāo)
1.能夠綜合應(yīng)用氮及其化合物的性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系,探討相關(guān)的社會(huì)性科學(xué)議題。
2.在尋求證據(jù)支持觀點(diǎn)的過程中,能夠綜合運(yùn)用信息查找、問卷調(diào)查、訪談等多種方法獲得必要資料;能夠?qū)Y料進(jìn)行加工分析,依據(jù)觀點(diǎn)、證據(jù)和結(jié)論之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行有條理的闡述,逐步培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的能力。
3.能夠從科學(xué)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多個(gè)方面,權(quán)衡不同觀點(diǎn)的利與弊,有依據(jù)地作出決策。
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微項(xiàng)目論證重污染天氣汽車限行的合理性PPT，第二部分內(nèi)容：知識(shí)鋪墊
人類社會(huì)進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代以來,人們?cè)絹碓疥P(guān)心環(huán)境問題。我們?cè)谙硎芸茖W(xué)技術(shù)迅速發(fā)展帶來物質(zhì)文明的同時(shí),也因一次次以犧牲環(huán)境為代價(jià),而受到大自然的一次次報(bào)復(fù),如霧霾天氣等,北京、廣州等多個(gè)城市采取了“汽車限行”。人們逐漸意識(shí)到:保護(hù)環(huán)境,就是保護(hù)人類賴以生存的空間。
控制“霧霾”的根本措施是減少煙塵和NOx的人為排放量。面對(duì)社會(huì)性科學(xué)議題,首先需要明確議題中的科學(xué)知識(shí)和科學(xué)問題,正確認(rèn)識(shí)議題;然后從環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等視角尋找議題涉及的利與弊,論證這些利與弊是否成立,最后結(jié)合實(shí)際情況綜合考慮,權(quán)衡利弊、作出決策。
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微項(xiàng)目論證重污染天氣汽車限行的合理性PPT，第三部分內(nèi)容：新知預(yù)習(xí)
1.氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)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(濃) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
2.氮氧化物催化轉(zhuǎn)化法
在汽車排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器,使汽車尾氣中的NOx(NO或NO2)與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無毒的物質(zhì),反應(yīng)原理為2NO+2CO N2+2CO2,2NO2+4CO N2+4CO2。
【微思考】如何治理汽車尾氣?
提示:NOx尾氣處理方法
①堿液吸收法:
2NO2+2NaOH === NaNO3+NaNO2+H2O
NO2+NO+2NaOH === 2NaNO2+H2O
NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中NOx的處理。
②催化轉(zhuǎn)化法:
在催化劑、加熱條件下,氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體N2;NOx與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體N2和CO2(一般適用于汽車尾氣的處理)。
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微項(xiàng)目論證重污染天氣汽車限行的合理性PPT，第四部分內(nèi)容：探究
科學(xué)認(rèn)識(shí)社會(huì)性科學(xué)議題,尋找利與弊
問題探究
汽車尾氣有什么危害?
提示:汽車尾氣中的NOx在紫外線作用下,與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生了一種有毒的煙霧——光化學(xué)煙霧,光化學(xué)煙霧中含甲醛、乙醛等刺激性有毒物質(zhì),會(huì)刺激人的呼吸道。
知識(shí)歸納
車輛限行,顧名思義,就是為了緩解交通壓力或防治大氣污染,而采取限制某些車輛通行的措施。車輛限行有很多種,有的是某個(gè)路段限行,有的是某個(gè)時(shí)段限行,有的是某種車型限行,還有最常見的是尾號(hào)限行。其中,尾號(hào)限行制度是為了緩解城市交通壓力而催生的一種交通制度。如2008年的北京奧運(yùn)測(cè)試賽期間,北京開始單雙號(hào)限行。單號(hào)日子時(shí)候,只能車號(hào)的末尾數(shù)字是單號(hào)的私家車可以上路,雙號(hào)日子的時(shí)候,只能車號(hào)末尾數(shù)字是雙號(hào)的私家車可以上路。
方法導(dǎo)引“汽車限行”的利與弊
1.環(huán)境視角 減少有害氣體排放,減輕空氣污染和溫室效應(yīng) —
2.經(jīng)濟(jì)視角 促使人們購買第二輛汽車,汽車銷量增加,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展 導(dǎo)致汽車保有量增加
3.社會(huì)視角 緩解了道路交通壓力 增加公共交通壓力,導(dǎo)致人們出行不便
典例剖析
例1(2018全國Ⅱ理綜)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氮有關(guān)(如下圖所示)。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.霧和霾的分散劑相同
B.霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨
C.NH3是形成無機(jī)顆粒物的催化劑
D.霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)
答案:C
解析:霧和霾的分散劑均為空氣,A項(xiàng)正確;根據(jù)題目信息,硝酸銨和硫酸銨均為無機(jī)顆粒物,是形成霧霾的因素之一,B項(xiàng)正確;氨氣分別和硝酸、硫酸生成硝酸銨和硫酸銨,是形成無機(jī)顆粒物的反應(yīng)物,C項(xiàng)錯(cuò)誤;過度施用化肥會(huì)導(dǎo)致空氣中氨氣含量增加,促進(jìn)了無機(jī)顆粒物中硝酸銨、硫酸銨含量的增加,D項(xiàng)正確。
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物質(zhì),這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來源之一。
(1)汽車尾氣中的CO來自于_______________,NO來自于_______________。汽車尾氣對(duì)環(huán)境的危害主要有_______________(至少填兩種)。
(2)NOx能形成酸雨,寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式: _____。
(3)汽車尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉(zhuǎn)化法處理,使它們相互反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式: __________。
答案:(1)汽油的不完全燃燒 N2與O2在汽車汽缸內(nèi)的高溫環(huán)境下的反應(yīng) 形成硝酸型酸雨、導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、產(chǎn)生溫室效應(yīng)(任填兩種即可)
解析:(1)汽車汽缸內(nèi)不斷進(jìn)行著汽油的燃燒反應(yīng),當(dāng)空氣不足時(shí),汽油不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生CO;當(dāng)空氣過量時(shí),N2和O2在放電或高溫條件下反應(yīng)生成NO。汽車尾氣對(duì)環(huán)境的危害很大,可以形成硝酸型酸雨、導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、產(chǎn)生溫室效應(yīng)等。(3)CO、NOx反應(yīng)后生成的無毒氣體為CO2和N2。
學(xué)習(xí)科學(xué)論證,論證利與弊
問題探究
汽車尾號(hào)限行對(duì)治理空氣污染有用嗎?
提示:通過一定的實(shí)際測(cè)定和對(duì)比,得出結(jié)論:汽車尾號(hào)限行的舉措對(duì)于減輕空氣污染是有一定效果的。
知識(shí)歸納
機(jī)動(dòng)車尾氣排放成為一個(gè)備受指責(zé)的因素,特別是柴油車和某些重型小轎車。這些汽車尾氣中的化學(xué)元兇包括懸浮微粒(PM)和氮氧化物(NOx)。懸浮微粒是一種煙塵,能夠侵入肺部并引起心血管疾病,氮氧化物則會(huì)加劇呼吸困難。
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微項(xiàng)目論證重污染天氣汽車限行的合理性PPT，第五部分內(nèi)容：隨堂檢測(cè)
1.世界大學(xué)生夏季運(yùn)動(dòng)會(huì)是規(guī)模僅次于夏季奧運(yùn)會(huì)的世界級(jí)綜合性運(yùn)動(dòng)會(huì)。2021年第31屆世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)將在成都舉辦。“綠色”是成都的城市發(fā)展理念,也是這次運(yùn)動(dòng)會(huì)的組織理念。下面有關(guān)說法不正確的是( )
A.成都市目前推廣使用的清潔燃料壓縮天然氣(CNG)和液化石油氣(LPG)的主要成分均是烴類
B.興建運(yùn)動(dòng)會(huì)場(chǎng)館所用到的金屬材料中可能含有非金屬元素
C.“綠色化學(xué)”的核心是應(yīng)用化學(xué)原理對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行治理
D.新能源汽車的使用有助于減少氮氧化物的排放
答案:C
解析:A項(xiàng),壓縮天然氣(CNG)類的主要成分是甲烷,液化石油氣(LPG)類的成分是丙烷、丁烷等,所以這兩類燃料的主要成分都是烴類,故A正確;B項(xiàng),合金可能含有非金屬元素,故B正確;C項(xiàng),“綠色化學(xué)”的核心是從源頭上控制污染,而不是治理污染,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),新能源汽車的使用可減少化石燃料的使用,可減少常規(guī)汽車的使用,能減少氮氧化物的排放,故D正確。
2.當(dāng)前,汽車尾氣已成為許多城市空氣的主要污染源。研究表明,含TiO2的混凝土或?yàn)r青可以部分消除汽車尾氣中的氮氧化物,其原理如下:
下列關(guān)于該“消除”過程的敘述不正確的是( )
A.部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能
B.消除總變化為NOx+O2+H2O→HNO3
C.消除反應(yīng)能全天候發(fā)生
D.使用納米TiO2的消除效率更高
答案:C
解析:在TiO2的催化作用下紫外線提供能量,部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,故A項(xiàng)正確,不符合題意;題中示意圖表明,在TiO2的催化作用下紫外線提供能量,發(fā)生反應(yīng):NO+O2+H2O→HNO3,故B項(xiàng)正確,不符合題意;沒有紫外線時(shí)上述反應(yīng)不能發(fā)生,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,符合題意;納米與紫外線接觸面積更大,將產(chǎn)生更多的光生電子和光生空穴,從而消除更多的NOx,故D項(xiàng)正確,不符合題意。
3.對(duì)含有氮氧化物的廢氣進(jìn)行處理。
(1)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物,反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:
NO2+NO+2NaOH === 2NaNO2+H2O①
2NO2+2NaOH === NaNO2+NaNO3+H2O②
在反應(yīng)①中,氧化劑是__________,還原劑是__________。在反應(yīng)②中,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為__________。
(2)汽車尾氣中含有CO和NO,消除這兩種物質(zhì)對(duì)大氣的污染的方法是安裝催化轉(zhuǎn)化器,使它們發(fā)生反應(yīng)生成N2和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
(3)在一定條件下,氨氣亦可用來將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)。寫出氨氣與二氧化氮在一定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________________。
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