資源簡介

(共16張PPT)
微項目　論證重污染天氣“汽車限行”的合理性
——探討社會性科學議題
第3章　物質的性質與轉化
【素養解讀】
1．能夠綜合應用氮及其化合物的性質及轉化關系探討相關的社會性科學議題。
2．在尋求證據支持觀點的過程中，能夠綜合運用信息查找、問卷調查、訪談等多種方法獲得必要資料；能夠對資料進行加工分析，依據觀點、證據和結論之間的邏輯關系進行有條理的闡述。
3．能夠從科學、環境、經濟、社會等多個方面，權衡不同觀點的利與弊，有依據地作出決策，逐步培養“科學態度與社會責任”的能力。
[項目情境]
人們越來越關心環境問題。我們在享受科學技術迅速發展帶來物質文明的同時，也因以犧牲環境為代價，而受到大自然的一次次報復，如霧霾天氣等。為了應對重污染天氣，把空氣污染指數控制在合理范圍內，北京、廣州等多個城市采取了“汽車限行”措施，以期降低機動車尾氣排放量。人們逐漸意識到：保護環境，就是保護人類賴以生存的空間。
[探究問題]
1．目前大氣中氮氧化物的主要來源是什么？它們對人類健康的危害表現在哪些方面？氮氧化物還會引起哪些環境問題？
提示：大氣中氮氧化物主要來自汽車尾氣，硝酸的生產、金屬的冶煉等工業排放的尾氣。氮氧化物中NO和NO2的毒性較強，NO2作用于深部呼吸道，對肺組織產生強烈刺激和腐蝕作用，可引發肺水腫、支氣管炎等肺部疾病，NO可與血紅蛋白結合，使其失去攜帶氧氣的能力，致組織缺氧，中樞神經系統受損等。以NO和NO2為主的氮氧化物還是形成光化學煙霧、酸雨和霧霾的一個重要原因。
2．汽車尾氣中含有的氮氧化物是如何產生的？汽車尾氣中還有哪些有害物質？
提示：汽車汽缸中N2和O2在電火花放電時反應生成NO，繼而轉化成其他種類的氮氧化物。汽車尾氣中還含有多種有害氣體，主要有烴的不完全燃燒產物(一氧化碳)，汽油中的硫元素被氧化生成的SO2等。
3．調查目前治理汽車尾氣污染的方法有哪些？各方法有什么優缺點？
提示：方法一：在汽車排氣管裝上催化轉化器，使NO或NO2與CO反應生成N2和CO2，原理：2CO＋2NO 2CO2＋N2、4CO＋2NO2 4CO2＋N2。
優點：使有害氣體在通常狀況下，轉化為可參與大氣循環的無毒氣體。
缺點：(1)不能使有害氣體全部轉化為無害物質；(2)加速尾氣中SO2向SO3的轉化，使排出的廢氣酸度升高；(3)使用的催化劑容易中毒，失去作用。
方法二：汽車限行
優點：(1)減少有害氣體的排放；(2)緩解道路交通壓力；
(3)促使人們購買第二輛汽車，促進經濟發展。
缺點：(1)增加公共交通壓力；(2)導致人們出行不便；(3)導致汽車保有量增加。
4．金屬的冶煉、硝酸的生產、煤和石油的燃燒等排放的尾氣中均含有大量的氮氧化物，請從物質類別和化合價的視角思考消除污染、保護環境的方法。
[能力達成]
1．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氮有關(如圖所示)。下列敘述錯誤的是(　　)
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是形成無機顆粒物的催化劑
D．霧霾的形成與過度施用氮肥有關
√
C　[霧和霾的分散劑均為空氣，A項正確；根據題目信息，硝酸銨和硫酸銨均為無機顆粒物，是形成霧霾的因素之一，B項正確；氨氣分別和硝酸、硫酸反應生成硝酸銨和硫酸銨，是形成無機顆粒物的反應物，C項錯誤；過度施用氮肥會導致空氣中氨氣含量增加，促進無機顆粒物中硝酸銨、硫酸銨含量的增加，D項正確。]
2．汽車排放的尾氣中含有NO2，NO2是城市大氣污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2發生一系列光化學煙霧的循環反應，從而不斷產生O3，加重空氣污染。反應過程為①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。下列對該反應過程及生成物敘述正確的是(　　)
A．NO2只起催化劑作用
B．NO起催化劑作用
C．NO2只起氧化劑作用
D．O3與O2互為同素異形體
√
D　[由反應過程①＋②得O2―→2O，反應③為O＋O2―→O3，則NO2起催化劑作用，由反應①知，NO2還做氧化劑和還原劑，A、C項錯誤；由反應知NO作為中間產物不起催化劑作用，B項錯誤；O3與O2互為同素異形體，D項正確。]
3．如圖表示汽車尾氣凈化器處理汽車尾氣的過程。有關敘述不正確的是(　　)
A．CO被氧化為CO2所需氧來源于NOx
B．汽車安裝這種凈化器后，能避免鉛污染
C．Pt-Rh催化劑在化學反應前后質量不變
D．使用該凈化器能減少酸雨的發生
√
B　[由題目的信息可知，CO被氧化為CO2所需的氧來源于氮的氧化物，A項正確；汽車安裝這種凈化器后，能避免一氧化碳、氮的氧化物造成的空氣污染，但不能避免鉛污染，B項錯誤；Pt-Rh催化劑在化學反應前后質量和化學性質都不變，C項正確；氮的氧化物也會造成酸雨，因此使用該凈化器能減少酸雨的發生，D項正確。]

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