选修课程化学与环境水环境之水的概况3.1.doc

选修2化学与环境课程教案总第 8 教时【授课时间：第 19周 星期 四 】课题第二章水环境 教学目标认识天然水的基本特征和污染物的分布形态；知道我国水资源的主要问题；了解水危机产生的原因；了解水的结构，知道水的异常性质和常见性质。教学重点及 难点天然水的基本特征教法设计教 学 过 程 及 内 容教学内容教师活动学生活动引入一、水循环1.水的自然循环2.水的社会循环二、水资源的主要问题三、水危机产生的原因四、水体的污染第一节 水的结构与特性一、水的结构水的缔合作用特点二、水的异常性质三、水的常见性质【图例】【表格】水圈：Hydrosphere 1978年.R.A.Horne【图例】一、水循环1.水的自然循环：特点：由降雨量自然循环的大致尺度 水的性质基本不变2.水的社会循环特点：工业与生活污水的产生与排放是主要的污染源 水的性质不断变化二、水资源的主要问题我国水资源人均和亩均水量少；水资源在地区分布上很不均匀，水土资源组合不平衡水量年内及年际变化大，水旱灾害频繁水土流失严重，许多河流含沙量大；我国水资源开发利用各地很不均衡三、水危机产生的原因1.自然条件的影响：淡水在地球上分布不均气候变化的影响城市与工业区集中发展世界人口趋向于集中在地球较小部分的城镇和城市： 41.6%人口集中于占0.3的土地面积的城镇城市及其周围大量建设工业区，集中用水量很大，超过当地水资源的供水能力四、水体的污染水体的概念：系指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等“储水体”的总称。 水体不仅包括水，而且也包括水中的悬浮物。水体污染： 指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水田中的本地含量和水水体的环境容量； 从而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化； 破坏了水中固有的生态系统； 破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用【图例】Please pay attention!n 地球表面71%被海洋所覆盖，淡水只占2.8%。海洋水占地球总水量的97.2%；n 可供人类使用的淡水资源850万km3。仅占地球总水量的0.64%；n 中国水资源27210亿m3，世界第六位，人均占世界人均水量的14；n 分布不均，占全国土地面积63.7%的北方诸流域，其水资源仅占全国水资源的20%，36.3%的南方流域，水资源却占80%；n 目前用水量4776亿m3年，仅次于美国；n 地下水93.2%被污染；n 地表水100%被污染。第一节 水的结构与特性一、水的结构n 水分子是偶性分子，具有较强的极性。n 由于水分子中氧原子的电负性较强，对相邻水分子中的氢原子产生静电吸引，从而使相邻的水分子联结起来。n 这种两个水分子之间由氢氧原子间的静电引力而形成的联结力称氢键。n 水分子间氢键力为18.81kJ/mol，约为O-H共价键的l/20，冰溶化成水或水挥发成气，都首先需要外界供给能量，破坏这些氢键。水的缔合作用特点 水的缔合程度随温度降低而增强。 当温度为4时，缔合程度最大，水的密度也最大。 自然界中的水只有以气态存在时才呈单分子水，而以液态固态存在时，均呈巨型分子形式存在。 具体说，(H2O)n中的n，一般变化于12860之间，主要取决于温度变化。仅在200300时，n值接近1，即水具有H2O形式。二、水的异常性质 1976.R.A.Horne热容量：所有液体和固体中最高（NH3除外） 能防止大气温度变化过大；对水体运动的热能传输能力大；能使体温保持均一。溶解潜热：液体中最大（NH3除外）。由于吸收或放出潜热，故在凝固点有恒温作用，可以调节气候。蒸发潜热：所有物质中最高。对环境中热量的传递和输送起着非常重要的作用，如植物叶面蒸腾时，使叶面冷却，以防阳光灼伤组织。热膨胀：密度最高时的温度随盐度增加下降，在4时体积最小，密度最大。淡水和稀海水最高密度时对应的温度在凝固点以上，在控制湖泊中温度分布的垂直循环中起着重要作用。表面张力：所有液体中最高（汞除外）。控制某些表面现象和液滴的形成及行为；毛细现象和润湿能力强，对生物细胞的渗透和活性等均有重要作用。溶解能力：比其他液体能溶较多物质并有很大的溶解度。在生物细胞活动过程中传递营养物和排泄废弃物，并给生物反应和化学反应提供反应介质。介电常数：所有液体中最高。对离子化合物的溶解有重大作用，并能使其发生最大的电离，便于生化反应和溶解吸收营养物质。电离度：很小。是真正的中性物质，并能同时提供微量的H+和OH-，有利于维持生物体的酸碱平衡。透明度：相当地大。对红外和紫外的辐射能吸收大，对可见光的选择吸收比较小，既是无色的又透明度大，这种特征性的吸收，能保护浮游生物不受紫外线的伤害。 热传导：所有液体中最高（汞除外）。在活细胞里小尺度范围内有重要作用，其分子热传导过程远不如涡动热传导过程剧烈。氢键：十分容易形成氢键。只有少数液体具有这种性质，不仅对物质在水体中的迁移反应影响很大，而且在生物体许多生命物质的活性都有赖于氢键的存在。偶极矩：液体中最大。容易形成水化物，有利于生物体内元素的传递和交换。存在状态：在室温20左右就能顺利进行固、液、气三态转化。便于水在环境中和生物体内的循环和调节温度，有利于促进细胞的新陈代谢和废物的排泄。三、水的常见性质n 纯水：无嗅、无味、无色液体。n 含O2多味甜n 泥质多味涩n 矿物盐多则苦咸n 标准大气压力下水的沸点100，蒸发热540卡/克，凝固点0