光化学反应基础实用教案

1、 在阳光的作用下，化合物在各环境圈层中进行着各种光化学反应。 这些反应影响化合物的迁移、转化、归宿及效应，一般情况下对人类及生态系统没有不良的影响。 当人类的各种活动所产生(chnshng)的化学物质大量进入环境后， 则有可能对环境中本身发生的光化学过程产生(chnshng)干扰或破坏， 从而对生态环境和人类造成严重影响和危害。第1页/共70页第一页，共71页。光化学基础光化学基础(jch)(jch) 光化学概念及光化学定律1、光化学 光化学是研究在紫外和可见光的作用(zuyng)下物质发生化学反应的科学。第2页/共70页第二页，共71页。光化学与热化学反应(huxu fnyng)的差异光化学

2、反应的活化主要是通过分子吸收一定波长的光来实现的，而热化学反应的活化主要是分子从环境中吸收热能而实现的。光化学反应受温度的影响小，有些反应可在接近0K时发生。光活化分子与热活化分子的电子分布及构型有很大不同(b tn)，光激发态的分子实际上是基态分子的电子异构体。被光激发的分子具有较高的能量，可以得到高内能的产物，如自由基、双自由基等。第3页/共70页第三页，共71页。2、光的能量 一个光子(gungz)的能量(E)可表示为： Ehhc/ 一摩尔光子(gungz)通常定义为一个einstein，波长为 的光的1 einstein的能量为： ENAhNAhc/1023 hc/第4页/共70页第四

3、页，共71页。 光对分子(fnz)的作用1、分子的能量 物质由分子组成，分子的运动有平动、转动、振动和分子的电子运动，分子的每一种运动状态都具有(jyu)一定的能量。如果不考虑它们之间的相互作用，作为一级近似，分子的能量(E)可表示为： EE平 + E转 + E振 + E电第5页/共70页第五页，共71页。由于分子平动时电偶极不发生变化，因而(yn r)不吸收光，不产生吸收光谱。与分子吸收光谱有关的只有分子的转动能级、振动能级和电子能级。每个分子只能存在一定数目的转动、振动和电子能级。和原子一样，分子也有其特征能级。在同一电子能级内，分子因其振动能量不同而分为若干“支级”，当分子处于同一振动能

4、级时还因其转动能量不同而分为若干“支级” (图) 。第6页/共70页第六页，共71页。图1.1 分子(fnz)的能级图第7页/共70页第七页，共71页。 分子能级的差别：转动能级间的能量(nngling)差最小，一般小于；振动能级间的能量(nngling)差一般在之间；电子能级间的能量(nngling)差最大，一般在120eV之间。第8页/共70页第八页，共71页。 紫外和可见光的能量大于1eV，而红外光的能量小于或等于1eV。 红外光作用于分子，只能引起(ynq)分子转动能级与振动能级的改变，从而发生光的吸收，产生红外吸收光谱。 紫外和可见光作用于分子，可使分子的电子能级(包括转动能级和振动

5、能级)发生改变，产生可见紫外吸收光谱。第9页/共70页第九页，共71页。2、分子(fnz)对光的吸收分子(fnz)吸收光的本质： 是在光辐射的作用下，物质分子(fnz)的能态发生了改变，即分子(fnz)的转动、振动或电子能级发生变化，由低能态被激发至高能态，这种变化是量子化的。能态之间的能量差必须等于光子的能量： E2E1EEh第10页/共70页第十页，共71页。 电子要产生跃迁，应遵循一定的规律(选律)，即：在两个能级之间的跃迁，电偶极的改变必须不等于零方能发生(fshng)。 光是电磁波的一部分，它以不断作周期变化的电、磁场在空间传播，它可以对带电的粒子 (如电子、核)和磁场偶极子(如电子

6、自旋、核自旋)施加电力和磁力(图)。第11页/共70页第十一页，共71页。 图1.2 光对分子(fnz)作用示意图第12页/共70页第十二页，共71页。 作用在分子电子(dinz)上的总作用力(F)可表示为： F电力 + 磁力 e + evH/c式中：e为电子(dinz)的电荷，v为电子(dinz)的速度(3108 cms-1)，为电场强度，H为磁场强度，c为光速(3.01010cms-1)。 由于cv，所以eevH，施加在电子(dinz)上的作用力近似为：F e。即光波通过时，作用在电子(dinz)上的力主要来源于光波的电场 。第13页/共70页第十三页，共71页。 由于电场的周期变化(振荡

7、电场)使得分子电子云的任一点也产生周期变化(振荡偶极子)，即一个体系(光)的振动，通过电场力的作用与第二个体系(分子中的电子)发生偶合，从而引起后者的振动(即共振)。因此可以把光与分子的相互作用看作是辐射场(振荡电场)与电子(振荡偶极子)会聚时的一种能量(nngling)交换。这种相互作用应满足能量(nngling)守衡： Eh第14页/共70页第十四页，共71页。有机分子吸收紫外和可见光后，一个电子就从原来较低能量的轨道被激发到原来空着的反键轨道上,被吸收的光子(gungz)能量用于增加一个电子的能量，通常称为电子跃迁。 有机分子电子跃迁的方式（见图）： *、 n *、n *、*有机化合物中

8、能够吸收紫外或可见光的基团称为生色团。第15页/共70页第十五页，共71页。图 分子轨道能量(nngling)和电子跃迁的可能方式示意图第16页/共70页第十六页，共71页。光物理与光化学过程光物理与光化学过程(guchng) 1、态能级(nngj)图 态能级(nngj)图是表示在一个给定的核几何构型中，分子的基态、激发单重态和三重态的相对能态图(见图)。第17页/共70页第十七页，共71页。图态能级(nngj)图第18页/共70页第十八页，共71页。2、光物理过程 光物理过程可定义为各激发态间或各激发态与基态之间发生(fshng)相互转化的跃迁。1）光物理辐射过程 a) S0 + h S1

9、单重态-单重态吸收 b) S0 + h T1 单重态-三重态吸收 c) S1 S0 + h 单重态-单重态发射，发射的光 称为荧光。电子组态未改变。 d) T1 S0 + h 三重态-单重态发射，发射的光 称为磷光。电子组态发生(fshng)改变。第19页/共70页第十九页，共71页。 2) 光物理无辐射过程 e) S1 S0 + 热量 发生热失活，称为内转换或系内“窜跃”。受激发的分子与其它分子碰撞，激发能以热能的形式耗散。 f) S1 T1 + 热量 不同电子激发态组态之间的跃迁(yuqin)，称为系间“窜跃”。 g) T1 S0 + 热量 激发三重态与基态之间的跃迁(yuqin)，也称为

10、系间“窜跃”。第20页/共70页第二十页，共71页。3、光化学过程 光化学过程是指分子吸收光能后成变成激发态而发生各种( zhn)反应。1）光化学定律光化学第一定律(Grothus-Draper定律)：只有被分子吸收的光，才能有效地引起分子的化学反应。第21页/共70页第二十一页，共71页。光化学第二定律光化学第二定律(Stark-Einstein定律定律)：发生光化学变化：发生光化学变化(binhu)是由于分子吸收一个光量子的结果。或者说，是由于分子吸收一个光量子的结果。或者说，在光化学反应的初级过程，被吸收的一个光子，只能激在光化学反应的初级过程，被吸收的一个光子，只能激活一个分子。活一个

11、分子。量子产率：光化学反应的效率通常用量子产率量子产率：光化学反应的效率通常用量子产率()来表示，来表示，其定义为：其定义为：2）初级光化学过程与次级光化学过程）初级光化学过程与次级光化学过程吸收的光量子数分解或生成的分子数第22页/共70页第二十二页，共71页。 3）初级光化学过程的主要(zhyo)类型 在对流层中发生不同类型的初级光化学过程，但是对于气相主要(zhyo)类型有： （a）光解。一个分子吸收一个光量子的辐射能时，如果所吸收的能量等于或多于键的离解能，则发生键的断裂，产生原子或自由基。例如： NO2 + h (290 430 nm） NO + O 第23页/共70页第二十三页，共

12、71页。（b）分子(fnz)内重排。例如： （c）光异构化。例如：第24页/共70页第二十四页，共71页。 （d）光二聚合。某些有机化合物在光的作用(zuyng)下，能够发生聚合反应，生成二聚体。例如： （e）氢的提取。羰基化合物吸收光能发生n*跃迁所形成的激发态，容易发生分子间氢的提取反应。在液相中，特别在有氢原子供体存在时最典型的例子是：第25页/共70页第二十五页，共71页。 （f）光敏化反应。在光化学反应中，有些化合物能够吸收光能，但自身并不参与反应，而把能量(nngling)转移给另一化合物，使之成为激发态参与反应，这样的反应称为光敏化反应，吸光的物质称为光敏剂(S)，接受能量(nn

13、gling)的化合物称为受体(A)。光敏化反应可表示如下：第26页/共70页第二十六页，共71页。大气中重要(zhngyo)吸光物质的光解第27页/共70页第二十七页，共71页。第28页/共70页第二十八页，共71页。第29页/共70页第二十九页，共71页。第30页/共70页第三十页，共71页。二、大气中重要(zhngyo)自由基来源(Resource of Important Free Redical in Atmosphere) 由于在其电子壳层的外层有一个不成(bchng)对的电子，因而有很高的活性，具有强氧化作用。自由基自由基(Free Redical)：凡是有自由基生成(shn ch

14、n)或由其诱发的反应。自由基反应自由基反应(Reaction of Free Redical)第31页/共70页第三十一页，共71页。第32页/共70页第三十二页，共71页。第33页/共70页第三十三页，共71页。1、HO和HO2自由基的来源(liyun)(Resource of HO and HO2 Free Redical) 清洁空气中 O3 的光离解(l ji)是大气中HO的主要来源：23OOhOHOOHO22第34页/共70页第三十四页，共71页。污染(wrn)大气中 HNO2 和 H2O2 的光离解：HOhvOHNOHOhvHNO2222 其中其中 HNO2 HNO2 的光离解是污染

15、的光离解是污染(wrn)(wrn)大气中大气中HO HO 的主要来源。的主要来源。第35页/共70页第三十五页，共71页。 大气中醛的光解尤其(yuq)是甲醛的光解是HO2的主要来源：HCOHhvCOH2MHOMOH22COHOOHCO22第36页/共70页第三十六页，共71页。来自(li z)醛光解的HO2的链反应：22NOHONOHO 其他醛类在大气中浓度(nngd)较低，光解作用不如甲醛重要。第37页/共70页第三十七页，共71页。亚硝酸酯和H2O2的光解作用(un ji zu yn)：NOOCHhvONOCH33OHHOOHHOHOhvOHCOHHOOOCH22222222232第38

16、页/共70页第三十八页，共71页。当有CO存在(cnzi)时：222HOOHHCOCOHO第39页/共70页第三十九页，共71页。2、R、RO、RO2等自由基的来源(liyun) (Resource of R、RO and RO2 Free Redical)甲基甲基COCHCHhCOCHCHHCOCHhCHOCH333333 乙醛和丙酮的光解，生成大气中乙醛和丙酮的光解，生成大气中含量含量(hnling)最多的甲基，同时生最多的甲基，同时生成两个羰基自由基。成两个羰基自由基。第40页/共70页第四十页，共71页。烷基烷基(wn j)OHRHORHHORORH2 O和HO与烃类发生(fshng)

17、H摘除反应生成烷基自由基。第41页/共70页第四十一页，共71页。甲氧基甲氧基232333NOOCHhONOCHNOOCHhONOCH 甲基亚硝酸(xio sun)酯和甲基硝酸(xio sun)酯的光解产生甲氧基。第42页/共70页第四十二页，共71页。过氧烷基过氧烷基(wn j)22ROOR烷基与空气(kngq)中的氧结合形成过氧烷基第43页/共70页第四十三页，共71页。气相大气(dq)(dq)化学 了解大气光化学反应(huxu fnyng)基本原理，掌握氮氧化物主要气相反应，NO、NO2和O3的基本光化学循环以及硫氧化物和有机物的主要气相反应；第44页/共70页第四十四页，共71页。 氮

18、氧化物的气相反应 1 1、氮氧化物的基本反应 NO2 NO2可以与O O或O3O3反应生成NO3NO3。NO3NO3可以和NONO反应或光解作用再生成NO2NO2或者再与NO2NO2反应生成N2O5N2O5。N2O5N2O5与H2OH2O作用形成HNO3HNO3。 NO NO氧化为NO2NO2可按下式进行： NO + O3 NO + O3 NO2 + O2 NO2 + O2 在日光(rgung)(rgung)照耀下，NONO也可被自由基OHOH、CH3OCH3O、CH3O2CH3O2和CH3COO2CH3COO2等氧化，其反应式： OH OH + NO + NO HONO HONO CH3O

19、CH3O + NO + NO CH3ONO CH3ONO 第45页/共70页第四十五页，共71页。 氮氧化物的气相反应 CH3O2 + NO CH3O + NO2 CH3COO2 + NO CH3O + CO + NO2 RO2 + NO RO + NO2 NO2在日光照耀(zhoyo)下可与OH和O3等反应，其反应式： OH + NO2 HNO3 O3 + NO2 NO3 + O2 第46页/共70页第四十六页，共71页。 氮氧化物的气相反应 2 2、NONO、NO2NO2和O3O3的基本(jbn)(jbn)光化学循环 NO NO、NO2NO2和O3O3的基本(jbn)(jbn)光化学循环是

20、大气光化学过程的基础，当大气中NONO与NO2NO2和阳光同时存在时，O3O3就作为NO2NO2光分解的产物而生成。 NO2 + h NO2 + h NO + O NO + O O + O2 + M O + O2 + M O3 + M O3 + M M M为空气中的N2N2、O2O2或其它第三者分子。 O3 + NO O3 + NO NO2 + O2 NO2 + O2第47页/共70页第四十七页，共71页。 二氧化硫(r y(r yng hu li)ng hu li)的气相反应1 1、SO2SO2与氧原子的反应 SO2 + O SO2 + O SO3 SO3 其中氧原子的大部分来源是NO2NO

21、2光解 NO2 + h NO2 + h NO + O NO + O O O原子的另一个(y (y )反应： NO2 + O2 + M NO2 + O2 + M O3 + M + NO O3 + M + NO2 2、SO2SO2与其它自由基的反应 SO2 + HO2 SO2 + HO2 OH OH + SO3 + SO3 SO2 + CH3O2 SO2 + CH3O2 CH3O CH3O + SO3 + SO3 SO2 + OH SO2 + OH HOSO2 HOSO2第48页/共70页第四十八页，共71页。大气大气(dq)(dq)中碳氢化合物的转化中碳氢化合物的转化 相比较而言，开放程度大的链

22、烯烃相比较而言，开放程度大的链烯烃(xtng)(xtng)活性高于活性高于较为封闭的环烯烃较为封闭的环烯烃(xtng)(xtng)，含有氧原子的碳氢化物，含有氧原子的碳氢化物活性高于链烷烃。活性高于链烷烃。 碳氢化合物是大气中重要的污染物，大气中以气态形式存在的碳氢化碳氢化合物是大气中重要的污染物，大气中以气态形式存在的碳氢化合物的碳原子数目主要在合物的碳原子数目主要在1-101-10个的烃类，一般个的烃类，一般(ybn)(ybn)他们都能够挥发。他们都能够挥发。这些分子量较小的碳氢化合物是形成光化学烟雾的主要参与者。这些分子量较小的碳氢化合物是形成光化学烟雾的主要参与者。其它一些碳氢化合物大

23、部分以气溶胶的形式存在于大其它一些碳氢化合物大部分以气溶胶的形式存在于大气中。气中。第49页/共70页第四十九页，共71页。1 1、大气中主要碳氢化合物、大气中主要碳氢化合物（1 1）甲烷：）甲烷： 大气中含量最高的碳氢化合物，占全世界碳氢化合物排大气中含量最高的碳氢化合物，占全世界碳氢化合物排放量的放量的80%80%以上。以上。 是大气中唯一能够由天然源排放而造成是大气中唯一能够由天然源排放而造成(zo chn(zo chn) )高浓度的气体。化学性质稳定，一般不易发生化学反应。高浓度的气体。化学性质稳定，一般不易发生化学反应。 大气中甲烷来源：有机物厌氧发酵：大气中甲烷来源：有机物厌氧发酵

24、：2HCHO+2HCHO+厌氧菌厌氧菌CO2+CH4CO2+CH4该过程在湿地、沼泽、水稻田、动物反刍等过程中均能够该过程在湿地、沼泽、水稻田、动物反刍等过程中均能够发生。发生。 一种重要的温室气体，能够强烈吸收长波辐射，温室效一种重要的温室气体，能够强烈吸收长波辐射，温室效应比应比CO2CO2大大2020倍倍 近年来，全球甲烷浓度达到近年来，全球甲烷浓度达到3,3,其增加的量中其增加的量中70%70%是由于是由于人类的直接排放，另外人类的直接排放，另外30%30%，是由于人类排放的，是由于人类排放的COCO等对等对HOHO自由基的消耗导致甲烷的积累，因为自由基的消耗导致甲烷的积累，因为HOH

25、O自由基能够使甲烷自由基能够使甲烷转化。转化。第50页/共70页第五十页，共71页。(2)(2)石油烃：石油烃： 石油的主要成分以烷烃为主，还有少部分的烯烃、环烷烃和芳香烃。石油的主要成分以烷烃为主，还有少部分的烯烃、环烷烃和芳香烃。 相比之下，不饱和烃类和含有氧原子的环烃活性较大相比之下，不饱和烃类和含有氧原子的环烃活性较大(jio d)(jio d)，是石油烃中更重要的污染物。是石油烃中更重要的污染物。 一般燃油污染源排放废气中，活性烃占比例少（一般燃油污染源排放废气中，活性烃占比例少（15%15%），但汽车尾），但汽车尾气中，活性烃占气中，活性烃占45%45%。 大气中检出的烷烃有大气中

26、检出的烷烃有100100种之多，其中主要为直链烷烃，碳原子数种之多，其中主要为直链烷烃，碳原子数目低于目低于6 6的一般以气态形式存在，碳链长的多形成气溶胶或附着在颗的一般以气态形式存在，碳链长的多形成气溶胶或附着在颗粒物上。粒物上。 大气中存在的一定量的烯烃，主要为乙烯、丙烯、苯乙烯等常见烯大气中存在的一定量的烯烃，主要为乙烯、丙烯、苯乙烯等常见烯烃，含量少。烃，含量少。 大气中典型的炔烃是乙炔，主要为电焊过程排放，总之大气中炔烃大气中典型的炔烃是乙炔，主要为电焊过程排放，总之大气中炔烃含量极少。含量极少。 第51页/共70页第五十一页，共71页。（3 3）芳香烃）芳香烃: : 大气中：单环

27、芳烃大气中：单环芳烃+ +多环芳烃（多环芳烃（PAHPAH），例如苯、二甲），例如苯、二甲苯等。苯等。 工业上广泛用作溶剂，或者化工原料，他们的泄漏导工业上广泛用作溶剂，或者化工原料，他们的泄漏导致大气中存在致大气中存在(cnzi)(cnzi)一些芳香烃。一些芳香烃。 一些芳香烃在香烟的烟雾中也存在一些芳香烃在香烟的烟雾中也存在(cnzi)(cnzi)，而芳，而芳香烃具有致癌作用。香烃具有致癌作用。 2 2、大气中主要碳氢化合物的转化、大气中主要碳氢化合物的转化 目前大气环境化学中，一般主要研究大气中碳氢化目前大气环境化学中，一般主要研究大气中碳氢化合物与合物与NOxNOx的反应。的反应。第5

28、2页/共70页第五十二页，共71页。（1 1）烷烃：与）烷烃：与HOHO或或O O发生摘氢反应发生摘氢反应RH+HOR+H2O (RH+HOR+H2O (例如：例如：CH4+HOCH3+H2O) CH4+HOCH3+H2O) 产物（产物（H2OH2O）稳定，反应速度）稳定，反应速度快快RH+OR+HO (RH+OR+HO (例如：例如：CH4+OCH3+HO) CH4+OCH3+HO) 产物（产物（HOHO）不稳定，反应速度）不稳定，反应速度慢慢 摘氢后的烷基摘氢后的烷基R R能够能够(nnggu)(nnggu)与空气中氧气结合，生成过氧烷基与空气中氧气结合，生成过氧烷基RO2RO2 过氧烷基

29、能够过氧烷基能够(nnggu)(nnggu)将大气中从污染源排放的大量将大气中从污染源排放的大量NONO氧化为氧化为NO2NO2，同时得到烷氧基同时得到烷氧基RORO 烷氧基烷氧基RORO比较活波，能够比较活波，能够(nnggu)(nnggu)进一步被大气中的氧气摘取一个进一步被大气中的氧气摘取一个氢，形成氢，形成HO2HO2和一个相对稳定的产物醛或酮。和一个相对稳定的产物醛或酮。 例如：例如：CH4+HOCH3+H2O(CH4+HOCH3+H2O(甲烷氧化，摘氢甲烷氧化，摘氢) ) CH4+OCH3+HO( CH4+OCH3+HO(甲烷氧化，摘氢甲烷氧化，摘氢) )第53页/共70页第五十三

30、页，共71页。CH3+O2CH3O2(CH3+O2CH3O2(摘氢后的烷基摘氢后的烷基R R能够与空气中氧气结合，生成过氧烷基能够与空气中氧气结合，生成过氧烷基RO2)RO2)CH3O2+NONO2+CH3O(CH3O2+NONO2+CH3O(过氧烷基过氧烷基RO2RO2将大气中大量将大气中大量NONO氧化为氧化为NO2NO2，并得到，并得到RO)RO)CH3O+NO2CH3ONO2CH3O+NO2CH3ONO2（烷氧基与（烷氧基与NO2NO2作用，得到甲基硝酸酯）作用，得到甲基硝酸酯）CH3O+O2HCHO+HO2(ROCH3O+O2HCHO+HO2(RO进一步被大气中的氧气摘取一个氢，形成

31、进一步被大气中的氧气摘取一个氢，形成HO2HO2和一个相对稳和一个相对稳定的产物醛定的产物醛) )（2 2）烯烃：主要与）烯烃：主要与HOHO发生加成反应，例如乙烯或丙烯发生加成反应，例如乙烯或丙烯(bn(bn x) x)反应如下：反应如下：CH2=CH2+HOCH2=CH2+HO CH2CH2O CH2CH2OH(H(与乙烯反应与乙烯反应) ) 产物为带有羟基的自由基产物为带有羟基的自由基CH3CH=CH2+HOCH3CH=CH2+HO CH3CHCH2O CH3CHCH2OH H或或CH3CHOCH3CHOHCH2(HCH2(与丙烯与丙烯(bn(bn x) x)反应，两种反应，两种结果结果

32、) )产物为带有羟基自由基产物为带有羟基自由基第54页/共70页第五十四页，共71页。OOO第55页/共70页第五十五页，共71页。迅速迅速(xn s)(xn s)分解：分解： O OO OO O R1R2CCR3R4 R1R2C=O +.O-O-.CR3R4 ( R1R2CCR3R4 R1R2C=O +.O-O-.CR3R4 (性质性质(xngzh)(xngzh)非常活波的二非常活波的二元自由基元自由基) )或者或者(huzh):(huzh):O OO OO O R R1 1R R2 2CCRCCR3 3R R4 4 R R1 1R R2 2C C. .-O-O-O-O. . ( (性质非常

33、活波的二元自由基性质非常活波的二元自由基) +O=CR) +O=CR3 3R R4 4 例如烯烃与臭氧作用：例如烯烃与臭氧作用：O OO OO OO O3 3+H+H2 2C=CHC=CH2 2HH2 2CCHCCH2 2（分子臭氧化合物（分子臭氧化合物, ,很不稳定）很不稳定）第56页/共70页第五十六页，共71页。迅速迅速(xn s)(xn s)分解：分解：O OO OO O H2CCH2 HCHO + .O-O-.CH2 ( H2CCH2 HCHO + .O-O-.CH2 (性质(xngzh)(xngzh)非常活波的二元自由基) ).O-O-.CH2CO+H2O, CO2+H2,.CO2

34、+2H, HC(O)OH(.O-O-.CH2CO+H2O, CO2+H2,.CO2+2H, HC(O)OH(可有多种分解可有多种分解(fnji)(fnji)结果结果) )另外，这种二元自由基的氧化性很强，能够将另外，这种二元自由基的氧化性很强，能够将NONO氧化为氧化为NO2NO2，进一步氧化为，进一步氧化为NO3NO3。例如：例如：.O-O-.CH2+NONO2+ HCHO.O-O-.CH2+NONO2+ HCHO.O-O-.CH2+NO2NO3+ HCHO.O-O-.CH2+NO2NO3+ HCHO.O-O-.CH2+SO2SO3+ HCHO.O-O-.CH2+SO2SO3+ HCHO第5

35、7页/共70页第五十七页，共71页。 液相大气(dq)化学1. 掌握(zhngw)SO2和NOx的液相反应，了解O3、H2O2和金属离子在液相氧化中的作用.第58页/共70页第五十八页，共71页。液相大气(dq)(dq)化学二氧化硫的液相反应(f (fnyng)nyng) SO2 SO2的液相平衡 SO2(g) + H2O SO2(g) + H2O SO2SO2H2OH2O SO2 SO2H2O H2O H+ + HSO3 H+ + HSO3 HSO3 HSO3 H+ + SO32 H+ + SO32 第59页/共70页第五十九页，共71页。二氧化硫(r y(r yng hu li)ng hu

36、 li)的液相反应SO2SO2的液相反应(f (fnyng)nyng) 1 1、O3 O3 对SO2SO2的液相氧化 在水溶液中SO2SO2可被O3O3氧化： HSO3 + O3 HSO3 + O3 HSO4 +O2 HSO4 +O2 2 2、H2O2H2O2对SO2SO2的液相氧化 HSO3 +H2O2 HSO3 +H2O2 SO2OOH + H2O SO2OOH + H2O SO2OOH + H+ SO2OOH + H+ H2SO4 H2SO4第60页/共70页第六十页，共71页。二氧化硫(r y(r yng hu li)ng hu li)的液相反应3 3、金属(jnsh(jnsh) )离子对SO2SO2的液相催化氧化(1) Mn2+(1) Mn2+的催化氧化 一般认为Mn2+Mn2+的催化作用较大。Mn2+Mn2+的催化反应机制如下： SO2