2019-2020年高中化学《关注空气质量》教案2 鲁科版选修1

1、2019-2020年高中化学关注空气质量教案2鲁科版选修1教学目标：1. 知道空气污染指数（API）、光化学烟雾的概念。2. 了解影响空气质量的因素、室内空气污染的来源。3. 二氧化碳、二氧化氮和可吸入颗粒物的含量对大气质量的影响。4. 酸雨形成过程中所涉及及反应的化学方程式。情感目标：通过空气质量报告反映的内容，认识空气质量对人类生存的影响，增强学生的环保意识。教学重点难点：空气污染指数（API）的确定。教学方法：讨论总结法教学过程：【引入】从1997年5月起，我国有十几座城市先后开始发布城市空气质量周报，为大众提供空气质量信息济南市也在其中，在此基础上，很多城市又发布了空气质量日报。表1-

2、1-1是某城市某日空气质量报告，你了解各项内容的含义吗？【阅读】表1-1-1某城市某日空气质量报告污染指数首要污染物空气质量级别空气质量优化SO2NO2PM10233556PM102良【板书】一从空气质量报告谈起1解读空气质量报告【讲解】要了解该表中各项内容的含义，我们首先从什么时空气污染指数（AirPollutionIndex，简称API）开始。目前，空气质量报告中涉及的污染物主要是二氧化硫、二氧化碳和可吸入颗粒物（PMi0）o污染指数是将某种污染物浓度进行简化处理而得出的简单数值形式。每天分别测定各种污染物的浓度，计算出它们的污染指数，其中污染指数最大的污染物就是当日的首要污染物，并将其污

3、染指数作为当日的空气污染指数（AirPollutionIndex,简称API）。API作为衡量空气质量好坏的指标，其数值越小，空气质量越好。API在空气污染指数分级标准中所对应的级别就是当日的空气质量级别。下面请同学们阅读表112，了解下我国空气污染指数分级标准，及各个级别对人群健康的影响。【讲解】空气质量受多种复杂因素的影响，其中主要因素有两个：一个是污染物的排放量，另一个是气象条件。【联想质疑】1空气质量报告为什么特别关注空气中二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物的含量？2你知道什么是光化学烟雾吗？它时怎样形成的？3通过必修模块的学习，你已经熟悉酸雨的成因和危害了。那么你知道工业上时如何防止酸

4、雨形成的吗？板书】2污染物的来源与治理1)氮氧化物与光化学烟雾板书】氮氧化物【讲解】引起大气污染的氮氧化物主要是一氧化碳和二氧化碳；用NO表示。X来源：化石染料的燃烧，汽车尾气。N2与O2的反应机理:O=0+O20+NNO+N2N+0NO+022N0+02NO22【板书】光化学烟雾(photochemicalsmog)【讲解】臭氧(0)和过氧乙酰硝酸脂(PAN)等有毒物质混合在一起形成的一种浅蓝色烟雾，称为光化学烟雾。危害：刺激人的呼吸系统而引发病变；刺激人的眼睛，引发皮肤癌等。治理措施：对汽车尾气进行净化处理，加强以氢气为动力的染料电池汽车的研制。【追根寻源】阅读光化学烟雾形成过程示意图及文

5、字。【板书】(2)二氧化硫与酸雨【讲解】大气中的二氧化硫及其被氧化所生成的三氧化硫，以及氮氧化物溶解于降水中，分别生成亚硫酸、硫酸和硝酸等，这是造成降水PH降低的主要原因。因此可以看出，二氧化硫是形成酸雨的主要物质之一。治理燃煤产生的二氧化硫成为减少大气中的二氧化硫含量的重要途径。烟道气体脱硫是一种大规模脱硫方式，采用的大斗是石灰石石膏法，图114是脱硫过程使用的吸收塔的示意图。煤烟中的二氧化硫在吸收塔内与洗液中的碳酸钙反应成亚硫酸钙，然后又被烟气中的氧气氧化成硫酸钙。硫酸钙可以做成生产石膏板材的原料等。【板书】(3)可吸入颗粒物(PMo)与呼吸系统疾病【讲解】漂浮在大气中的固态和液态颗粒物总

6、称为总悬浮颗粒物(TSP)。总悬浮颗粒物中,粒径在10um以下的颗粒物可以进入人的呼吸系统，称为可吸入颗粒物或者飘尘。危害：可吸入颗粒物(PM10)及其吸附的其他有毒物质，被吸入体内会聚积在呼吸系统中,引发多种疾病。xx年春季发生的严重呼吸系统窘迫综合症(SARS)的一种重要传播体患者的飞沫，就是带又SARS病毒的可吸入颗粒物。可吸入颗粒物在大气中可持续很长的时间，含量高时会导致大气能见度降低。措施：减少大气中的可吸入颗粒物要从它的源头工业烟尘和灰尘着手。消除工业烟尘可采取的措施包括改造锅炉、提高染料效率和安装有效的除尘设备等。为减少因风扬起的灰尘，应尽量保持路面清洁，减少裸露地面的面积；拆房

7、作业时必须先用水喷淋，并在施工现场采取纱网防尘、随时冲洗进出车辆的轮胎、及时清除建筑垃圾等措施。另外，职务可以过滤多种大气污染物，使大气得以净化，因此造林绿化时防止大气污染的有效措施。【过渡】人的一生大部分时间时在室内度过的，室内空气质量与人体健康的关系甚为密切。【板书】二室内空气污染的来源及危害【交流研讨】阅读课本，并结合自己生活知识完成第六页表格。【活动】老师与同学共同讨论完成表格。(略)【讲解】下面具体介绍几种对室内空气质量造成严重污染的几个方面。【板书】1厨房室内空气污染严重的空间【讲解】来源：厨房是室内空气污染严重的空间，其污染主要来自两个方面：一是煤、煤气、液化气等燃烧产生的一氧化

8、碳、二氧化碳、二氧化硫、氢氧化物等造成的污染；二是烹饪菜肴时产生的油烟造成的污染。危害：厨房油烟与烧菜时油的温度有直接关系：当油温高于200°C时，会产生具有强烈辛辣味的丙烯醛，它对鼻、眼、咽喉黏膜有较强的刺激作用，可引起鼻炎、咽喉炎、气管炎等呼吸系统疾病；当油温度更高时，除了产生丙烯醛外，还会产生其他一些有毒、有害物质入苯并(a)芘等。【板书】2装饰材料居室空气污染的源头【讲解】来源：装饰材料挥发出的苯，甲醛等有害物质可能对室内空气造成污染。居室里的苯(benzene)主要来自建筑装饰中使用的涂料、填料、胶黏剂、防水材料等。涂料和胶黏剂时居室内甲醛(methanal)的主要来源。危

9、害：苯对人的皮肤、眼睛和上呼吸道油刺激作用。苯的吸入量达到一定程度时可能导致再生障碍性贫血，甚至可能引发癌症。甲醛可导致人体嗅觉功能异常、肝脏功能异常和免疫功能异常等。甲醛已经被世界卫生组织确定为可以致癌和致畸物质。【知识支持】甲醛也叫蚁醛，化学式为CH2O，式无色有刺激性气味的气体。甲醛化学性质活泼，可以发生加成反应、氧化反应等。板书】甲醛性质a加成反应催化剂HCHO+H2CHOH3加热b氧化反应催化剂2HCHO+O22HCOOH加热加热HCHO+2Cu(OH)HCOOH+CuO；+2HO222【学生活动】阅读知识支持【板书】3吸烟不可小看的污染【讲解】来源：吸烟也是严重污染室内空气的因素。

10、烟草燃烧释放的烟雾含有烟碱、一氧化碳、醛类、苯并(a)芘等多种有害物质。【动手空间】烟草烟雾中有害化学成分的检验 按课本组装使用装置，点燃香烟，用大号的医用注射器从装置尾部抽气，使烟雾依次通过各试管。 检验是否含有醛类：取下装有蒸馏水的A试管，从中取出5mL溶液加入另一试管，加入新制Cu(OH)2悬浊液2mL,用酒精灯加热后，观察发生的现象。 检验是否含有一氧化碳：观察B试管中新鲜动物血的颜色的变化。 检验是否含有烟碱：取下装有酒精溶液的C试管，直接滴入几滴HgCl2，观察是否有沉淀生成。【注意事项】凝固了的血液不易与一氧化碳发生作用，因此动物血液要用新鲜得，且要加入抗凝血剂(如柠檬酸钠溶液)

11、。HgCl2有剧毒，使用时务必十分小心。【实验现象】a在步骤中，现象时加热后的试管产生了红色沉淀，结论是香烟燃烧产生的烟雾中含醛类。b在步骤中，现象时新鲜的动物血液的盐酸由深红变为鲜红色，结论是香烟燃烧产生的烟雾中含有一氧化碳。c在步骤中，现象时试管内产生了白色沉淀，结论是香烟燃烧产生的烟雾中含有烟碱。【讲解】烟碱（nicotine）又称尼古丁，时存在于烟草中的一种生物碱。危害：烟碱是使人吸烟成瘾的物质。少量眼镜能引起中枢神经兴奋，大量烟碱则能抑制中枢神经系统，甚至使心脏麻痹而导致死亡。烟碱会减弱人体的免疫功能。烟雾中的一氧化碳极易与人体血液中的血红素结合，从而减少血液的载氧量，增加心脏负荷。

12、【思考】了解了关于室内空气污染的相关知识，我们该如何注意保持室内的清洁卫生，为自己和家人营造一个空气清新的居住环境呢？课堂练习：1、我国城市环境中的大气污染物主要是（）A.02、Cl2、HC1、酸雨B.SO2、NO2、CO、烟尘C.NH3、CO、CO*雾D.HCl、SO*比、粉尘2、随着机动车的拥有量逐年升高，机动车尾气的污染也越来越受到人们的关注。因机动车尾气的排放可能造成光化学烟雾污染的气体是（）ASO2BNO2CCO2DCO3某厂废液中含2%的NaNO2，直接排放会造成污染，下列试剂中NaClNH4C1H2O2浓H2SO4能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是（填编号），反应的化学

13、方程式为。4.重金属离子Cu2+、Ba2+等均有毒。实验室有甲、乙两种废液，均有一定毒性。甲废液经化验呈碱性，主要有毒离子为Ba2+离子。如将甲、乙两废液按一定比例混合，毒性明显降低。乙废液中可能含有的离子是（）ACu2+、ClBCu2+、SO42CNa+、SO42DAg+、NO3参考答案：1、B2、B3、NHgl+NaNO?T+NaCl+2气。4、B作业：课本第九页，学以致用：1，2，42019-2020年高中化学内能教案10新人教版选修3-3一、教学目标1在物理知识方面要求：（1）知道分子的动能，分子的平均动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标志。（2）知道分子的势能跟物体的体积有关，

14、知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。（3）知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和机械能。（4）知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功参量的意义。2在培养学生能力方面，这节课中要让学生建立：分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理概念，又要让学生初步知道三个物理规律：温度与分子平均动能关系，分子势能与分子间距离关系，做功与热传递在改变物体内能上的关系。因此，教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。3渗透物理学方法的教育：在分子平均动能与温度关系的讲授中，渗透统计的方法。在分子间势能与分子间距离的关系上

15、和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。二、重点、难点分析1教学重点是使学生掌握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能，）掌握三个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系）。2区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点；分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点。三、教具1压缩气体做功，气体内能增加的演示实验：圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。2幻灯及幻灯片，展示分子间势能随分子间距离变化而变化的曲线。四、主要教学过程（一）引入新课我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分

16、子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。（二）教学过程的设计1分子的动能、温度物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。学习布朗运动和扩散现象时，我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高，布朗运动越激烈，扩散也加快。依照分子动理论，这说明温度升高后分子无规则

17、运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志。但是，温度不是直接等于分子的平均动能。另一方面，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。我们知道，温度这个物理量在宏观上的

18、意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。2分子势能分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。如果分子间距离约为10-iom数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r。当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧压缩，弹性势能Ep增大。如果分子间距离大于r时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧

19、被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸，Ep增大。从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r°以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来。从图中看到分

20、子间距离在r0处,分子势能最小。既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体，它的体积变化，直接反映了分子间的距离，也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。3物体的内能（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？根据学生的回答，引导到一个确定的物体，分子总数是固定的，那么这物体的内能大小是由宏观量温度和体积决定的。如果不是确

21、定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。 一块铁由15°C升高到55°C，比较内能。 质量是1kg50C的铁块与质量是0.1kg50C的铁块，比较内能。 质量是1kg100C的水与质量是1kg100C的水蒸气，比较内能。（2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能动能和重力势能。提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？通过此问题，让学生认识内

22、能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。4物体的内能改变的两种方式（1）列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。如果用W表示外界对物体做的功，用E表示物体内能的变化，那么有W=AE。功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。演示压缩空气，硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。以上实例说明做功可以改变物体的内能。（2）在炉灶上烧热水，火炉烤热

23、周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是E,那么，Q=AE。热量的计算公式有：Q=mcAt，Q=ML，Q=m入（后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式）。热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它一定的热量，使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式，比如用搅拌器在水中不断搅拌，也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变化量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区别