必修一4.3硫和氮的氧化物人类与环境

人类与环境人类是伟大的，人们用自己的智慧创造了一个新的自然界。但是，人类的活动也对地球的环境造成了一些不良的影响。当前环保面临的十大问题有：大气污染、地球变暖、臭氧层被破坏、酸雨蔓延、生物多样性减少、淡水资源枯竭与污染森林锐减、土壤荒漠化、海洋污染、固体废弃物污染。（1）光化学烟雾：光化学烟雾是指汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的浅蓝色烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并使大气能见度降低。氮氧化合物是形成光化学烟雾的一个重要原因。大气中的氮氧化物主要来源于汽车尾气、化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。（2）酸雨：酸雨中的酸度主要是硫酸和硝酸造成的，它们占总酸度的92%以上。其余为一些弱酸。我国的酸雨主要是硫酸型酸雨。一般认为：“酸雨”是由于大量含硫燃料的燃烧排放的SO2等酸性气体进入大气后造成局部地区大气中的SO2富集．在水凝结过程中溶解于水形成H2SO3。然后经空气中的尘粒等污染物的催化作用。氧化成H2SO4随雨水降下形成酸雨。主要反应如下：2SO2+O22SO3SO3+H2O＝H2SO4SO2+H2OH2SO32H2SO3+O2＝2H2SO4(酸性增强)（3）富营养化：进入水体的氮的含量增大，会导致藻类“疯长”，迅速地覆盖在水面上，造成水体的富营养化。水体中的氮主要来源于工业废水、生活污水、农田灌溉和淋洗，以及水产养殖所投入的饵料和肥料等。典例1：酸雨主要是大量燃烧含硫燃料释放出SO2所造成的，试回答下列问题：（1）现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：测试时间/h01234雨水的pH分析数据，回答下列问题：①雨水样品的pH变化的原因是（用化学方程式表示）_______________。②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变______，原因是（用化学方程式表示）___________________。（2）你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是______________。①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源A．①②③ B．②③④⑤C．①③⑤ D．①③④⑤（3）有人在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面SO2浓度．在20世纪的60～70年代的10年间，由发电厂排放出的SO2增加了35%，但由于建筑高烟囱的结果，地面浓度降低了30%之多．请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？简述其理由．解析：（1）酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致．雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2（或HClO）的反应．（2）减少酸雨的形成须减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源（如煤的气化和液化），燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源（如氢能、核能等），都是有力措施。（3）将烟囱建高，并没有减少SO2的排放，只是将SO2在地表的含量降了下来，无疑将增加高空中SO2的浓度，酸雨依旧会形成．答案：（1）①SO2＋H2OH2SO3，2H2SO3＋O2＝2H2SO4．②小H2SO3＋HClO＝H2SO4＋HCl（或SO2＋2H2O＋Cl2＝H2SO4＋2HCl）（2）C（3）不可取．因SO2的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害．友情提示：接触和认识化学与环境的关系，强化环保意识，是化学学习的一项重要内容。因而关于环境保护的内容，如环境污染、环境监测、污染物的处理及防措施等，都应引起重视。变式1：常见的污染物分为一次污染物和二次污染物。二次污染物是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或微生物作用下，发生变化所生成的新污染物。如反应2NO＋O2＝2NO2中，二氧化氮为二次污染物。下列3种气体：①硫化氢②二氧化硫③汽油，其中能生成二次污染物的是A．①②B．②③C．①③D．全部都是解析：上述3种气体本身属于大气的污染物，即一次污染物。硫化氢还原性很强，易燃烧、氧化转化成二次污染物二氧化硫。二氧化硫与水结合生成亚硫酸，进一步被氧化成硫酸，增加酸雨的酸度。汽油不完全燃烧，生成剧毒的一氧化碳气体。上述3种气体都可转化为二次污染物。答案：D。典例2：汽车尾气是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。（1）与汽车尾气排放密切相关的是。a光化学烟雾b赤潮c白色污染（2）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式。解析：（1）汽车尾气中含有大量的氮氧化物，而氮氧化物是形成光化学烟雾的主要原因。（2）根据题目提供的信息：CO与NO反应。生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。这气体是CO2和N2。答案：（1）a（2）2CO＋2NO2CO2＋N2变式2：下列做法中．不会造成大气污染的是A．燃烧含硫的煤B．焚烧树叶C．燃烧氢气D．燃放烟花爆竹解析：本题是以当前敏感的环境污染源为背景．考查是否能够将所学知识用于分析重要的社会现象。理解大气污染产生的本质。含硫的煤、树叶以及烟花爆竹等物质都含有C、N、S等元素，它们燃烧后产生严重污染大气的CO、氮氧化物、SO2等有害气体，H2是理想的燃料，燃烧热值高，而且燃烧产物是水，无污染。答案：C变式3：SO2被认为是造成大气污染的“首犯”，大气中的SO2主要来源于化石燃料（煤、石油）的燃烧。下列与SO2污染有关的是①酸雨现象②伦敦“毒雾事件”③洛杉矶“光化学烟雾”事件④温室效应A．①③B．②④C．①②D．③④解析：SO2在空中遇水蒸气形成亚硫酸、硫酸．随雨水降落到地面，俗称“酸雨”。1952年12月5日到8日，伦敦上空出现的“毒雾”4天内导致4000人死亡，事件过后的两个月内还陆续有8000人死亡。这种“毒雾”就是工