微项目 论证重污染天气“汽车限行”的合理性PPT课件

《微项目 论证重污染天气“汽车限行”的合理性》物质的性质与转化PPT

第一部分内容：素养目标

1.能够综合应用氮及其化合物的性质及其转化关系,探讨相关的社会性科学议题。

2.在寻求证据支持观点的过程中,能够综合运用信息查找、问卷调查、访谈等多种方法获得必要资料;能够对资料进行加工分析,依据观点、证据和结论之间的逻辑关系进行有条理的阐述,逐步培养科学态度与社会责任的能力。

3.能够从科学、环境、经济、社会等多个方面,权衡不同观点的利与弊,有依据地作出决策。

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微项目论证重污染天气汽车限行的合理性PPT，第二部分内容：知识铺垫

人类社会进入二十世纪八十年代以来,人们越来越关心环境问题。我们在享受科学技术迅速发展带来物质文明的同时,也因一次次以牺牲环境为代价,而受到大自然的一次次报复,如雾霾天气等,北京、广州等多个城市采取了“汽车限行”。人们逐渐意识到:保护环境,就是保护人类赖以生存的空间。

控制“雾霾”的根本措施是减少烟尘和NOx的人为排放量。面对社会性科学议题,首先需要明确议题中的科学知识和科学问题,正确认识议题;然后从环境、经济、社会等视角寻找议题涉及的利与弊,论证这些利与弊是否成立,最后结合实际情况综合考虑,权衡利弊、作出决策。

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微项目论证重污染天气汽车限行的合理性PPT，第三部分内容：新知预习

1.氮及其化合物的转化关系 

①N2+3H2 2NH3

②4NH3+5O2 4NO+6H2O

③N2+O2 2NO

④2NO+O2 2NO2

⑤3NO2+H2O 2HNO3+NO

⑥HNO3+NH3 NH4NO3

⑦3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

⑧Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

2.氮氧化物催化转化法

在汽车排气管上安装催化转化器,使汽车尾气中的NOx(NO或NO2)与CO反应转化成无毒的物质,反应原理为2NO+2CO N2+2CO2,2NO2+4CO N2+4CO2。

【微思考】如何治理汽车尾气?

提示:NOx尾气处理方法

①碱液吸收法:

2NO2+2NaOH === NaNO3+NaNO2+H2O

NO2+NO+2NaOH === 2NaNO2+H2O

NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。

②催化转化法:

在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体N2;NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体N2和CO2(一般适用于汽车尾气的处理)。

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微项目论证重污染天气汽车限行的合理性PPT，第四部分内容：探究

科学认识社会性科学议题,寻找利与弊

汽车尾气有什么危害?

提示:汽车尾气中的NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾——光化学烟雾,光化学烟雾中含甲醛、乙醛等刺激性有毒物质,会刺激人的呼吸道。

车辆限行,顾名思义,就是为了缓解交通压力或防治大气污染,而采取限制某些车辆通行的措施。车辆限行有很多种,有的是某个路段限行,有的是某个时段限行,有的是某种车型限行,还有最常见的是尾号限行。其中,尾号限行制度是为了缓解城市交通压力而催生的一种交通制度。如2008年的北京奥运测试赛期间,北京开始单双号限行。单号日子时候,只能车号的末尾数字是单号的私家车可以上路,双号日子的时候,只能车号末尾数字是双号的私家车可以上路。

方法导引“汽车限行”的利与弊 

1.环境视角减少有害气体排放,减轻空气污染和温室效应—

2.经济视角促使人们购买第二辆汽车,汽车销量增加,促进经济发展导致汽车保有量增加

3.社会视角缓解了道路交通压力增加公共交通压力,导致人们出行不便

例1(2018全国Ⅱ理综)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氮有关(如下图所示)。下列叙述错误的是(　　)

A.雾和霾的分散剂相同

B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵

C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂

D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关

解析:雾和霾的分散剂均为空气,A项正确;根据题目信息,硝酸铵和硫酸铵均为无机颗粒物,是形成雾霾的因素之一,B项正确;氨气分别和硝酸、硫酸生成硝酸铵和硫酸铵,是形成无机颗粒物的反应物,C项错误;过度施用化肥会导致空气中氨气含量增加,促进了无机颗粒物中硝酸铵、硫酸铵含量的增加,D项正确。

对点训练1汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质,这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。

(1)汽车尾气中的CO来自于_______________,NO来自于_______________。汽车尾气对环境的危害主要有_______________(至少填两种)。 

(2)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式: _____。 

(3)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式: __________。 

答案:(1)汽油的不完全燃烧　N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应　形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可)

解析:(1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应,当空气不足时,汽油不完全燃烧会产生CO;当空气过量时,N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大,可以形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应等。(3)CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。

学习科学论证,论证利与弊

汽车尾号限行对治理空气污染有用吗?

提示:通过一定的实际测定和对比,得出结论:汽车尾号限行的举措对于减轻空气污染是有一定效果的。

机动车尾气排放成为一个备受指责的因素,特别是柴油车和某些重型小轿车。这些汽车尾气中的化学元凶包括悬浮微粒(PM)和氮氧化物(NOx)。悬浮微粒是一种烟尘,能够侵入肺部并引起心血管疾病,氮氧化物则会加剧呼吸困难。

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微项目论证重污染天气汽车限行的合理性PPT，第五部分内容：随堂检测

1.世界大学生夏季运动会是规模仅次于夏季奥运会的世界级综合性运动会。2021年第31届世界大学生运动会将在成都举办。“绿色”是成都的城市发展理念,也是这次运动会的组织理念。下面有关说法不正确的是(　　)

A.成都市目前推广使用的清洁燃料压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)的主要成分均是烃类

B.兴建运动会场馆所用到的金属材料中可能含有非金属元素

C.“绿色化学”的核心是应用化学原理对环境污染进行治理

D.新能源汽车的使用有助于减少氮氧化物的排放

解析:A项,压缩天然气(CNG)类的主要成分是甲烷,液化石油气(LPG)类的成分是丙烷、丁烷等,所以这两类燃料的主要成分都是烃类,故A正确;B项,合金可能含有非金属元素,故B正确;C项,“绿色化学”的核心是从源头上控制污染,而不是治理污染,故C错误;D项,新能源汽车的使用可减少化石燃料的使用,可减少常规汽车的使用,能减少氮氧化物的排放,故D正确。

2.当前,汽车尾气已成为许多城市空气的主要污染源。研究表明,含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物,其原理如下:

下列关于该“消除”过程的叙述不正确的是(　　)

A.部分光能转变为化学能

B.消除总变化为NOx+O2+H2O→HNO3

C.消除反应能全天候发生

D.使用纳米TiO2的消除效率更高

解析:在TiO2的催化作用下紫外线提供能量,部分光能转变为化学能,故A项正确,不符合题意;题中示意图表明,在TiO2的催化作用下紫外线提供能量,发生反应:NO+O2+H2O→HNO3,故B项正确,不符合题意;没有紫外线时上述反应不能发生,故C项错误,符合题意;纳米与紫外线接触面积更大,将产生更多的光生电子和光生空穴,从而消除更多的NOx,故D项正确,不符合题意。

3.对含有氮氧化物的废气进行处理。

(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:

NO2+NO+2NaOH === 2NaNO2+H2O①

2NO2+2NaOH === NaNO2+NaNO3+H2O②

在反应①中,氧化剂是__________,还原剂是__________。在反应②中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。 

(2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应生成N2和CO2,该反应的化学方程式为____________________。 

(3)在一定条件下,氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气与二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:___________________。 

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《微项目 论证重污染天气汽车限行的合理性》物质的性质与转化PPT课件 第一部分内容：必备知识素养奠基 一、社会性科学议题 1.含义 社会性科学议题指由利用当代科学技术研究开发所引起..

《微项目 论证重污染天气“汽车限行”的合理性》物质的性质与转化PPT课件

第一部分内容：必备知识·素养奠基

一、社会性科学议题

社会性科学议题指由利用当代科学技术研究开发所引起的一系列与社会伦理道德、经济发展及______________等紧密相关的社会性问题。

2.社会性科学议题的分析框架

二、社会性科学议题中利与弊分析的视角

三、科学论证的水平

【情境·思考】

在冬季,各地会根据雾霾天气的情况, 采取汽车单双号限行的措施。

限行的原因与汽车的尾气有关,汽车尾气中有害的气体有哪些?有什么危害?

提示:汽车尾气中含有氮的化合物:NO、NO2、NH3,它们会对人体产生直接危害,NO、NO2还会引起酸雨、光化学烟雾等。

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微项目论证重污染天气汽车限行的合理性PPT，第二部分内容：关键能力·素养形成

项目活动　科学认识社会性科学议题,寻找利与弊   

【探究总结】

1.科学分析议题,理清议题中的科学问题和科学知识

(1) “汽车限行”议题的科学问题。

汽车尾气中含有氮的化合物:NO、NO2、NH3;雾霾中含有:

硝酸盐(     )、铵盐(    );

(2)氮及其化合物之间的转化关系。

①化合价角度:如N2转化为NO,氮元素化合价升高,应加化合价降低的氧化剂。

②物质类别角度:如单质转化为氧化物,根据元素守恒,应加含氧元素的物质。

2.“汽车限行”措施的利与弊

【迁移应用】

1.如图表示汽车尾气净化器处理汽车尾气的过程。有关叙述不正确的是(　　)

A.CO氧化为CO2所需氧来源于NOx

B.汽车安装这种净化器后,能避免铅污染

C.Pt-Rh催化剂化学反应前后质量不变

D.使用该净化器能减少酸雨的发生

【解析】选B。由题目的信息可知:CO氧化为CO2所需氧来源于氮的氧化物,汽车安装这种净化器后,能避免一氧化碳、氮的氧化物造成的空气污染,不是铅污染;

Pt-Rh催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变;氮的氧化物也会造成酸雨,因此使用该净化器能减少酸雨的发生。

2.今天,汽车已经成为人类不可缺少的交通运输工具,但是,随着汽车数量的增多,汽车尾气产生的污染成为引起光化学烟雾的主要危害之一,目前,全国各省市实行汽车限行。机动车尾气净化器可以有效缓解此类污染,它的特色之一是使一氧化碳与一氧化氮在催化剂的条件下反应生成二氧化碳和氮气。

(1)写出尾气净化器中所发生反应的文字表达式__。 

(2)下列不属于大气污染物的是____________(填序号)。 

①CO　②CO2　③SO2　④O2　⑤可吸入颗粒物

【探究总结】

接触法制硫酸

(1)燃烧硫或煅烧硫铁矿制二氧化硫; 

(2)用二氧化硫氧化成三氧化硫;

(3)三氧化硫与水反应成硫酸。

【迁移应用】

1.化工厂厂址选择是一个复杂的问题,受到原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等诸多因素的制约。硫酸厂应建在(　　)

①靠近原料产地,远离消费中心　②靠近消费中心,稍偏离原料产地　  ③交通便利,人口稠密的居民区　

④建在环保要求高的地区,便于“三废”的治理

A.①②③④　　B.①③④

C.①②④D.②

【解析】选D。由于硫酸是腐蚀性液体,运输价格比较高,这就决定了硫酸厂靠近消费中心,比靠近原料产地更为有利,故①错,②对。硫酸厂对环境的污染比较严重,因此不应建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区,故③④错误。

2.有关硫酸工业综合经济效益的说法中正确的是(　　)

A.甲地有丰富的硫铁矿资源,水源、能源充足,交通便利,是风景秀丽的旅游胜地,虽当地使用硫酸的工业不多,但为提高当地经济效益宜建硫酸厂

B.为减少SO2对空气的污染,可以建高烟囱,使含SO2的尾气在高空扩散稀释,到达地面时达到安全浓度

C.硫酸生产过程排放的污染物主要是含SO2的尾气、固体烧渣、废酸和废水等

D.选择硫酸厂厂址时,当经济利益与环保问题有冲突时,为提高人们的物质生活水平,应先考虑经济利益的问题

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微项目论证重污染天气汽车限行的合理性PPT，第三部分内容：课题探究·素养提升

课题任务:以硫及其化合物、氮及其化合物的知识为载体,解决酸雨的防治问题   

【情境创设】

柳州蝶变:从“酸雨之都”到“宜居花城”

在上世纪80至90年代,广西柳州传统重工聚集,粗放型发展模式使大气遭到严重污染,年酸雨出现频率最高达98%,被列为全国四大“酸雨之都”之一。作为广西最大的工业基地和西南工业重镇,柳州市多年来一直努力在工业发展与环境保护之间寻求平衡,现已成为践行绿色发展理念的城市典范。近20多年来,柳州市经过酸雨治理,生态建设和新型工业化探索,已经由过去的“酸雨之都”蜕变为“宜居花城”。

【素养解读】

1.核心素养

(1)科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的问题,能从问题和假设出发,依据研究目的,设计探究方案。

(2)科学态度与社会责任:具有探索未知、崇尚真理的意识;具有节约资源、保护环境的可持续发展意识。

2.素养目标

通过课题的探究学习,掌握硫、氮及其化合物的相关知识,初步养成绿色应用意识,增强社会责任感。

【素养探究】

【探究一】酸雨成分的分析

1.某同学查阅资料得知:酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中,吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质,形成了pH低于5.6的酸性降水。中国的酸雨多为硫酸型酸雨,少为硝酸型酸雨。各种机动车排放的尾气是形成酸雨的重要原因。

(1)酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。以5.6为标准是因为正常雨水的pH大约为5.6,请分析原因。

提示:空气中含有CO2, CO2与雨水反应生成碳酸,故雨水的pH约为5.6。

(2)“硝酸型酸雨”是如何形成的?

提示:氮的氧化物NO2、NO与雨水反应生成硝酸,使雨水

的pH小于5.6,发生的反应为2NO+O2====2NO2,

3NO2+H2O====2HNO3+NO。

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