高中化学【论证重污染天气“汽车限行”的合理性——探讨社会性科学议题】

微项目论证重污染天气“汽车限行”的合
理性
——探讨社会性科学议题
探究大气中氮氧化物的来源、危害及其防治
1．目前大气中氮氧化物的主要来源是什么？它们对人类健康的危害表现在哪些方面？氮氧化物还会引发哪些环境问题？
提示：大气中氮氧化物主要来自汽车尾气，硝酸生产、金属的冶炼等工业排放的尾气。

氮氧化物中NO和NO2的毒性较强，NO2作用于深部呼吸道，对肺组织产生强烈刺激和腐蚀作用，可引发肺水肿、支气管炎等肺部疾病，NO可与血红蛋白结合，使其失去携带氧气的能力，致组织缺氧，中枢神经系统受损等。

以NO和NO2为主的氮氧化物还是形成光化学烟雾、酸雨和雾霾的一个重要原因。

2．汽车尾气中含有氮氧化物是如何产生的？汽车尾气中还有哪些有害物质？
提示：汽车汽缸中N2和O2在电火花放电时反应生成NO，继而转化成其他种类的氮氧化物。

汽车尾气中还含有多种有害气体，主要有烃的不完全燃烧产物一氧化碳，汽油中的硫元素氧化生成的SO2等。

3．调查目前治理汽车尾气污染的方法有哪些？各方法有什么优缺点？
提示：方法一：在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成N2和CO2。

原理：2CO＋2NO 催化剂
2CO2＋N24CO＋2NO2
催化剂
4CO2＋N2。

优点：使有害气体在通常状况下转化为可参与大气循环的无毒气体。

缺点：(1)不能使有害气体全部转为无害物质。

(2)加速尾气中SO2向SO3的转化，使排出的废气酸度升高。

(3)使用的催化剂容易中毒，失去作用。

方法二：汽车限行
优点：(1)减少有害气体的排放；(2)缓解道路交通压力；(3)促进人们购买第二辆汽车，汽车销量增加，促进经济发展。

缺点：(1)导致人们出行不便；(2)导致汽车保有量的增加。

4．金属的冶炼、硝酸的生产、煤和石油的燃烧等排放的尾气中均含有大量的氮氧化物，请从物质类别和化合价的视角思考消除污染、保护环境的方法。

提示：方法一：碱液吸收法
NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。

方法二：NH3还原法
催化剂
6NO＋4NH3=====
5N2＋6H2O，
△
催化剂
7N2＋12H2O。

6NO2＋8NH3=====
△
1．环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定空气质量的信息。

这些污染物是()
A．二氧化硫、氮氧化物、悬浮微粒
B．二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳
C．三氧化硫、氮氧化物、悬浮微粒
D．稀有气体、氮氧化物、悬浮微粒
A[B中一氧化碳、D中稀有气体不是预报内容，C中三氧化硫常温下是液态，空气中硫元素主要以SO2形态存在。

]
2．光化学烟雾是一次污染物(如氮氧化物、碳氢化合物等)发生光化学反应后生成的二次污染物，主要含有臭氧、过氧硝酸酯等。

下列有关光化学烟雾的说法不正确的是()
A．光化学烟雾具有氧化性
B．汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一
C．光化学烟雾对人体没有危害
D．光化学烟雾一般出现在强日照条件下
C[光化学烟雾中氮氧化物化合价可以降低，做氧化剂，A正确；汽车尾气中含CO和氮氧化物，二者在阳光的作用下起化学反应产生光化学烟雾，故BD 正确；光化学烟雾对人眼睛、鼻、咽喉、气管和肺等有刺激作用，对人体有危害，故C错误。

]
3．我国“神舟六号”宇宙飞船的运载火箭的推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。

引燃后的高温气体成分有CO2、H2O、N2、NO等，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量红烟，产生红烟的原因是()
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
C．CO2与NO反应生成NO2
D．NO与H2O反应生成NO2
B
4．地球外层空间存在臭氧和氧原子，该臭氧层的存在能吸收和阻挡太阳有害的强烈紫外线辐射，可是人为的大气污染物会破坏臭氧层，如超音速飞机排放物中的氮氧化物(NO和NO2)，它们和O3及O发生如下反应：O3＋NO===NO2＋O2，O＋NO2===NO＋O2。

这两个反应反复循环，其总反应：___________。

由此可见，氮氧化物在破坏臭氧层的过程中起了________作用。

[解析]O3＋NO===NO2＋O2，O＋NO2===NO＋O2，将上述两反应叠加，消去相同物质后得O3＋O===2O2，由方程式可知NO和NO2都参加了反应，但最后又生成了它们，说明它们是催化剂。

[答案] O 3＋O =====催化剂2O 2 催化
5.稀薄燃烧是指汽油在较大空/燃比(空气与燃油气
的体积比)条件下的燃烧。

随着全球能源危机的加剧，
稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视，但稀薄燃烧
时，常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NO x 转化
为N 2。

不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如图所示。

(1)稀薄燃烧技术除能节约能源外，还具有的优点是___________(填一项)。

排放到大气中的NO x 会导致酸雨、__________________等环境问题(填一项)。

(2)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH 3还原NO 反应的催化性能。

NO 、NH 3混合气体―→催化反应器―→检测―→尾气处理
若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)。

为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是________。

(3)若某一催化剂能同时催化NH 3等还原性气体与NO x 的反应。

将该催化剂分别用于催化还原含等物质的量NO x 的两种气体：①纯NO 气体，②汽车尾气。

消耗NH 3的物质的量较多的可能是________(填字母)，原因是_____________。

A ．①
B ．②
C ．都有可能
[解析] (1)因燃油气燃烧过程中可产生对空气有污染的CO 、NO x 、碳氢化合物等大气污染物，结合“空/燃比”的含义和题图可以推知，增大“空/燃比”可以减少CO 、碳氢化合物的排放从而减少污染，根据课本知识可推出排放到大气中的NO x 可导致酸雨及光化学烟雾(或破坏臭氧层)而引起环境污染。

(2)因实验的目的是探究催化剂的催化性，而从所给的探究步骤中，有滴有酚酞的稀硫酸(该溶液为无色)，所以肯定是利用NH 3与硫酸的酚酞溶液作用显红色的快慢来检测催化性能。

只要记录显色所需时间即可。

(3)根据氧化还原反应中电子得失守恒原则可推知，若汽车尾气中会有一定量的CO 和碳氢化合物，因它们也可以还原NO x ，则所消耗氨气就少，若汽车尾
气中含NO2，则因NO2也可氧化NH3，则消耗的氨气就多。

[答案](1)减少CO和碳氢化合物的污染光化学烟雾(或破坏臭氧层)
(2)溶液显色所需要的时间
(3)C汽车尾气中含有一定量的CO和碳氢化合物，少消耗NH3(或汽车尾气中含有一定量的NO2，多消耗NH3或汽车尾气中同时含有CO、碳氢化合物等还原性气体和NO2等氧化性气体，二者相对含量的不同可导致消耗NH3的增多或减少)。