《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

【典例】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：______________________________。
氧，导致水生生物大量死亡，与氮循环有关；酸雨是二氧化硫和氮氧化物与雨水作用的
结果，与氮循环有关。
权衡利弊，做出决策 汽车限行应经过充分的论证分析后，分清主次，权衡利弊，做出决策。
1．权衡利弊 (1)你认为重污染天气实行“汽车限行”的措施有利的方面有哪些？ 提示：①缓解交通压力； ②减少氮氧化物的排放量； ③减轻空气污染等。
中称为____________。
(2)大气中的下列氧化物的存在既不能形成酸雨，也不能形成光化学污染的是____。
A．二氧化硫
B．二氧化碳 C．二氧化氮
D．一氧化氮
(3)目前，大城市内的光化学污染是大气主要污染形式之一，该污染的现象是形成 烟雾，故又叫光化学烟雾，形成光化学烟雾的过程属于________________(填“化 学变化”或“物理变化”)。 (4)汽车尾气中氮的氧化物来源除因为燃油中含有氮元素(燃烧时，氮转化为氮的氧 化物)外，还有一个原因。请你用化学方程式表示这个原因：_____________。

项目活动二 绿色化学与环境保护
(一)环境保护 1.六大环境问题
环境问题
主要污染物
主要危害
温室效应 酸雨
臭氧层破坏
CO2
造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等
SO2、NOx
土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生 氟氯代烷、NOx 态环境带来多方面危害
刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚 光化学烟雾 碳氢化合物、NOx 至死亡
2.原子经济性
美国著名有机化学家 B.M.Trost 在 1991 年首先提出“原子经济性”的概念：认为
高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子
中(如完全的加成反应：A＋B―→C)，达到零排放。原子经济性可用原子利用率
目标产物的质量
来衡量，其定义可表示为原子利用率＝
×100%。原子经济性的
01 02 03 04
目录
集训真题 走进高考
解析 甲和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和二氧化 碳，再根据元素守恒，则甲为氮气。A.甲是氮气，氮气是空气中体积分数最大 的成分，故A正确；B.乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，故B正 确；C.由于氮气含有氮氮三键，因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生，在高温或 放电条件下发生，故C错误；D.一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳， 一氧化氮中氮化合价降低，因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂，故D正确。
2.(2024·贵阳摸底)我国提出力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。
下列做法有利于实现此目标的是( A )
A.充分利用新能源
B.推广使用一次性餐具
C.鼓励使用私家车出行

中会有一定量的 CO 和碳氢化合物，因它们也可以还原 NOx，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。
返
首
页
12/11/2021
第二十三页，共二十五页。
[答案] (1)减少 CO 和碳氢化合物的排放 光化学烟雾(或破坏 臭氧层)
(2)溶液显色所需要的时间
返 首 页
12/11/2021
第十八页，共二十五页。
(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 NOx 会导 致酸雨、________________________________等环境问题(填一项)。
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
返 首 页
12/11/2021
第十四页，共二十五页。
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 B、D 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。]
返 首 页
12/11/2021
第十九页，共二十五页。
(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 NH3 还原 NO 反应的催化性能。
NO、NH3混合气体 ―→ 催化反应器 ―→ 检测 ―→ 尾气处理

结论之间的逻辑关系进行有条理的阐述。
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， 有依据地做出决策。
上一页
返回导航
下一页
第3章 物质的性质与转化
3
情境探究
为了应对重污染天气，把空气污染指数控制在合理范围内，北京、广州等多
个城市采取了汽车限行措施，以期降低机动车尾气排放量。部分市民对这样
上一页
返回导航
下一页
第3章 物质的性质与转化
8
【总结提升】 1．氮及其化合物的转化关系
上一页
返回导航
下一页
第3章 物质的性质与转化
2．“汽车限行”措施的利与弊
视角
利
环境
减少有害气体的排放，减轻 空气污染和温室效应
促使人们购买第二辆汽车，
经济
汽车销量增加，促进经济发
展
9
弊 — 导致汽车保有量增加
上一页
答案：①科学认识议题；②寻找利与弊；③论证利与弊是否成立；④权衡利 弊，做出决策。
上一页
返回导航
下一页
第3章 物质的性质与转化
5
项/目/活/动 一、科学认识社会性科学议题，寻找利与弊
【交流研讨】 1．“汽车限行”的原因与汽车尾气有关，汽车尾气中的主要污染物有哪些？ 它们会造成哪些环境污染？
上一页
返回导航
原理 (2)将二氧化硫氧化成三氧化硫(2SO2＋O2催△化剂2SO3)；
汽车中装有净化装置，会将氮氧化物转化为氮气后再排放
上一页
返回导航
下一页
第3章 物质的性质与转化
13
进一步 推理
推理 补充
①虽有净化装置，但装置中的催化剂在使用过程中会慢慢中 毒，氮氧化物转化为氮气的能力逐渐减弱；②我们国家的汽 车更换净化装置的比率低 “汽车限行”能使道路通畅，减少汽车行驶的时间，进一步 有效减少污染物的排放量，减轻空气污染

设计意图：培养学生综合分析、论证议题的利与弊，权衡利弊，作出决策，进而培养学生的论证能16力以及 “科学态度与社会责任”化学学科核心素养。
五、项目反思
新高考、新课标、新教材背景下的项目式教学，体现了核心素养导向的先进教学
理念，本项目是在学科大概念的统摄下项目式教学的一次课堂实践。
1.聚焦化学 学科大概 念，凸显化 学核心知识 的素养发展
设计意图：课上与课下统筹安排，学习过程中学科活动和实际应用活动融合交叉，有助于学生实现深度学
课前 科学认识议题，寻找利与弊
活动1 活动2
项目总监
项目团队建设
项目组长
居民代表 环保局代表
政府代表
观看视频，阅读资料， 初步学习了解议题的论证要素，梳理了对汽车限
行利与弊的认识。
设计意图：激发学生对真实社会性科学问题的思考，提升学生社会责任感，增强学生参与社会决策 的公民意识。
2.创设真实 问题情境， 转变教与学 的方式，融 合发展学生 的化学学科 核心素养。
3.注重 “教、学、 评”一体化， 化学日常学习 评价应与化学 教与学活动有 机融合在一 起。
4.落实立德 树人根本任 务，使化学 教育富有生 命力、感染 力与时代 感。
——《普通高中化学标准（2017年版2020年修订）》
学科大概念： “从学科、自然、社会等视角科学、客观、综合认识与评价化学反应”
任务1
科学认识议题，寻找 利与弊
论证重污染天 气汽车限行的
合理性
任务2 寻找证据，科学论证
利与弊
任务3 权衡利弊，作出决策
二、学情分析
学生已有的知识与能力
➢ 已经学习含氮物质的相关性质，能应用“价-类”二维认识模型，利用氧化还原反应规

(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:
。
探究1
探究2
探究3
素养脉络
随堂检测
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)
(2)酸雨是指pH小于5.6的雨、雪、霜或其他形式的大气降水。 二氧化碳溶解于水,尽管也可以使水显酸性,但大气中的二氧化碳 在水中溶解后pH不可能小于5.6,故二氧化碳不是酸雨形成的原因。
(3)光化学烟雾的形成是一个复杂的氧化还原反应过程。 (4)机动车在工作时,其汽缸内的温度和压力非常高,故吸入其中 的空气(氮气与氧气)会相互反应,生成氮的氧化物。
探究1
探究2
探究3
素养脉络
随堂检测
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: 。
探究1
探究2
探究3
素养脉络
方法导引“汽车限行”的利与弊

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。
第十八页，共六十页。
第十九页，共六十页。
(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
第二十页，共六十页。
【解析】(1)一氧化碳和一氧化氮在催化剂的作用下能 生成二氧化碳和氮气,反应的文字表达式:一氧化碳+一 氧化氮 催化剂 二氧化碳+氮气。(2)空气的污染物包括 有害气体和粉尘,有害气体主要为二氧化硫、二氧化
带来经济效益、促进当 地经济发展,提高居民的 收入
解决当地的就业问题,加 快现代化进程
第二十四页，共六十页。
弊 对空气、土壤、 水体造成污染
占用当地的土 地、水源等
【探究总结】
接触法制硫酸 1.原理
(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。
氮、一氧化碳,二氧化碳和氧气不属于大气污染物。
第二十一页，共六十页。
答案:(1)一氧化碳+一氧化氮 (2)②④
催化二剂氧化碳+氮气
第二十二页，共六十页。
项目活动 以硫酸厂建立的利弊为例,学习科学论证,论证利
与弊
【活动探究】
1.探究思路
第二十三页，共六十页。
2.建立硫酸厂的利和弊
角度 利
环境
经济 社会
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。
第十三页，共六十页。
2.“汽车限行”措施的利与弊
视角 环境
经济
利
减少有害气体的排放,减轻 空气污染和温室效应

论证重污染天气“汽车限行”的 合理性
——探讨社会性科学议题
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。
重难探究·能力素养全提升
探究1 科学认识社会性科学议题,寻找利与弊
问题探究 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。
归纳拓展
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。
3.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 (B)
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 由题目的信息可知,CO氧化为CO2所需的氧来源于氮的氧化物,A项正 确;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, 但不能避免铅污染,B项错误;Pt-Rh催化剂在化学反应前后质量和化学性质 都不变,C项正确;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,D项正确。