2020-2021學年微項目論證重污染天氣“汽車限行”的合理性——探討社會性科學議題導學案-學案下載-教習網(wǎng)

1．科學分析議題，理清議題中的科學問題和科學知識
(1)“汽車限行”議題的科學問題
汽車尾氣中含有氮的化合物：NO、NO2、NH3；霧霾中含有：硝酸鹽(NOeq \\al(－,3))、銨鹽(NHeq \\al(＋,4))。
(2)氮及其化合物之間的轉化關系
N2eq \(――→,\s\up7(O2))NOeq \(――→,\s\up7(O2))NO2eq \(――→,\s\up7(H2O))HNO3
①化合價角度：如N2轉化為NO，氮元素化合價升高，應加化合價降低的氧化劑。
②物質類別角度：如單質轉化為氧化物，根據(jù)元素守恒，應加含氧元素的物質。
2．“汽車限行”措施的利與弊
1．如圖表示汽車尾氣凈化器處理汽車尾氣的過程。下列有關敘述不正確的是( )
A．CO氧化為CO2所需的氧來源于NOx
B．汽車安裝這種凈化器后，能避免鉛污染
C．Pt-Rh催化劑在化學反應前后質量不變
D．使用該凈化器能減少酸雨的發(fā)生
解析：選B 由題目信息可知，CO被氧化為CO2所需的氧來源于氮氧化物；汽車安裝這種凈化器后，能避免一氧化碳、氮氧化物造成的空氣污染，不是鉛污染；Pt-Rh催化劑在化學反應前后質量和化學性質都不變；氮氧化物也會造成酸雨，因此使用該凈化器能減少酸雨的發(fā)生。
2．當前，汽車尾氣已成為許多城市空氣的主要污染源。研究表明，含TiO2的混凝土或瀝青可以部分消除汽車尾氣中的氮氧化物，其原理如下：
下列關于該“消除”過程的敘述不正確的是( )
A．部分光能轉變?yōu)榛瘜W能
B．消除總變化為NOx＋O2＋H2O―→HNO3
C．消除反應能全天候發(fā)生
D．使用納米TiO2的消除效率更高
解析：選C 在TiO2的催化作用下紫外線提供能量，部分光能轉變?yōu)榛瘜W能，故A項正確；題中示意圖表明，在TiO2的催化作用下紫外線提供能量，發(fā)生反應：NOx＋O2＋H2O―→HNO3，故B項正確；沒有紫外線時上述反應不能發(fā)生，故C項錯誤；納米TiO2與紫外線接觸面積更大，將產(chǎn)生更多的光生電子和光生空穴，從而消除更多的NOx，故D項正確。
3．汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物質，這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來源之一。
(1)汽車尾氣中的CO來自_______________________________________________，
NO來自____________________________________________________________。
汽車尾氣對環(huán)境的危害主要有_____________________________________________
_________________________________________________________________(至少填兩種)。
(2)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉化為HNO3的化學方程式：________________________________________________________________________。
(3)汽車尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉化法處理，使它們相互反應生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。寫出NO被CO還原的化學方程式：________________________________________________________________________。
解析：(1)汽車汽缸內(nèi)不斷進行著汽油的燃燒反應，當空氣不足時，汽油不完全燃燒會產(chǎn)生CO；當空氣過量時，N2和O2在放電或高溫條件下反應會生成NO。汽車尾氣對環(huán)境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨、導致光化學煙霧、產(chǎn)生溫室效應等。(3)CO、NOx反應后生成的無毒氣體為CO2和N2。
答案：(1)汽油的不完全燃燒 N2與O2在汽車汽缸內(nèi)的高溫環(huán)境下的反應形成硝酸型酸雨、導致光化學煙霧、產(chǎn)生溫室效應(任填兩種即可)
(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(3)2CO＋2NOeq \(=====,\s\up7(催化劑))N2＋2CO2
視角
利
弊
環(huán)境
減少有害氣體的排放，減輕空氣污染和溫室效應
－
經(jīng)濟
促使人們購買第二輛汽車，汽車銷量增加，促進經(jīng)濟發(fā)展
導致汽車保有量增加
社會
緩解道路交通壓力
增加公共交通壓力，導致人們出行不便