學(xué)業(yè)要求
能夠綜合應(yīng)用氮及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系探討相關(guān)的社會(huì)性科學(xué)議題，從不同的視角列舉重污染天氣“汽車限行”的利與弊，收集資料，進(jìn)行科學(xué)論證與決策，促進(jìn)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。
學(xué)業(yè)基礎(chǔ)——自學(xué)·思記·嘗試
1.社會(huì)性科學(xué)議題及其分析框架
(1)含義
“社會(huì)性科學(xué)議題(Sciscientific Issues，簡稱SSI)”，指由利用當(dāng)代科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)所引起的一系列與社會(huì)倫理道德、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及自然生態(tài)環(huán)境等緊密相關(guān)的社會(huì)性問題。這其中，有很多議題與化學(xué)密切相關(guān)。
(2)分析框架
2．項(xiàng)目活動(dòng)1 科學(xué)認(rèn)識(shí)社會(huì)性科學(xué)議題，尋找利與弊
(1)科學(xué)分析議題，厘清議題中的科學(xué)問題和科學(xué)知識(shí)。
問題1：應(yīng)對(duì)重污染天氣“汽車限行”議題涉及哪些科學(xué)問題？
涉及的問題有：
①環(huán)境問題：汽車尾氣成分，霧霾化學(xué)成分，汽車尾氣與霧霾關(guān)系等；
②經(jīng)濟(jì)問題：汽車限行對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展問題；
③社會(huì)問題：汽車限行對(duì)人們出行的影響等。
問題2：“汽車限行”對(duì)應(yīng)的環(huán)境問題所涉及的物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：
寫出上述轉(zhuǎn)化中相關(guān)的化學(xué)方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________
或________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
(2)分別從環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等視角列舉應(yīng)對(duì)重污染天氣采取“汽車限行”措施的利與弊，填寫下表：
3.項(xiàng)目活動(dòng)2 學(xué)習(xí)科學(xué)論證，論證利與弊
(1)科學(xué)議題中各種觀點(diǎn)論證的方法
(2)“汽車限行”能減輕空氣污染觀點(diǎn)的論證
①收集相關(guān)資料：汽車行駛過程中會(huì)產(chǎn)生氮氧化物；大量汽車行駛會(huì)產(chǎn)生較多的氮氧化物；氮氧化物會(huì) 大氣，是 、酸雨、霧霾形成的原因等。
②根據(jù)資料推理
③反駁及其證據(jù)：汽車中裝有凈化裝置，會(huì)將氮氧化物轉(zhuǎn)化為 再排放。
④再論證再推理：汽車凈化裝置中的 容易中毒，不能有效的吸收氮氧化物，且我國汽車更換凈化裝置的比率 。
⑤形成最終觀點(diǎn)：“汽車限行”措施能夠減輕 。
4．項(xiàng)目活動(dòng)3 權(quán)衡利弊，作出決策
將經(jīng)過論證的利與弊進(jìn)行分析后，分清主次，權(quán)衡利弊，作出決策。
請(qǐng)結(jié)合上述論證中的利與弊，結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，作出決策。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
[即學(xué)即練]
1．下列有關(guān)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)的敘述錯(cuò)誤的是( )
A．形成酸雨的主要物質(zhì)是硫的氧化物和氮的氧化物
B．汽車尾氣中含有大量污染氣體，這是汽油不完全燃燒造成的
C．水華、赤潮等水體污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的
D．綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染
2．隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車已進(jìn)入千家萬戶，它給人們出行帶來方便的同時(shí)汽車尾氣污染問題也日益突顯，汽車尾氣中含NO、NO2、CO2、SO2和固體懸浮顆粒等。用活性炭還原處理氮氧化物是一種實(shí)用的氮氧化物轉(zhuǎn)化方法：C(s)＋2NO(g)?N2(g)＋CO2(g)，可實(shí)現(xiàn)氮氧化物無害轉(zhuǎn)化。下列環(huán)境問題與汽車尾氣的大量排放無關(guān)的是( )
A．酸雨 B．溫室效應(yīng)
C．PM2.5超標(biāo) D．白色污染
3．化學(xué)與生活、社會(huì)密切相關(guān)，下列說法正確的是( )
A．綠色化學(xué)的核心是應(yīng)用化學(xué)原理對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行治理
B．春節(jié)是我國傳統(tǒng)的節(jié)日，應(yīng)把“爆竹聲中一歲除，總把新桃換舊符”發(fā)揚(yáng)光大
C．工業(yè)上燃燒煤時(shí)，加入少量石灰石是為了減少CO2的排放
D．世博停車場安裝催化光解設(shè)施，可使汽車尾氣中的CO和NOx反應(yīng)生成無毒物質(zhì)
4．化學(xué)與環(huán)境密切相關(guān)，下列有關(guān)說法正確的是( )
A．CO2和NO2都會(huì)導(dǎo)致酸雨的形成
B．大氣中的PM2.5會(huì)導(dǎo)致霧霾的形成
C．NO2和SO2都會(huì)導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的形成
D．大氣中SO2含量的增加會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇
5．灰霾中細(xì)顆粒物的成因，部分分析如圖所示。
(1)根據(jù)如圖所示信息可以看出，下列哪種氣體污染物不是由機(jī)動(dòng)車行駛造成的 (填標(biāo)號(hào))。
a．SO2 b．NOx
c．VOCs d．NH3
(2)機(jī)動(dòng)車大量行駛是污染源之一。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣稀燃控制系統(tǒng)主要工作原理如圖所示。寫出稀燃過程中NO發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。
(3)科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)中國霾呈中性，其主要原因如圖所示：
請(qǐng)判斷A的化學(xué)式并說明判斷理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6．氮的氧化物是大氣污染的主要污染物之一，對(duì)人類危害很大，每天行駛的汽車尾氣中就含有大量的氮氧化物。回答下列問題：
(1)①寫出汽車尾氣中產(chǎn)生NO的化學(xué)方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
②治理汽車尾氣的一種方法是用催化劑使NO與CO發(fā)生反應(yīng)：2NO＋2CO===2CO2＋N2，當(dāng)生成1 ml N2時(shí)，被還原的NO為 ml。
(2)
NO2易溶于水。標(biāo)準(zhǔn)狀況下將體積為V mL的試管充滿NO2后倒扣在水中，如圖所示。
①NO2溶于水的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②使試管中NO2恰好完全被水吸收需要緩慢通入氧氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下通入氧氣的體積應(yīng)為 ，最終試管中所得硝酸的物質(zhì)的量濃度為 。
③為了消除NO2的污染，可將它與氨氣在催化劑作用下反應(yīng)，生成水和一種無污染物質(zhì)，該物質(zhì)是空氣的主要成分之一，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
7．我國“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”成果顯著，肆虐的霧霾逐漸被遏止?？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn)含氮化合物和含硫化合物在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)，轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：
回答下列問題：
(1)從物質(zhì)分類的角度看，圖中的物質(zhì)屬于酸性氧化物的有 (填化學(xué)式，下同)。
(2)圖中物質(zhì)溶于水溶液呈堿性的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)寫出SO2轉(zhuǎn)化為SO3的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)工業(yè)上利用氨氣制備一氧化氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)實(shí)驗(yàn)室長期保存濃硝酸，需使用棕色試劑瓶，并存放在陰涼處，其原因?yàn)開_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(用化學(xué)方程式表示)。
(6)氨氣與一氧化氮(NO)在一定條件下反應(yīng)可生成對(duì)空氣無污染的物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
微項(xiàng)目 論證重污染天氣“汽車限行”的合理性
——探討社會(huì)性科學(xué)議題
學(xué) 業(yè) 基 礎(chǔ)
2．(1)①N2＋O2放電或高溫=======2NO
②2NO＋O2===2NO2
③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
④NH3＋HNO3===NH4NO3
(2)溫室效應(yīng) 增加 降低 汽車保有量增加 緩解道路交通壓力 公共交通壓力
3．(2)①污染 光化學(xué)煙霧 ②光化學(xué)煙霧 ③氮?dú)?④催化劑 很低 ⑤空氣污染
4．“汽車限行”措施能夠減輕空氣污染，減少氮氧化物的排放量，有利于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，有利于未來人類的生存和發(fā)展。出行不便是個(gè)人問題，汽車保有量是局部問題，增加公共交通壓力，恰恰可以促進(jìn)政府改善公共設(shè)施。因此，應(yīng)該支持為應(yīng)對(duì)重污染天氣而采取的“汽車限行”的措施。
[即學(xué)即練]
1．解析：汽車尾氣排放的氮氧化物是在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)高溫富氧環(huán)境下氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)產(chǎn)生的，不是汽油不完全燃燒造成的，故B錯(cuò)誤。
答案：B
2．解析：A項(xiàng)，汽車尾氣中的氮氧化物、SO2可分別形成硝酸型、硫酸型酸雨；B項(xiàng)，汽車尾氣中的CO2可造成溫室效應(yīng)；C項(xiàng)，汽車尾氣中固體懸浮顆粒等會(huì)導(dǎo)致PM2.5超標(biāo)；D項(xiàng)，白色污染是對(duì)廢塑料污染環(huán)境現(xiàn)象的一種形象稱謂，與汽車尾氣的大量排放無關(guān)。
答案：D
3．解析：綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，而不是先污染再治理，故A錯(cuò)誤；爆竹爆炸會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體、粉塵和紙屑，污染環(huán)境，故B錯(cuò)誤；燃煤時(shí)加入少量石灰石，可以減少SO2的排放，不能減少CO2的排放，故C錯(cuò)誤；CO和NOx在催化作用下可生成氮?dú)夂投趸迹蔇正確。
答案：D
4．解析：CO2不會(huì)導(dǎo)致酸雨形成，會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)，A錯(cuò)誤；SO2不能導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，C錯(cuò)誤；SO2會(huì)導(dǎo)致酸雨，不會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)，D錯(cuò)誤。
答案：B
5．解析：(1)根據(jù)如圖所示信息可以看出機(jī)動(dòng)車行駛造成的氣體污染物有NOx、VOCs、NH3。(2)稀燃過程中NO被氧氣氧化生成NO2，化學(xué)方程式為2NO＋O2===2NO2。(3)因?yàn)榉磻?yīng)之前SO2中S為＋4價(jià)，NO2中N為＋4價(jià)，反應(yīng)之后HONO中N為＋3價(jià)(2NH3→2NH4+，N化合價(jià)不變)，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等綜合推斷，應(yīng)是S化合價(jià)升高：＋4→＋6，又由電荷守恒、元素守恒可判斷A的化學(xué)式為SO42-。
答案：(1)a (2)2NO＋O2===2NO2 (3) SO42-，因?yàn)榉磻?yīng)之前SO2中S為＋4價(jià)，NO2中N為＋4價(jià)，反應(yīng)之后HONO中N為＋3價(jià)(2NH3→2NH4+，N化合價(jià)不變)，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等綜合推斷，應(yīng)是S化合價(jià)升高：＋4→＋6，又由電荷守恒、元素守恒，可知A的化學(xué)式為SO42-
6．解析：(1)①汽車尾氣中的NO是由空氣中的氮?dú)夂脱鯕庠趦?nèi)燃機(jī)高溫條件下反應(yīng)生成的，化學(xué)方程式為N2＋O2高溫====2NO。②根據(jù)化學(xué)方程式2NO＋2CO===2CO2＋N2可知，NO中氮元素化合價(jià)從＋2價(jià)降低到0價(jià)，NO是氧化劑，被還原，當(dāng)生成1 ml N2時(shí)，被還原的NO為2 ml。(2)①NO2溶于水生成HNO3和NO，反應(yīng)的化學(xué)方程式是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。②根據(jù)化學(xué)方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，使試管中NO2恰好完全被水吸收需要通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為V4 mL，根據(jù)化學(xué)方程式可知最終試管中所含的硝酸的物質(zhì)的量濃度為·ml-10.001VL＝122.4 ml·L－1。
答案：(1)①N2＋O2高溫====2NO
②2
(2)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
② eq \f(V,4) mL eq \f(1,22.4) ml·L－1
③6NO2＋8NH3催化劑====7N2＋12H2O
7．解析：(1)酸性氧化物是能與堿反應(yīng)得到鹽和水的氧化物，符合要求的有SO2、SO3、N2O5。(2)圖中物質(zhì)溶于水呈堿性的只有NH3。(3)二氧化硫在催化劑存在時(shí)可以轉(zhuǎn)化為三氧化硫： (5)濃硝酸見光或受熱時(shí)易發(fā)生分解反應(yīng)4HNO3受熱或光照======4NO2↑＋O2↑＋2H2O，因此要保存在棕色試劑瓶中并放置在陰涼處。(6)氨氣中的氮元素為－3價(jià)，一氧化氮中的氮元素為＋2價(jià)，因此二者可以在一定條件下發(fā)生歸中反應(yīng)得到氮?dú)猓?NO＋4NH3一定條件=====5N2＋6H2O。
答案：(1)SO2、SO3、N2O5
(2)NH3
(3)
(4)
(5)4HNO3受熱或光照======4NO2↑＋O2↑＋2H2O
(6)6NO＋4NH3一定條件=====5N2＋6H2O視角
利
弊
環(huán)境
減少有害氣體排放，減輕空氣污染和_________
經(jīng)濟(jì)
①促使人們購買第二輛汽車，汽車銷量_____________，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；②__________社會(huì)總運(yùn)輸成本
①導(dǎo)致_________；②造成私家車相關(guān)行業(yè)就業(yè)減少
社會(huì)
__________________________
增加_________，導(dǎo)致人們出行不便

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微項(xiàng)目 論證重污染天氣“汽車限行”的合理性——探討社會(huì)性科學(xué)議題

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