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
【项目目标】
1．能够综合应用氮及其化合物的性质及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、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。
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。
【知识梳理】
一、科学认识社会性科学议题，寻利与弊
合作探究：
汽车尾气有什么危害？
核心归纳：
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(NO)、铵盐(NH)；
2．氮及其化合物之间的转化关系：
N2NONO2HNO3
(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。
典例分析：
【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汽车尾气处理===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：______________________________。
二、学习科学论证，论证利与弊
合作探究：
原机动车尾气排放成为城市空气污染问题的一个备受指责的因素，特别是柴油车和某些重型小轿车。
汽车尾气的污染物是什么？有什么危害？
核心归纳：
1．科学议题中各种观点论证的方法
2．科学论证，水平分析
3．最终观点：“汽车限行”措施能够减轻空气污染。
典例分析：
【典例】汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2→2NO＋2O，②2NO＋O2→2NO2，③O＋O2→O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是( )
A．NO2起催化剂作用 B．NO是反应产物之一
C．①②③反应都是氧化还原反应 D．O3与O2都不会造成空气污染
三、权衡利弊，做出决策
合作探究：
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？
(2)重污染天气实行“汽车限行”的弊端有哪些？
2．做出决策
核心归纳：
典例分析：
【典例】“保护环境就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )
①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的；②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的；③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的；④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的
A．①② B．②③ C．①②③④ D．②
学以致用：
1. 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
2. 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对人体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。
3. 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NOx转化为N2。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NOx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NH3还原NO反应的催化性能。
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 。
【课堂测评】
1．2021年第31届世界大学生夏季运动会将在成都举办。“绿”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．建造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
2．当前，汽车尾气已成为许多城市空气污染的主要污染源。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，其原理如图所示：
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时消除效率更高
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 ( )
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