第一单元 空气质量的改善优质课教学设计

专题一

洁净安全的生存环境

第一单元

空气质量的改善

1．考纲要求：

⑴知道大气主要污染物及其危害。（AⅡ）

⑵知道减少或消除大气污染物的原理和方法。（A）

⑶知道主要的居室空气污染物。（A）

⑷了解甲醛、一氧化碳、氡等空气污染物对人体的危害。（BⅡ）

2．教学目标：

⑴知识与技能：

①知道空气污染指数是衡量空气质量的重要指标，了解空气污染指数的确定方法，知道大气污染物的主要种类。

②了解温室效应原理和主要的温室气体，知道地球表面气温上升的主要原因，知道遏制温室效应加剧的主要措施。

③掌握燃烧脱硫的化学原理，了解汽车尾气的净化方法和静电除尘原理，通过查阅资料，知道室内的主要污染物，了解居室内空气污染的防治措施。

⑵过程与方法：

①通过对空气质量的了解，学会用辩证的方法看待化石燃料的使用。

②通过学***气污染的治理，增强环保意识，增加生活常识。

⑶情感态度价值观：

通过有关大气污染知识的学习，增强环境保护意识，增强社会责任感。

3．教学重点教学难点

⑴教学重点：

①空气污染指数的确定方法，大气污染物的主要种类（以列表形式介绍空气污染指数和空气质量等级的对应关系，引出空气污染指数和首要污染物的确定方法）

②温室效应的危害，如何有效地控制温室效应（观察演示实验并进行讨论）

③大气污染的防治（图文结合介绍各种方法的工作原理）

④居室环境污染物的危害（通过调查活动了解居室空气污染物的来源及其危害）

⑵教学难点：

①空气质量报告（通过交流与讨论栏目对主要大气污染物对空气质量的影响进行讨论，加深对空气质量报告的认识）

②温室效应的有效控制（观察演示实验并进行讨论，发现温室气体和温室效应的关系，讨论如何控制温室效应）

③大气污染的防治（利用问题情景思考治理大气污染的方法）

④居室环境污染物的危害（通过居室中甲醛含量的测定以及生活向导栏目，引导学生用化学知识指导日常生活）

4．教学过程：

【导入】从这个学期开始我们将开始化学选修课程的学习，《化学与生活》这门课程主要从

1

现实生活中的衣、食、住、行等许多与化学相关的具体问题入手，帮助同学们进一步认识化学对促进社会发展、提高人类生活质量等方面作出的重大贡献。本课程分为三个专题，现在我们学习专题1的第一单元空气质量的改善的第一部分空气质量报告。

【板书】一、空气质量报告

【投影】展示一份近期全国部分重点城市空气质量报告：

2009年5月23日部分重点城市空气质量日报

城市

北京

天津

上海

广州

重庆

贵阳

抚顺

杭州

宁波

绍兴

呼和浩特

污染指数

65 51 73 31 45 62 29 98 73 111 49 首要污染物

可吸入颗粒物

可吸入颗粒物

可吸入颗粒物

-- -- 二氧化硫

-- 可吸入颗粒物

可吸入颗粒物

可吸入颗粒物

-- 空气质量级别

空气质量状况

Ⅱ

Ⅱ

Ⅱ

Ⅰ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅱ

Ⅲ1

Ⅰ

良

良

良

优

优

良

优

良

良

轻微污染

优

引出以下几个问题：

1．公布空气质量报告有什么意义？

2．空气质量报告由哪几部分组成？相互之间关系如何？

3．影响我国空气质量的主要污染物有哪些？它们对空气质量分别有什么影响？

【学生讨论回答】

1．目前我国的空气污染越来越严重，定期公布各地的空气质量报告，不仅可以提高公众对空气质量乃至环境质量的关注程度，还可以促使各地环保部门及时掌握当地的空气质量状况，以便及时采取相应的措施。

2．空气质量报告由空气污染指数（API）、空气质量等级、首要污染物等内容组成，其中空气污染指数和空气质量等级之间的关系见课本P2表1-1。

【阅读】请大家阅读教材第3页“检索咨询”，理解空气污染指数的确定方法。

学生阅读、总结空气污染指数的确定方法：

先确定各种污染物的污染指数，然后选取空气污染指数最大的污染物为首要污染物，首要污染物的污染指数即为空气污染指数。

【课堂练习】 1．某日某市区各项污染指数分别为：SO2≤49，NO2≤21，PM10≤23。请问当日首要污染物是什么？空气质量级别如何。

2．若某地区各种污染物指数分别为：SO2≤49，NO2≤21，PM10≤232，试分析一下，该地区所在的周围可能是什么环境，哪些病人症状容易加重？

2

答案： 1．SO2

，优

；2．可能为工业区，肺病及气管病人。

【提问】根据对我国的空气质量报告的分析，大家认为我国的整体空气质量处于一个什么样的状况？主要污染物有哪些？

【学生讨论回答】我国大部分地区的空气质量为良，部分地区的空气质量为优，只有极少数地区为轻微污染。从整体上来看我国空气受到的污染不太严重。从首要污染物来看，我国空气质量的主要污染物为可吸入颗粒及二氧化硫，只有少部分地区的主要污染物为二氧化氮。

【师生讨论完成】那么这些污染物对空气质量分别会造成什么样的影响呢？同学们阅读教材P3的“交流与讨论”栏目，我们一起来完成表1-2：

表1-2 空气中污染物对空气质量的影响：

污染物

二氧化硫

二氧化氮

可吸入颗粒物

对空气质量的影响

形成酸雨（硫酸型）

形成酸雨（硝酸型），引起光化学烟雾，破坏臭氧层

含有一些重金属离子，人体吸入后容易导致中毒

【小结】正由于这三种物质会造成大气污染，所以我们必须努力减少这些物质的排放，并对已排放的污染物进行治理。

【过渡】人类的生存环境变得越来越差，而现在影响我们人类生存环境的三大问题主要是酸雨(被人类称为“空中死神”)、臭氧层空洞、温室效应，对于前两者我们在刚才的空气质量报告中已经提到过，下面我们来学习温室效应。

【板书】二、温室效应

【提问】和其他星球相比，地球的年平均气温保持在15℃左右，且昼夜温差不大，适合人类及其他生物生存，这与二氧化碳等温室气体所引起的温室效应有关。那么什么叫温室效应呢？或者讲温室效应产生的原理是什么？

【板书】1．温室效应产生的原理

【学生讨论回答】大气中的二氧化碳、甲烷及水蒸气等温室气体允许部分太阳辐射（短波辐射）透过并达到地面，使地球表面温度升高；同时，这些温室气体又能吸收从地球表面发出的长波辐射，使热量留在大气层内，仅让很少的一部分热量散失到宇宙空间，从而使地球表面的温度进一步升高，这种现象称为温室效应。

【教师点评学生的回答】在此我们通过一个演示实验来模拟大气中的温室效应，请大家阅读教材第4页的“观察与思考”栏目。

【演示实验】

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【注意事项】

①两支温度计的型号要相同，最大量程100℃为宜；

②瓶口不要塞得太紧，以免瓶内气体温度升高体积膨胀将瓶塞和温度计弹起；

③灯泡不要直接照射温度计，灯泡要置于两个锥形瓶的正中间，两个锥形瓶受光照程度相同。

【实验现象】盛二氧化碳气体的锥形瓶内温度较高，盛空气的锥形瓶内的温度较低。

【解释】由于二氧化碳的存在，使锥形瓶内吸收的热能与散发的热能之比大于另一只锥形瓶内吸收的热能与散发的热能之比，导致盛二氧化碳气体的锥形瓶内温度升高。

【提问】那么引起温室效应的气体主要有哪些呢？

【板书】2．主要的温室气体有哪些？

二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟氯代烷、水蒸气、臭氧等。

【提问】温室效应的加剧会给人类带来什么样的危害？

【板书】3．温室效应的危害

【学生讨论】它会带来以下几种严重恶果：

（1）地球表面温度增加；

（2）海平面上升；

（3）全球气候转变；（4）伤害人体抗病能力；（5）动物大迁移；（6）受高浓度臭氧影响地区扩大。

【板书】（1）地球表面温度增加；

（2）海平面上升；

（3）全球气候转变；（4）伤害人体抗病能力；（5）动物大迁移；（6）受高浓度臭氧影响地区扩大。

【介绍】科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到2050年全球温度将上升2－4摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市：纽约，上海，东京和悉尼。

【提问】我们应该如何有效地控制温室效应？ 【讨论回答】为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电（因为发电烧煤〕，少开汽车。另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林，减少使用一次性方便木筷，节约纸张（造纸用木材〕，不践踏草坪等等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。

【板书】4．温室气体的产生与防治

⑴温室效应的产生：

①化石燃料的大量燃烧、人口大量增长等；②乱砍滥发导致森林面积急剧减少。

⑵温室效应的防治：

①限制CO2的排放；②保护地球森林资源，增加城市绿地面积等。

【介绍】为了减少温室气体的排放，1997年12月，在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。

【小结】我们主要学习了温室效应的产生原理以及它所带来的危害，还有我们如何有效地去控制温室效应的产生。

【过渡】20世纪是一个辉煌的世纪,人类在创造了一个亘古未有的物质文明的同时几乎控制了所有的生态领域,可在这种快速“生产文明”的过程中,日益严重的污染与能源危机问题一样,正日渐成为人类威胁自身存在的隐患。前面我们已经学习了一些主要污染物给我们的空

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气质量带来的不良影响。下面我们主要学习如何来治理这些大气污染物。

【板书】三、治理大气污染

【提问】很多大理石雕像在近几十年间的腐蚀程度远远超过前几百年，大家知道其中的原因吗？

【讨论回答】是由于大气受到了SO2、NO2等酸性气体的污染，致使雨水的酸度增加，与大理石发生化学反应，导致大理石被腐蚀。

【讲述】酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，我国的酸雨主要是硫酸型酸雨。请大家思考教材第5页的“问题解决”，我们一起来学习酸雨的形成过程。

【板书】1．大气污染物的形成

SO2主要来自于煤的燃烧；NOx主要来自汽车尾气；

可吸入颗粒物主要来自工业、建筑业的粉尘和道路粉尘。

2．大气污染物的危害(见表1-2) 【介绍】分析酸雨的形成过程，书写相关化学方程式

(1)硫酸型酸雨的形成

①2SO2+O22SO3

SO3+H2O＝H2SO4

②SO2+H2OH2SO3

2H2SO3+O2＝2H2SO4

(2)硝酸型酸雨的形成

2NO+O2＝2NO2

3NO2+H2O＝2HNO3+NO 【练习】要防止酸雨的产生，最直接的方法是阻止SO2及氮氧化物排放到空气中。以下提供几种治理方法，请大家根据原理写出化学反应的化学方程式。

1．回收SO2，常见的有石灰石--石膏法及氨水法；

①石灰石--石膏法脱硫的原理如下：石灰石在高温下发生分解，生成的氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙和氧气反应生成硫酸钙，硫酸钙可用来生产副产品石膏。（生石膏：CaSO4·2H2O、熟石膏：2CaSO4·H2O）

②氨水法脱硫的原理：氨水和二氧化硫发生反应，生成亚硫酸铵，亚硫酸铵和氧气反应生成硫酸铵，硫酸铵可用作氮肥。

2．汽车尾气中含有NO及CO，若直接排放会严重污染空气，因此，在许多汽车的尾部常装有尾气净化装置，通过使用催化剂（如：钯Pd），促使NO和CO反应生成无害的N2和CO2。（注：简单介绍无铅汽油）

【学生回答并板书】书写上述反应的化学方程式：

1．石灰石脱硫：CaCO3CaO+CO2↑

CaO+SO2＝CaSO3

2CaSO3 +O2＝2CaSO4

氨水脱硫：

2NH3+SO2+H2O＝(NH4)2SO3

2(NH4)2SO3+O2＝2(NH4)2SO4

2.汽车尾气净化:2NO+2CON2+2CO2

【提问】在我们进行化学实验时,必须考虑到保护环境。请大家思考:若在实验中有二氧化硫气体排出,我们可以采用什么方法加以处理? 【讨论小结】根据二氧化硫的性质，可以用不同的方法加以处理：

（1）二氧化硫作为一种酸性氧化物，能与碱液发生反应，可以用碱液吸收（如：NaOH溶液）；

（2）二氧化硫具有较强的还原性，可用氧化剂（如：酸性高锰酸钾溶液）将二氧化硫氧化。

5

【提问】在我国可吸入颗粒物也是一种主要的污染物，而可吸入颗粒物包括自然界的沙尘以及工厂排出的烟尘。请大家思考应该分别采用什么措施加以处理？

【回答】对于沙尘，解决的关键是防止土壤的沙漠化，主要应采取植树造林的方法；而对于工厂的烟尘，必须采取相应措施以减少排放。

【小结】目前主要采用静电除尘方法除去悬浮颗粒物。静电除尘的原理在教材第6页的“检索咨询”里面有详细的解说。那么除了目前空气质量报告中已经列出的三种主要污染物外，像一氧化碳、氟氯烃等也是常见的污染物，而且氟氯烃是造成臭氧层空洞的主要物质。

【过渡】随着城市建设脚步的加快和人们生活质量的提高，越来越多的人开始逐渐认识到室内空气质量对于身体健康的重要意义，现代人平均有90%的时间生活在室内，室内空气质量良好不仅影响工作生活的质量，严重的还威胁到生命。据了解，现代装修导致室内空气污染的案例逐年上升，每年全世界有280万人直接或间接死于装修污染，而我国因装修污染每年的死亡人数也高达11.1万人。

【提问】居室环境污染物主要有哪些？它们对人体健康会造成什么样的危害？

【板书】四、让居室空气更清新

【调查研究】查阅有关资料，了解居室空气中存在的污染物、它们的来源以及对人体健康的危害。将结果填入表1-3中：

【板书】1.居室空气中污染物的来源及危害

来

源

人造木板、装修材料、用甲醛作防腐剂的涂料、化甲醛

纤地毯、化妆品等产品；室内吸烟。

燃烧烟草的烟雾、油漆、苯系物(苯、甲染色剂、图文传真机、电脑终端机和打印机、黏合苯、二甲苯) 剂、墙纸、地毯、合成纤维和清洁剂等。

岩石、放射性天然土石；大理石、花岗岩、石膏等；其他装饰装修材料，如：瓷砖。

污染物

对健康的危害

导致嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。

长期接触苯可引起骨髓与遗传损害，血象检查可发现白细胞、血小板减少，全血细胞减少与再生障碍性贫血，甚至发生白血病。

室内重要致癌物质；形成体内辐射，美国将其列为诱发肺癌的首要因素；在人体内长期衰变造成辐射损伤，诱发肺癌；可导致新婚夫妇长氡

期不孕；长期生活在含氡量高的环境里，就可能对人的血液循环系统造成危害，如白细胞和血小板减少，严重的还会导致白血病。

与人体内的血红蛋白结合，导致体内缺氧，出现四肢无力、失去控制等症状，严重时会导致一氧化碳

厨房油烟和香烟烟雾

窒息。

丙烯醛（无烹饪时油烟过高会产生损害呼吸道，导致咽喉炎、胸部压迫感、支气色或淡黄丙烯醛，某些装修材料也管炎；大量吸入可导致肺炎、肺水肿，甚至出色液体）

会释放出丙烯醛。

现休克、肾炎及心力衰竭。

【提问】居室的污染物对人体健康会造成危害，我们应如何防止居室环境污染？

【板书】2．居室的污染物对人体健康会造成危害，我们应如何防止居室环境污染？

【查阅资料并讨论回答】

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【点评并总结】避免和减少室内空气污染，可采取如下措施：

（1）讲究厨房卫生，减少厨房污染。例如：安装和使用抽油烟机，炒菜时油温不要过高，及时清理厨余垃圾等。

（2）合理使用杀虫剂，消毒剂，清洁剂和化妆品等。

（3）家庭装修时要尽可能简单，遵循经济实用和美观舒适的原则。

（4）装修后的房子不宜立即入住，应当通风一段时间，最好经过环保检测合格后再入住。

（5）居室中适当绿化。

【小结】人的一生有不少时间是在居室内度过的，室内空气清新令人心情舒畅，对健康有益。因此，了解室内空气的污染源，防止居室空气污染，不仅是化学家的责任，也是我们每一个公民必须具备的基本素养。

5．课堂小结：

通过今天的学习，我们了解了二氧化硫、二氧化氮及可吸入颗粒物这三种物质会造成大气污染，必须努力减少这些物质的排放，并对已排放的污染物进行治理；学习了温室效应的产生原理以及它所带来的危害，还有我们如何有效地去控制温室效应的产生；除了目前空气质量报告中已经列出的三种主要污染物外，像一氧化碳、氟氯烃等也是常见的污染物，而且氟氯烃是造成臭氧层空洞的主要物质；了解室内空气的污染源，防止居室空气污染，不仅是化学家的责任，也是我们每一个公民必须具备的基本素养。

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