第3章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(xué)議題項目活動1科學(xué)認(rèn)識社會性科學(xué)議題，尋找利與弊[探究活動]我們在享受科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展帶來物質(zhì)文明的同時，也因以犧牲環(huán)境為代價而受到大自然的一次次報復(fù)，如霧霾天氣等。為了應(yīng)對重污染天氣，把空氣污染指數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，我國多個城市采取了“汽車限行”措施，以期降低機動車尾氣排放量。人們逐漸意識到，保護環(huán)境，就是保護人類賴以生存的空間。1.目前大氣中氮氧化物的主要來源是什么？它們對人類健康的危害表現(xiàn)在哪些方面？氮氧化物還會引起哪些環(huán)境問題？提示：大氣中的氮氧化物主要來自汽車尾氣，硝酸生產(chǎn)、金屬的冶煉等工業(yè)排放的尾氣。氮氧化物中，NO和NO2的毒性較強，NO2作用于深部呼吸道，對肺組織產(chǎn)生強烈刺激和腐蝕作用，可引發(fā)肺水腫、支氣管炎等肺部疾病，NO可與血紅蛋白結(jié)合，使其失去攜帶氧氣的能力，導(dǎo)致組織缺氧、中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損等。以NO和NO2為主的氮氧化物還是形成光化學(xué)煙霧、酸雨、臭氧空洞和霧霾的一個重要原因。2.汽車尾氣中含有的氮氧化物是如何產(chǎn)生的？汽車尾氣中還有哪些有害物質(zhì)？提示：汽車汽缸中，N2和O2在電火花放電時反應(yīng)生成NO，繼而轉(zhuǎn)化成其他種類的氮氧化物。汽車尾氣中還含有多種有害氣體，主要有烴的不完全燃燒產(chǎn)物一氧化碳，汽油中的硫元素被氧化生成的SO2等。①化合價角度：如N2轉(zhuǎn)化為NO，氮元素化合價升高，應(yīng)加化合價降低的氧化劑。②物質(zhì)類別角度：如單質(zhì)轉(zhuǎn)化為氧化物，根據(jù)元素守恒，應(yīng)加含氧元素的物質(zhì)。2.“汽車限行”措施的利與弊視角利弊環(huán)境減少有害氣體排放，減輕空氣污染和溫室效應(yīng)—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(dǎo)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(dǎo)致人們出行不便[素養(yǎng)訓(xùn)練]1.下列現(xiàn)象的產(chǎn)生，與氮循環(huán)無關(guān)的是(

)A.光化學(xué)煙霧

B.白色污染C.水體富營養(yǎng)化

D.酸雨解析：光化學(xué)煙霧是氮的氧化物和有機烴類在光作用下的一系列復(fù)雜變化，與氮循環(huán)有關(guān)；白色污染是指難降解的塑料垃圾(多指塑料袋)對環(huán)境的污染；水體富營養(yǎng)化是指水中的氮、磷等元素濃度過大造成的水污染，會導(dǎo)致藻類瘋長，從而引起水中缺氧，導(dǎo)致水生生物大量死亡，與氮循環(huán)有關(guān)；酸雨是二氧化硫和氮氧化物與雨水作用的結(jié)果，與氮循環(huán)有關(guān)。B2.光化學(xué)煙霧是一次污染物(如氮氧化物、碳氫化合物等)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)后生成的二次污染物，主要含有臭氧、過氧硝酸酯等。下列有關(guān)光化學(xué)煙霧的說法不正確的是(

)A.光化學(xué)煙霧具有氧化性B.汽車尾氣是造成光化學(xué)煙霧的主要原因之一C.光化學(xué)煙霧對人體沒有危害D.光化學(xué)煙霧一般出現(xiàn)在強日光照射條件下C解析：光化學(xué)煙霧中，氮氧化物中氮元素的化合價可以降低，做氧化劑，A正確；汽車尾氣中含CO和氮氧化物，二者在強日光照射的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，故B、D正確；光化學(xué)煙霧對人眼睛、鼻、咽喉、氣管和肺等有刺激作用，對人體有危害，C錯誤。3.環(huán)保部門每天通過新聞媒體向社會發(fā)布以污染物濃度為標(biāo)準(zhǔn)確定空氣質(zhì)量的信息。這些污染物是(

)A.二氧化硫、氮氧化物、懸浮微粒B.二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳C.三氧化硫、氮氧化物、懸浮微粒D.稀有氣體、氮氧化物、懸浮微粒解析：

B中一氧化碳、D中稀有氣體不是預(yù)報內(nèi)容；C中的三氧化硫在常溫下是液態(tài)，空氣中硫元素主要以SO2的形成存在。A項目活動2學(xué)習(xí)科學(xué)論證，論證利與弊[探究活動]稀薄燃燒是指汽油在較大空/燃比(空氣與燃油氣的體積比)條件下的燃燒。隨著全球能源危機的加劇，稀薄燃燒技術(shù)的研究受到了人們的重視，但稀薄燃燒時，常用的汽車尾氣凈化裝置不能有效地將NOx轉(zhuǎn)化為N2。不同空/燃比時汽車尾氣中主要污染物的含量變化如圖所示。1.稀薄燃燒技術(shù)除能節(jié)約能源外，還具有什么優(yōu)點？排放到大氣中的NOx會導(dǎo)致哪些環(huán)境問題？提示：因燃油氣燃燒過程中可產(chǎn)生對空氣有污染的CO、NOx、碳氫化合物等大氣污染物，結(jié)合“空/燃比”的含義和題圖可以推知，增大“空/燃比”可以減少CO、碳氫化合物的排放從而減少污染；根據(jù)課本知識可推出，排放到大氣中的NOx可導(dǎo)致酸雨及光化學(xué)煙霧(或破壞臭氧層)而引起環(huán)境污染。2.調(diào)查目前治理汽車尾氣污染的方法有哪些？各方法有什么優(yōu)缺點？方法二：汽車限行。優(yōu)點：(1)減少有害氣體的排放；(2)緩解道路交通壓力；(3)促使人們購買第二輛汽車，促進經(jīng)濟發(fā)展。缺點：(1)增加公共交通壓力；(2)導(dǎo)致人們出行不便；(3)導(dǎo)致汽車保有量增加。[素養(yǎng)訓(xùn)練]1.當(dāng)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消除部分汽車尾氣中的氮氧化物，其原理如下：下列關(guān)于該“消除”過程的敘述不正確的是(

)CA.部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B.消除總變化為NOx＋O2＋H2O―→HNO3C.消除反應(yīng)能全天候發(fā)生D.使用納米TiO2的消除效率更高解析：在TiO2的催化作用下，紫外線提供能量，發(fā)生反應(yīng)：NOx＋O2＋H2O―→HNO3，部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，故A、B項正確；沒有紫外線時上述反應(yīng)不能發(fā)生，故C項錯誤；納米TiO2與紫外線的接觸面積更大，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。2.汽車排放的尾氣中含有NO2，NO2是城市大氣污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2發(fā)生一系列光化學(xué)煙霧的循環(huán)反應(yīng)，從而不斷產(chǎn)生O3，加重空氣污染，反應(yīng)過程為①2NO2→2NO＋2O，②2NO＋O2→2NO2，③O＋O2→O3。下列對該反應(yīng)過程及生成物的敘述正確的是(

)A.NO2起催化劑作用B.NO是反應(yīng)產(chǎn)物之一C.①②③反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)D.O3與O2都不會造成空氣污染A解析：反應(yīng)過程①＋②得O2→2O，③O＋O2→O3，NO2起催化劑作用，NO不是反應(yīng)產(chǎn)物而是中間產(chǎn)物，A項正確、B項錯誤；①②③中③反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，C項錯誤；O3會污染空氣，D項錯誤。項目活動3權(quán)衡利弊，作出決策[探究活動]汽車限行應(yīng)經(jīng)過充分的論證分析后，分清主次，權(quán)衡利弊，作出決策。1.你認(rèn)為重污染天氣實行“汽車限行”的措施有利的方面有哪些？提示：①緩解交通壓力；②減少二氧化碳的排放量；③減輕空氣污染等。2.重污染天氣實行“汽車限行”的弊端有哪些？提示：①使人們出行不便；②導(dǎo)致汽車保有量增加；③公共交通壓力增大等。3.綜合上述，你作出什么決策？提示：“汽車限行”措施能夠減輕空氣污染，減少二氧化碳的排放量，有利于社會的可持續(xù)發(fā)展，有利于未來人類的生存和發(fā)展。出行不便是個人問題。汽車保有量是局部問題，可以逐漸達到新形態(tài)的平衡，增加公共交通壓力，恰恰可以促進政府不斷改善公共設(shè)施。因此，應(yīng)該支持為應(yīng)對重污染天氣而采取的“汽車限行”的措施。[素養(yǎng)訓(xùn)練]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(guān)敘述不正確的是(

)A.CO氧化為CO2所需的氧來源于NOxB.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(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變D.使用該凈化器能減少酸雨的發(fā)生B解析：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(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變；氮氧化物會造成酸雨，因此使用該凈化器能減少酸雨的發(fā)生。2.三效催化劑是最為常見的汽車尾氣催化劑，在催化劑表面物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(

)A.在轉(zhuǎn)化過程中，氮元素均被還原B.依據(jù)圖示判斷催化劑不參與儲存和還原過程C.還原過程中生成0.1molN2，轉(zhuǎn)移電子0.5molD.三效催化劑能有效實現(xiàn)CO、NOx及CxHy的凈化D解析：在儲存過程中，氮元素被氧化生成硝酸鋇，所以A項錯誤；BaO做催化劑，參與反應(yīng)過程，所以B項錯誤；由硝酸鋇生成氮氣，N元素由＋5價變?yōu)?價，因此生成0.1molN2轉(zhuǎn)移1mol電子，所以C項錯誤；由題圖可知，三效催化劑能有效實現(xiàn)CO、NOx和CxHy三種成分的凈化，所以D項正確。3.機動車尾氣凈化器可以有效緩解汽車尾氣污染，它的特色之一是使一氧化碳與一氧化氮在催化劑的作用下反應(yīng)生成二氧化碳和