第一节由多种物质组成的空气

第一节由多种物质组成的空气第二课时[阅读材料、观看影像资料](氧气)氮气和稀有气体的用途。[拓展视野]1、自然界中的氮循环在自然界中，氮元素的循环几乎涉及到生物圈的全部领域(见图1—3)。氮被固定后经植物吸收储存在植物体内，动物以植物为食而获得氮并转化为动物蛋白质。动植物死亡后的遗骸中的蛋白质被微生物分解成NH4+、NO3—和NH3，又回到土壤和水体中，被植物再次吸收利用。氮的固定氮是植物生长所需的重要营养物质之一。植物一般不能直接吸收空气中的N2，而只能依靠一些含氮化合物来满足其生长的需要。这些含氮化合物主要有(NH4)2S04，NH4NO3，NH4HCO3、(NH2)2CO等。氮的固定主要有人工固氮(或称工业固氮)和自然固氮两种方式。自然固氮的途径主要有两种，一种是通过闪电完成的，约占自然固氮的10％；另一种是生物固氮，约占自然固氮的90％。所谓生物固氮是指某些微生物把空气中的游离氮固定转化为氮化合物的过程。根瘤菌是一种固氮微生物，它含有固氮酶。固氮酶包括两种蛋白质，一种蛋白质含铁，被称为铁蛋白；另一种蛋白质含有铁和钼，叫做钼铁蛋白，这两种蛋白同时存在时，就能行使固氮酶的作用。2、灯管中的稀有气体每当夜幕降临时、五颜六色的霓虹灯就把城市装扮得格外美丽。霓虹灯是英国化学家拉姆塞(S．w．Ramsay，1852—1916)在一次实验中偶然发现的。1898年的一个夜晚，拉姆塞和他的助手正在做一种稀有气体(Ne)是否导电的实验。当把这种稀有气体注射在真空玻璃管里，并连接在高压电源上后，一个意外的现象发生了：注入真空管的稀有气体不但开始导电，而且还发出了极其美丽的红光。灯光的颜色跟灯管内填充气体种类和气压有关，跟玻璃管的颜色也有关(见表1—2)。表l一2稀有气体发光的颜色气体玻璃管的颜色灯色Ne无大红Ne淡红深红Kr淡红金黄Ar80％Ne20％(体积分数)淡蓝蓝Ar80％Ne20％(体积分数)淡黄绿Ar50％Ne50％(体积分数)无紫[交流讨论]稀有气体最早叫做“惰性气体”，讨论一下其名称发生变化的原因？（1962年前，人们认为这些稀有气体根本不可能与其他物质反应，称之为“惰性气体”。1962年后相继制得化合物XePtF6、XeF2、KrF4等，才认识它们的“惰性”只是相对而言。由于这些气体在自然界贮量极少，1991年全国自然科学名词审定委员会公布的“化学名词”规定称之为“稀有气体）[资料1]稀有气体化合物的发现由于稀有气体原子的稳定结构，在1894年英国物理学家雷利(L．Rayleigh，1842—1919)发现第一种稀有气体Ar之后的近70年时间里，人们一直认为，稀有气体不会发生化学反应，更不可能制得其化合物。1962年，英国青年化学家巴特里特(N．Bartelette)受PtF6氧化O2生成盐02PtF6的启发，联想到PtF6的强氧化性是否也能从稀有气体原子中夺走电子呢?于是他大胆地将PtF6的蒸气与等量的Xe混合，二者明显地发生反应生成了一种黄色的固体，这就是人类获得的第一种稀有气体化合物——氟铂酸氙(XePtF6)。随后化学家们用类似的方法陆续制得了XePuF6、XeRuF6和XeRhF6。仅两个月后，美国科学家克劳森(H．H．Claasen)、塞利格(H．Seling)和马姆(J．G．Malta)在400℃下用过量的F2与Xe反应1小时，再将容器冷却到一78℃，得到了XeF4。后来科学家们又陆续制得了XeF2、Xe03、Xe04、Xe02F2、XeF2·SbF5、XeF3·SbFll等多种稀有气体化合物。看来，稀有气体化合物的种类还远远不止这些，“惰性气体”并不惰性。[课堂练习]课本第31页第1、2题[交流讨论]空气是宝贵的资源。[明确认识]动、植物的生存，人类的生产和生活需要洁净的空气。[教师讲解]各种生命体都在与外界环境不停地进行着气体交换，以维持其新陈代谢活动。在正常情况下，空气是洁净的，即使有一些自然活动如火山爆发，自然界也会在较短的时间内通过本身的循环而除去这些活动造成的污染。然而由于人类的活动，特别是现代工业的迅猛发展，一方面给人们的生产、生活带来了很大福祉，另一方面向空气中排放的污染物越来越多，种类也越来越复杂，大大超过自然界本身的净化能力，从而导致空气成分的变化，也对人类赖以生存的环境造成了很大破坏。自20世纪60年代以来，这一问题已越来越受到人们的重视。了解、认识这些污染物的种类和来源，是减少人为排放、消灭污染的先决条件。学生明确空气污染(大气污染)的含义：当大气中某些有毒、有害物质的含量超过正常值或大气的自净能力时，就会产生大气污染。从世界范围看，受到人们注意的大气污染物大约有百余种。其中影响范围广，对人类威胁较大的的主要是颗粒物、S02、NxOy、CO、CxHy等。这些污染物主要来源于燃煤，如工厂排放的烟气；机动车、轮船、飞机排放的尾气和粉尘；土地荒漠化引起的沙尘暴。生活环境中的空气污染，还有由做饭、取暖、吸烟等排放出的有害气体和悬浮颗粒；由室内装修材料、塑料制品等释放出来的有害气体，如S02、CO、C02、尼古丁、苯并芘、亚硝胺、酚、甲醛等。[资料2]常见的空气污染物名称成分危害来源硫的氧化物(SOx)S02和SO3腐蚀物品、损害植物、形成酸雨诱发肺气肿和支气管炎，致癌燃烧含硫的煤和石油等燃料氮的氧化物(NOx)NO和N02使农作物减产、造成人体呼吸道疾病矿物燃料的燃烧、化工厂及金属冶炼厂所排放的废气、汽车尾气煤气CO阻碍人体血红蛋白向体内供氧燃料不完全燃烧、汽车尾气光化学烟雾参与光化学反应的物质、中间产物和最终产物及烟尘等多种物质的浅蓝色的混合体比原物质污染性更强，对人体器官明显刺激、使植物坏死，使橡胶、塑料老化，降低织物强度光化学反应，即氮氧化物和碳氢化合物在太阳光的作用下，反应生成臭氧、醛类、PAN、PBN和多种自由基颗粒污染物烟尘、粉尘、气溶胶、雾降低能见度、遮挡阳光，影响气候，引起呼吸道疾病、致癌，引发光化学反应形成二次污染燃料不完全燃烧的产物、采矿、冶金、建材、化工等多种工业放射性物质铀、钍等致癌燃煤铅四乙基铅引起记忆减退、血压升高、心血管系统疾病，影响儿童智商发育含铅汽油[讨论课题]1、空气污染的危害2、引起空气污染的因素3、如何防治空气污染（怎样保持居室内空气的洁净?怎样使公共场所的空气保持新鲜?为什么要提倡在公共场所禁止吸烟?在田地里焚烧秸秆有什么不好?为什么要扩大园林面积和城市绿地?为什么要提倡用煤气和石油液化气代替民用煤炭?）[拓展视野]空气质量各种媒体每天都要向我们预告天气的风霜雨雪和冷暖，如今，一种新的预报——空气质量预报，开始成为一些媒体的日常工作。1．空气质量标准：为了控制空气中各有害物质的含量，创造一个好的生存环境，需要制定相应的环境标准对空气污染进行监控。所谓环境标准，是指人类和生物维持生存所必须的环境条件。一般是制定各种有害物质在环境中的最高允许浓度。2．空气污染指数我国的空气质量采用了空气污染指数进行评价。为了便于公众了解城市空气质量状况，促进公众对环境保护的参与，推进大气污染防治工作的进展，中国环境检测总站以总悬浮颗粒物、氮氧化物和二氧化硫三种污染物为基准，制定了相应于这些污染物的空气污染指数的计算方法。空气污染指数的值越大，表示空气污染越严重。空气污染指数是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康和生态环境的影响，来确定污染指数的分级及相应的污染物浓度值。我国目前采用的空气污染指数(API)分为五个等级：表l一6空气污染指数一览表空气污染指数API空气质量级别空气质量状况对健康的影响0～50I优可正常活动51～100Ⅱ良101——150Ⅲ1轻微污染长期接触后，易感人群会出现症状151200Ⅲ2轻度污染长期接触后，健康人群会出现症状201～250Ⅳl中度污染一定时间接触后，健康人群会出现症状251300Ⅳ2中度重污染一定时间接触后，心脏病和肺病患者症状会显著加剧300V重污染一般人群应避免户外活动[讨论课题]1、监测、公布空气质量的意义2、若干城市空气质量的比较，空气污染防治的措施和建议。[练习与实践]用氦气代替氮气与氧气混合，可得到人造空气。人造空气用于代替空气供深海潜水员呼吸。空气供潜水员呼吸时，在压强较大的深海里，会有较多的氮气溶解在潜水员的血液里，当潜水员从深海慢慢上浮时，血液里的氮气将成为气泡释放出来，大量气泡阻塞微血管，引起病变。用人造空气可以避免这种问题。人造空气可以用氦气代替氮气的原因是什么？[作业]课本第31～32页第5、7题