高中化學《關注空氣質量》的教學設計
高中化學《關注空氣質量》的教學設計
教學目標：
（1） 知識與技能目標：
a 知道空氣污染指數（API）、光化學煙霧的概念。
b 了解影響空氣質量的因素、室內空氣污染的來源。
（2） 情感、態度與價值觀目標：
認識化學在保護環境方面的作用，養成良好的生活習慣，給自己營造一個空氣清新、溫馨、舒適的居住環境。
教學重點：
（1） 二氧化碳、二氧化氮和可吸入顆粒物的含量對大氣質量的影響。
（2） 酸雨形成過程中所涉及反應的化學方程式。
教學難點：
（1） 減少二氧化碳污染所采取的措施。
（2） 減少室內空氣污染應采取的有效措施。
教學過程：
【引入】 從1997年5月起，我國有十幾座城市先后開始發布城市空氣質量周報，為大眾提
供空氣質量信息。濟南市也在其中，在此基礎上，很多城市又發布了空氣質量日報。表1-1-1
是某城市某日空氣質量報告，你了解各項內容的含義嗎？
【閱讀】 表1-1-1 某城市某日空氣質量報告
污染指數 首要
污染物 空氣
質量級別 空氣
質量優化
SO2 NO2 PM10
23 35 56 PM10 2 良
【板書】 一 從空氣質量報告談起
1 解讀空氣質量報告
【講解】要了解該表中各項內容的含義，我們首先從什么時空氣污染指數（Air Pollution
Index，簡稱API）開始。目前，空氣質量報告中涉及的污染物主要是二氧化硫、二氧化碳
和可吸入顆粒物（PM10）。污染指數是將某種污染物濃度進行簡化處理而得出的 簡單數值形
式。每天分別測定各種污染物的濃度，計算出它們的污染指數，其中污染指數最大的污染物
就是當日的首要污染物，并將其污染指數作為當日的空氣污染指數（Air Pollution Index，
簡稱API）。API作為衡量空氣質量好壞的指標，其數值越小，空氣質量越好。API在空氣污
染指數分級標準中所對應的級別就是當日的空氣質量級別。下面請同學們閱讀表1－1－2，
了解下我國空氣污染指數分級標準，及各個級別對人群健康的影響。
【講解】 空氣質量受多種復雜因素的影響，其中主要因素有兩個：一個是污染物的排放量，
另一個是氣象條件。
【聯想質疑】
1 空氣質量報告為什么特別關注空氣中二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物的含量？
2 你知道什么是光化學煙霧嗎？它時怎樣形成的？
3 通過必修模塊的學習，你已經熟悉酸雨的成因和危害了。那么你知道工業上時如何防止酸雨形成的嗎？
【板書】 2 污染物的來源與治理
1）氮氧化物與光化學煙霧
【板書】 ①氮氧化物
【講解】引起大氣污染的氮氧化物主要是一氧化碳和二氧化碳；用NOx表示。
化石染料的燃燒，汽車尾氣。
N2與O2的反應機理：
O2＝O + O O+ N2 → NO + N
N+ O2 → NO + O 2NO + O2 → 2NO2
【板書】 ②光化學煙霧（photochemical smog）
【講解】 臭氧（O3）和過氧乙酰硝酸脂（PAN）等有毒物質混合在一起形成的一種淺藍色煙
霧，稱為光化學煙霧。
危害：刺激人的呼吸系統而引發病變；刺激人的眼睛，引發皮膚癌等。
治理措施：對汽車尾氣進行凈化處理，加強以氫氣為動力的染料電池汽車的研制。
【追根尋源】閱讀光化學煙霧形成過程示意圖及文字。
【板書】（2）二氧化硫與酸雨
【講解】 大氣中的二氧化硫及其被氧化所生成的三氧化硫，以及氮氧化物溶解于降水中，
分別生成亞硫酸、硫酸和硝酸等，這是造成降水PH降低的主要原因。因此可以看出，二氧
化硫是形成酸雨的主要物質之一。治理燃煤產生的二氧化硫成為減少大氣中的二氧化硫含量
的重要途徑。煙道氣體脫硫是一種大規模脫硫方式，采用的大斗是石灰石－石膏法，圖1－
1－4是脫硫過程使用的吸收塔的示意圖。煤煙中的二氧化硫在吸收塔內與洗液中的碳酸鈣
反應成亞硫酸鈣，然后又被煙氣中的氧氣氧化成硫酸鈣。硫酸鈣可以做成生產石膏板材的原
料等。
【板書】（3）可吸入顆粒物（PM10）與呼吸系統疾病
【講解】 漂浮在大氣中的固態和液態顆粒物總稱為總懸浮顆粒物（TSP）。總懸浮顆粒物中，
粒徑在10ｕｍ以下的顆粒物可以進入人的呼吸系統，稱為可吸入顆粒物或者飄塵。
危害：可吸入顆粒物（PM10）及其吸附的其他有毒物質，被吸入體內會聚積在呼吸系統中，引發多種疾病。2003年春季發生的嚴重呼吸系統窘迫綜合癥（SARS）的一種重要傳播體——患者的飛沫，就是帶又SARS病毒的可吸入顆粒物。可吸入顆粒物在大氣中可持續很長的時間，含量高時會導致大氣能見度降低。
措施：減少大氣中的可吸入顆粒物要從它的源頭——工業煙塵和灰塵著手。消除工業煙塵可采取的措施包括改造鍋爐、提高染料效率和安裝有效的除塵設備等。為減少因風揚起的灰塵，應盡量保持路面清潔，減少裸露地面的面積；拆房作業時必須先用水噴淋，并在施工現場采取紗網防塵、隨時沖洗進出車輛的輪胎、及時清除建筑垃圾等措施。另外，職務可以過濾多種大氣污染物，使大氣得以凈化，因此造林綠化時防止大氣污染的有效措施。
【過渡】 人的一生大部分時間時在室內度過的，室內空氣質量與人體健康的關系甚為密
切。
【板書】 二 室內空氣污染的來源及危害
【交流研討】 閱讀課本，并結合自己生活知識完成第六頁表格。
【活動】老師與同學共同討論完成表格。（略）
【講解】 下面具體介紹幾種對室內空氣質量造成嚴重污染的幾個方面。
【板書】 1 廚房——室內空氣污染嚴重的空間
【講解】 廚房是室內空氣污染嚴重的空間，其污染主要來自兩個方面：一是煤、
煤氣、液化氣等燃燒產生的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氫氧化物等造成的污染；二
是烹飪菜肴時產生的油煙造成的污染。
危害：廚房油煙與燒菜時油的溫度有直接關系：當油溫高于200C時，會產生具有強烈辛辣味的丙烯醛，它對鼻、眼、咽喉黏膜有較強的刺激作用，可引起鼻炎、咽喉炎、氣管炎等呼吸系統疾病；當油溫度更高時，除了產生丙烯醛外，還會產生其他一些有毒、有害物質入苯并（a）芘等。
【板書】 2 裝飾材料——居室空氣污染的源頭
【講解】 裝飾材料揮發出的苯，甲醛等有害物質可能對室內空氣造成污染。居室里
的苯（benzene）主要來自建筑裝飾中使用的涂料、填料、膠黏劑、防水材料等。 涂料和膠
黏劑時居室內甲醛（methanal）的主要來源。
危害：苯對人的皮膚、眼睛和上呼吸道油刺激作用。苯的吸入量達到一定程度時可能導致再生障礙性貧血，甚至可能 引發癌癥。甲醛可導致人體嗅覺功能異常、肝臟功能異常和免疫功能異常等。甲醛已經被世界衛生組織確定為可以致癌和致畸物質。
【知識支持】 甲醛也叫蟻醛，化學式為CH2O，式無色有刺激性氣味的氣體。甲醛化學性質
活潑，可以發生加成反應、氧化反應等。
【板書】甲醛性質
a 加成反應
催化劑
HCHO + H2 CH3OH
加熱
b 氧化反應
催化劑
2HCHO + O2 2HCOOH
加熱
加熱
HCHO + 2Cu (OH)2 HCOOH + Cu2O↓ + 2H2O
【學生活動】 閱讀知識支持
【板書】 3 吸煙——不可小看的污染
【講解】 吸煙也是嚴重污染室內空氣的因素。煙草燃燒釋放的煙霧含有煙堿、一氧化碳、醛類、苯并（a）芘等多種有害物質。
【動手空間】 煙草煙霧中有害化學成分的檢驗
① 按課本組裝使用裝置，點燃香煙，用大號的醫用注射器從裝置尾部抽氣，使煙霧
依次通過各試管。
② 檢驗是否含有醛類：取下裝有蒸餾水的A試管，從中取出5mL溶液加入另一試管，加入新制Cu（OH）2懸濁液2mL，用酒精燈加熱后，觀察發生的現象。
③ 檢驗是否含有一氧化碳：觀察B試管中新鮮動物血的顏色的變化。
④ 檢驗是否含有煙堿：取下裝有酒精溶液的C試管，直接滴入幾滴HgCl2，觀察是否有沉淀生成。
【注意事項】 ① 凝固了的血液不易與一氧化碳發生作用，因此動物血液要用新鮮得，且要
加入抗凝血劑（如檸檬酸鈉溶液）。
②HgCl2有劇毒，使用時務必十分小心。
【實驗現象】
a 在步驟②中，現象時加熱后的試管產生了紅色沉淀，結論是香煙燃燒產生的
煙霧中含醛類。
b 在步驟③中，現象時新鮮的動物血液的鹽酸由深紅變為鮮紅色，結論是香煙
燃燒產生的煙霧中含有一氧化碳。
c 在步驟④中，現象時試管內產生了白色沉淀，結論是香煙燃燒產生的煙霧中
含有煙堿。
【講解】煙堿（nicotine）又稱尼古丁，時存在于煙草中的一種生物堿。
危害：煙堿是使人吸煙成癮的物質。少量眼鏡能引起中樞神經興奮，大量煙堿則能抑制中樞神經系統，甚至使心臟麻痹而導致死亡。煙堿會減弱人體的免疫功能。
煙霧中的一氧化碳極易與人體血液中的血紅素結合，從而減少血液的載氧量，增加心臟負荷。
【思考】了解了關于室內空氣污染的相關知識，我們該如何注意保持室內的清潔衛生，為自己和家人營造一個空氣清新的居住環境呢？
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