高中化学《关注空气质量》的教学设计
高中化学《关注空气质量》的教学设计
教学目标：
（1） 知识与技能目标：
a 知道空气污染指数（API）、光化学烟雾的概念。
b 了解影响空气质量的因素、室内空气污染的来源。
（2） 情感、态度与价值观目标：
认识化学在保护环境方面的作用，养成良好的生活习惯，给自己营造一个空气清新、温馨、舒适的居住环境。
教学重点：
（1） 二氧化碳、二氧化氮和可吸入颗粒物的含量对大气质量的影响。
（2） 酸雨形成过程中所涉及反应的化学方程式。
教学难点：
（1） 减少二氧化碳污染所采取的措施。
（2） 减少室内空气污染应采取的有效措施。
教学过程：
【引入】 从1997年5月起，我国有十几座城市先后开始发布城市空气质量周报，为大众提
供空气质量信息。济南市也在其中，在此基础上，很多城市又发布了空气质量日报。表1-1-1
是某城市某日空气质量报告，你了解各项内容的含义吗？
【阅读】 表1-1-1 某城市某日空气质量报告
污染指数 首要
污染物 空气
质量级别 空气
质量优化
SO2 NO2 PM10
23 35 56 PM10 2 良
【板书】 一 从空气质量报告谈起
1 解读空气质量报告
【讲解】要了解该表中各项内容的含义，我们首先从什么时空气污染指数（Air Pollution
Index，简称API）开始。目前，空气质量报告中涉及的污染物主要是二氧化硫、二氧化碳
和可吸入颗粒物（PM10）。污染指数是将某种污染物浓度进行简化处理而得出的 简单数值形
式。每天分别测定各种污染物的浓度，计算出它们的污染指数，其中污染指数最大的污染物
就是当日的首要污染物，并将其污染指数作为当日的空气污染指数（Air Pollution Index，
简称API）。API作为衡量空气质量好坏的指标，其数值越小，空气质量越好。API在空气污
染指数分级标准中所对应的级别就是当日的空气质量级别。下面请同学们阅读表1－1－2，
了解下我国空气污染指数分级标准，及各个级别对人群健康的影响。
【讲解】 空气质量受多种复杂因素的影响，其中主要因素有两个：一个是污染物的排放量，
另一个是气象条件。
【联想质疑】
1 空气质量报告为什么特别关注空气中二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物的含量？
2 你知道什么是光化学烟雾吗？它时怎样形成的？
3 通过必修模块的学习，你已经熟悉酸雨的成因和危害了。那么你知道工业上时如何防止酸雨形成的吗？
【板书】 2 污染物的来源与治理
1）氮氧化物与光化学烟雾
【板书】 ①氮氧化物
【讲解】引起大气污染的氮氧化物主要是一氧化碳和二氧化碳；用NOx表示。
化石染料的燃烧，汽车尾气。
N2与O2的反应机理：
O2＝O + O O+ N2 → NO + N
N+ O2 → NO + O 2NO + O2 → 2NO2
【板书】 ②光化学烟雾（photochemical smog）
【讲解】 臭氧（O3）和过氧乙酰硝酸脂（PAN）等有毒物质混合在一起形成的一种浅蓝色烟
雾，称为光化学烟雾。
危害：刺激人的呼吸系统而引发病变；刺激人的眼睛，引发皮肤癌等。
治理措施：对汽车尾气进行净化处理，加强以氢气为动力的染料电池汽车的研制。
【追根寻源】阅读光化学烟雾形成过程示意图及文字。
【板书】（2）二氧化硫与酸雨
【讲解】 大气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，
分别生成亚硫酸、硫酸和硝酸等，这是造成降水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质之一。治理燃煤产生的二氧化硫成为减少大气中的二氧化硫含量
的重要途径。烟道气体脱硫是一种大规模脱硫方式，采用的大斗是石灰石－石膏法，图1－
1－4是脱硫过程使用的吸收塔的示意图。煤烟中的二氧化硫在吸收塔内与洗液中的碳酸钙
反应成亚硫酸钙，然后又被烟气中的氧气氧化成硫酸钙。硫酸钙可以做成生产石膏板材的原
料等。
【板书】（3）可吸入颗粒物（PM10）与呼吸系统疾病
【讲解】 漂浮在大气中的固态和液态颗粒物总称为总悬浮颗粒物（TSP）。总悬浮颗粒物中，
粒径在10ｕｍ以下的颗粒物可以进入人的呼吸系统，称为可吸入颗粒物或者飘尘。
危害：可吸入颗粒物（PM10）及其吸附的其他有毒物质，被吸入体内会聚积在呼吸系统中，引发多种疾病。2003年春季发生的严重呼吸系统窘迫综合症（SARS）的一种重要传播体——患者的飞沫，就是带又SARS病毒的可吸入颗粒物。可吸入颗粒物在大气中可持续很长的时间，含量高时会导致大气能见度降低。
措施：减少大气中的可吸入颗粒物要从它的源头——工业烟尘和灰尘着手。消除工业烟尘可采取的措施包括改造锅炉、提高染料效率和安装有效的除尘设备等。为减少因风扬起的灰尘，应尽量保持路面清洁，减少裸露地面的面积；拆房作业时必须先用水喷淋，并在施工现场采取纱网防尘、随时冲洗进出车辆的轮胎、及时清除建筑垃圾等措施。另外，职务可以过滤多种大气污染物，使大气得以净化，因此造林绿化时防止大气污染的有效措施。
【过渡】 人的一生大部分时间时在室内度过的，室内空气质量与人体健康的关系甚为密
切。
【板书】 二 室内空气污染的来源及危害
【交流研讨】 阅读课本，并结合自己生活知识完成第六页表格。
【活动】老师与同学共同讨论完成表格。（略）
【讲解】 下面具体介绍几种对室内空气质量造成严重污染的几个方面。
【板书】 1 厨房——室内空气污染严重的空间
【讲解】 厨房是室内空气污染严重的空间，其污染主要来自两个方面：一是煤、
煤气、液化气等燃烧产生的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氢氧化物等造成的污染；二
是烹饪菜肴时产生的油烟造成的污染。
危害：厨房油烟与烧菜时油的温度有直接关系：当油温高于200C时，会产生具有强烈辛辣味的丙烯醛，它对鼻、眼、咽喉黏膜有较强的刺激作用，可引起鼻炎、咽喉炎、气管炎等呼吸系统疾病；当油温度更高时，除了产生丙烯醛外，还会产生其他一些有毒、有害物质入苯并（a）芘等。
【板书】 2 装饰材料——居室空气污染的源头
【讲解】 装饰材料挥发出的苯，甲醛等有害物质可能对室内空气造成污染。居室里
的苯（benzene）主要来自建筑装饰中使用的涂料、填料、胶黏剂、防水材料等。 涂料和胶
黏剂时居室内甲醛（methanal）的主要来源。
危害：苯对人的皮肤、眼睛和上呼吸道油刺激作用。苯的吸入量达到一定程度时可能导致再生障碍性贫血，甚至可能 引发癌症。甲醛可导致人体嗅觉功能异常、肝脏功能异常和免疫功能异常等。甲醛已经被世界卫生组织确定为可以致癌和致畸物质。
【知识支持】 甲醛也叫蚁醛，化学式为CH2O，式无色有刺激性气味的气体。甲醛化学性质
活泼，可以发生加成反应、氧化反应等。
【板书】甲醛性质
a 加成反应
催化剂
HCHO + H2 CH3OH
加热
b 氧化反应
催化剂
2HCHO + O2 2HCOOH
加热
加热
HCHO + 2Cu (OH)2 HCOOH + Cu2O↓ + 2H2O
【学生活动】 阅读知识支持
【板书】 3 吸烟——不可小看的污染
【讲解】 吸烟也是严重污染室内空气的因素。烟草燃烧释放的烟雾含有烟碱、一氧化碳、醛类、苯并（a）芘等多种有害物质。
【动手空间】 烟草烟雾中有害化学成分的检验
① 按课本组装使用装置，点燃香烟，用大号的医用注射器从装置尾部抽气，使烟雾
依次通过各试管。
② 检验是否含有醛类：取下装有蒸馏水的A试管，从中取出5mL溶液加入另一试管，加入新制Cu（OH）2悬浊液2mL，用酒精灯加热后，观察发生的现象。
③ 检验是否含有一氧化碳：观察B试管中新鲜动物血的颜色的变化。
④ 检验是否含有烟碱：取下装有酒精溶液的C试管，直接滴入几滴HgCl2，观察是否有沉淀生成。
【注意事项】 ① 凝固了的血液不易与一氧化碳发生作用，因此动物血液要用新鲜得，且要
加入抗凝血剂（如柠檬酸钠溶液）。
②HgCl2有剧毒，使用时务必十分小心。
【实验现象】
a 在步骤②中，现象时加热后的试管产生了红色沉淀，结论是香烟燃烧产生的
烟雾中含醛类。
b 在步骤③中，现象时新鲜的动物血液的盐酸由深红变为鲜红色，结论是香烟
燃烧产生的烟雾中含有一氧化碳。
c 在步骤④中，现象时试管内产生了白色沉淀，结论是香烟燃烧产生的烟雾中
含有烟碱。
【讲解】烟碱（nicotine）又称尼古丁，时存在于烟草中的一种生物碱。
危害：烟碱是使人吸烟成瘾的物质。少量眼镜能引起中枢神经兴奋，大量烟碱则能抑制中枢神经系统，甚至使心脏麻痹而导致死亡。烟碱会减弱人体的免疫功能。
烟雾中的一氧化碳极易与人体血液中的血红素结合，从而减少血液的载氧量，增加心脏负荷。
【思考】了解了关于室内空气污染的相关知识，我们该如何注意保持室内的清洁卫生，为自己和家人营造一个空气清新的居住环境呢？
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