江苏工业学院教案 第4次课2学时授课时间_200637教案完成时间2006319 课题(章节)四、光化学烟雾五、硫氧化合物的转化及硫酸烟雾污染 教学目的与要求 (1)了解光化学烟雾概念,类型及其危害 (2)掌握光化学烟雾形成机制 (3)掌握硫氧化合物的转化及硫酸烟雾型污染 「教学重点、难点 重点:光化学烟雾概念;硫氧化合物的转化; 难点:光化学烟雾形成机制。 教学方法及师生互动设计 教学方法:讲授法; 师生互动设计:提问:何谓光化学反应? 讨论:参加光化学反应的污染物质有哪些? 课堂练习、作业: (1)大气中重要污染物质的光化学反应日变曲线 (2)光化学烟雾有哪些危害?应如何防治? 本次课教学内容小结 在光化学烟雾概念学习的基础上,简化一套光化学烟雾形成机制,这有利于同学 们的学习,但是不能死记硬背,应在理解的基础上加以掌握,比如,光化学烟雾形成的 前提条件是什么,NOx的日变曲线,碳氢化合物的日变曲线,这些都要加以掌握
江苏工业学院教案 第 4 次课 2 学时 授课时间 2006.3.7 教案完成时间 2006.3.19 课题（章节） 四、光化学烟雾 五、硫氧化合物的转化及硫酸烟雾污染 教学目的与要求： (1) 了解光化学烟雾概念，类型及其危害； (2) 掌握光化学烟雾形成机制； (3) 掌握硫氧化合物的转化及硫酸烟雾型污染。 教学重点、难点： 重点：光化学烟雾概念；硫氧化合物的转化； 难点：光化学烟雾形成机制。 教学方法及师生互动设计： 教学方法：讲授法； 师生互动设计：提问：何谓光化学反应？ 讨论：参加光化学反应的污染物质有哪些？ 课堂练习、作业： (1) 大气中重要污染物质的光化学反应日变曲线； (2) 光化学烟雾有哪些危害？应如何防治？ 本次课教学内容小结： 在光化学烟雾概念学习的基础上，简化一套光化学烟雾形成机制，这有利于同学 们的学习，但是不能死记硬背，应在理解的基础上加以掌握，比如，光化学烟雾形成的 前提条件是什么，NOx 的日变曲线，碳氢化合物的日变曲线，这些都要加以掌握。 第 14 页
江苏工业学院教案 备注 教学内容(讲稿) (包括:教学 段、时间分配 临时更改等) (2)化学烟雾类型 还原型:主要污染物是烟煤的各类工矿企业,初生污染物是SO2CO和粉 尘等,次生污染物是硫酸和硫酸盐气溶胶。 氧化型:是形成过程中光化学反应起了主导作用,又称光化学烟雾,主要 污染物是燃油汽车,锅炉和石油化工企业排气 (3)光化学烟雾的危害 对眼和呼吸道有强刺激作用。03等氧化剂有强氧化破坏作用,严重时可导 致死亡 (4)光化学反应的形成 格罗塞斯定律:只有体内分子吸收的光,才能有效的引起体系内的 光化学反应。也就是说,引起反应的光一定是被体系内分子所吸收的那部分 而不是反射和散射的那部分。 光化当量定律:能有效的产生光化学反应并造成分子(原子) 活化的光量子仅是那些能量超过活化能的光量子,因而在初级反应中物 体吸收的具有活化能的光量子数应等于被活化的分子数(或原子数)。 个光量子是hu。形成步骤: 当分子吸收光子以后变为激发态分子: a+ hu 激发态也可以通过以下几个过程退激:(1)A*B1+B2.(光分解) (2)A*+B→C1+C2+(与B发生反应) (3)A*→A+hu(产生荧光或磷光) (4)A*+M→→A+M(与惰性分子发生能量碰撞) 第15页
江苏工业学院教案 教 学 内 容 （讲稿） 备注 （包括：教学手 段、时间分配、 临时更改等） （2）化学烟雾类型 还原型：主要污染物是烟煤的各类工矿企业，初生污染物是 SO2 CO 和粉 尘等，次生污染物是硫酸和硫酸盐气溶胶。 氧化型：是形成过程中光化学反应起了主导作用，又称光化学烟雾，主要 污染物是燃油汽车，锅炉和石油化工企业排气。 （3）光化学烟雾的危害 对眼和呼吸道有强刺激作用。03 等氧化剂有强氧化破坏作用，严重时可导 致死亡 （4）光化学反应的形成 格罗塞斯定律： 只有体内分子吸收的光，才能有效的引起体系内的 光化学反应。也就是说，引起反应的光一定是被体系内分子所吸收的那部分， 而不是反射和散射的那部分。 ② 光化当量定律：能有效的产生光化学反应并造成分子（原子） 活化的光量子仅是那些能量超过活化能的光量子，因而在初级反应中物 体吸收的具有活化能的光量子数应等于被活化的分子数（或原子数）。 一个光量子是 hu。形成步骤： 当分子吸收光子以后变为激发态分子： A + hu A* 激发态也可以通过以下几个过程退激：（1） A* B1+B2… （光分解） （2） A* +B C1+C2+… （与 B 发生反应） （3） A* A + hu （产生荧光或磷光） （4） A* + M A +M （与惰性分子发生能量碰撞） 第 15 页
江苏工业学院教案 备注 教学内容(讲稿) (包括:教学 段、时间分配 3光化学烟雾形成的条件 有引起光化学反应的紫外线:(提供光能) 有烃类特别是烯烃的存在:(提供反应物) 有NO2参加(提供自由基 (5)光化学烟雾的日变化曲线 出示大图:光化学烟雾日变化曲线 时间 烟雾各形 亦通繁忙时刻 (6)光化学烟雾形成的简化机制 第16页
江苏工业学院教案 教 学 内 容 （讲稿） 备注 （包括：教学手 段、时间分配、 临时更改等） ③ 光化学烟雾形成的条件： 有引起光化学反应的紫外线；（提供光能） 有烃类特别是烯烃的存在；（提供反应物） 有 NO2 参加 （提供自由基） （5） 光化学烟雾的日变化曲线 出示大图：光化学烟雾日变化曲线 （6） 光化学烟雾形成的简化机制 第 16 页
江苏工业学院教案 备注 教学内容(讲稿) (包括:教学 段、时间分配 临时更改等) 通过对光化学烟雾形成的模拟实验,已证明在碳氢化合物和氮氧化合物的相互作用有 如下过程: ■污染空气中NO2的光解是形成光化学烟雾的起始反应 NO,+hu No+O b 0+0,+M O3+M C NO+O ■碳氢化合物、HO、O等自由基和O3氧化,导致醛、酮、醇、酸等产物以及 重要中间产物生成(RO.、HO2.、RCO等自由基生成。 RH+HO.一R.+H2O RO b RCHo +OH RC(O)O2 +HO C RCHO +hu ro,. +HO,. + co 过氧自由基引起NO向NO2转化,并有O3和PAN生成 aHO2.+NO一→NO2+OH b Ro no →NO2+RCHO+HO2 C RC(OO NO +RO,. +Co D OH. + NO HNO E RC(OO2. +NO2 RC(OO2NO2 F RC(O)O2NO RC(O)O2. +NO 第17页
江苏工业学院教案 教 学 内 容 （讲稿） 备注 （包括：教学手 段、时间分配、 临时更改等） 通过对光化学烟雾形成的模拟实验，已证明在碳氢化合物和氮氧化合物的相互作用有 如下过程： 污染空气中 NO2 的光解是形成光化学烟雾的起始反应 a NO2 + hu NO + O b O +O2 +M O3 +M c NO +O3 NO2 +O2 碳氢化合物、HO、O 等自由基和 O3 氧化，导致醛、酮、醇、酸等产物以及 重要中间产物生成（RO．、 HO2．、RCO 等自由基生成。 a RH +HO． R． +H2O R．+O2 RO2． b RCHO + OH． RC(O)O2 +HO． C RCHO + hu RO2． +HO2． + CO 过氧自由基引起 NO 向 NO2 转化，并有 O3 和 PAN 生成 a HO2． + NO NO2 + OH b RO2． +NO NO2 + RCHO +HO2． C RC(O)O2． + NO NO2 +RO2． +CO2 D OH． + NO2 HNO3 E RC(O)O2． +NO2 RC(O)O2NO2 F RC(O)O2NO2 RC(O)O2． + NO2 第 17 页
江苏工业学院教案 备注 教学内容(讲稿) (包括:教学 段、时间分配 临时更改等) (7)光化学烟雾的控制对策 五、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染 1、二氧化硫的来源 人为来源主要来自含硫矿物的燃烧,主要是煤的燃烧,就全球范围而言占了60% 其次是来源于石油的燃烧和炼制,占了30%左右。天然来源主要来自火山喷发 二氧化硫的大量排放,会造成大气污染,造成酸雨和硫酸型气溶胶等 2二氧化硫的气相氧化 (1)SO2的直接光氧化 SO2+O- SO4_ SO 或SO2+SO 2SO (2)SO2被自由基氧化 SO2与HO的反应 HO +SO HOSO +o HO +SO3 SO3+H2O—H2SC 与其他自由基反应 CH3 CHOO+SO- CH3 CHO+ SO3 HO + so HO + SO CH3O2+SO2_+ CH30+ SO CH3 C(O)O2+SO CH3C(O)0+SO 第18页
江苏工业学院教案 教 学 内 容 （讲稿） 备注 （包括：教学手 段、时间分配、 临时更改等） （7） 光化学烟雾的控制对策 五、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染 1、 二氧化硫的来源 人为来源主要来自含硫矿物的燃烧，主要是煤的燃烧，就全球范围而言占了 60%； 其次是来源于石油的燃烧和炼制，占了 30%左右。天然来源主要来自火山喷发。 二氧化硫的大量排放，会造成大气污染，造成酸雨和硫酸型气溶胶等。 2 二氧化硫的气相氧化 （1） SO2 的直接光氧化 3SO2 + O2 SO4 SO3 + O 或 SO2 + SO4 2SO3 （2） SO2 被自由基氧化 SO2 与 HO 的反应 HO + SO2 HOSO2 HOSO2 + O2 HO2 + SO3 SO3+ H2O H2SO4 与其他自由基反应 CH3CHOO + SO2 CH3CHO + SO3 HO2 + SO2 HO + SO3 CH3O2 + SO2 CH3O + SO3 CH3C（O）O2 + SO2 CH3C（O）O + SO3 第 18 页