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多媒体动画模拟酸雨的形成过程

发布时间:2021-07-08 00:00:34

1、酸雨形成过程的方程式

酸雨多成于化石燃料的燃烧:
⑴S→H2SO4 S+O2(点燃)→SO2
SO2+H2O→H2SO3(亚硫酸)
2H2SO3+O2→2H2SO4(硫酸)
总的化学反应方程式:
S+O2(点燃)=SO2+2SO2+2H2O+O2=2H2SO4
⑵氮的氧化物溶于水形成酸:
a.NO→HNO3(硝酸)
2NO+O2=2NO2+3NO2+H2O=2HNO3+NO
总的化学反应方程式:
4NO+2H2O+3O2=4HNO3
b.NO2→HNO3
总的化学反应方程式:
4NO2+2H2O+O2→4HNO3
(*注:元素后的数字为脚标,化学式前的数为化学计量数。)

2、酸雨形成的过程

1、酸雨的发现者和年代。“酸雨”一词最早是由英国化学家史密斯于1872年在他的著作《空气和降雨:化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词
2、酸雨的定义。pH值小于5.6的雨雪或者其他方式形成的大气降水称为“酸雨”,是一种大气污染现象。
3、酸雨频率的概念。某地区的酸雨频率为该地区酸雨次数占总降雨次数的比例。
4、干沉降与湿沉降的概念。不下雨时,大气中酸性物质可被植被吸附或重力沉降到地面叫“干沉降”;下雨时,高空雨滴吸收包含酸性物质继而降下时再冲刷酸性物质降到地面叫“湿沉降”。
5、酸雨区的概念。某地是不是酸雨区,要看年均值。目前我国定义酸雨区的科学标准尚在讨论之中, 但一般认为: 年均降水pH值高于5.65, 酸雨率是0-20% , 为非酸雨区。
6、酸雨是一个全球性,跨地区的环境污染问题。

酸雨形成原因

人类活动造成的酸雨成分中,以硫酸为最多,一般约占60%一65%,硝酸次之,约30%,盐酸约5%,此外还有有机酸约2%左右。硫酸主要是因为燃烧矿物燃料释放的二氧化硫,其中最大的排放源是发电厂、钢铁厂、冶炼厂等,还有家家户户的小煤炉。目前全世界人为释放的二氧化硫每年约1.6亿吨。硝酸是由氮氧化物形成的。氮氧化物气体主要是在高温燃烧的情况下产生的。例如,汽车发动机燃烧室中,以及矿物燃料在高温燃烧时都会放出氮氧化物。氯化氢的人工源除了使用氯化氢的工厂以外,焚烧垃圾(塑料制品中有大量的氯)和矿物燃料燃烧时也都会释放这种气体。人类活动造成的二氧化硫和氮氧化物与自然源相比数量上虽然大体相当(即各占约50%左右),但是因为自然界自我清洁能力有限。这好比一个人吃饭,肚量再大,让他多吃一倍的饭,也是会把肚子撑坏的。硫氧化物和氮氧化物在大气中形成酸雨的过程是十分复杂的大气化学和大气物理过程。如果形成酸性物质时没有云雨,则酸性物质会以重力沉降等形式逐渐降落在地面上,这叫做干性沉降,以区别于酸雨、酸雪等湿性沉降。干性沉降物在地面遇水时复合成酸。酸云和酸雾中的酸性,由于没有得到直径大得多的雨滴的稀释,因此它们的酸性要比酸雨强得多。高山区由于经常有云雾缭绕,因此酸雨区高山上森林受害最重,常首先成片死亡。

怎样形成酸雨

酸雨中的硫酸与硝酸是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成的,形成酸雨的主要物质之一是SO2。S02和N0x可以是当地排放的,也可以是从远处迁移来 的。酸雨是大气污染物徘放、迁移、转化、成云和在一定气象条件下产生降雨的综合过程的产物。煤和石油燃烧以及金属冶炼等释放到大气中的S02,通过气相或液相氧化反应而生成硫酸,这个化学过程可以简单表示如下:
气相反应 2S02+02--2S03
S03+H20—H2S04
液相反应 S02十H20—H2S03
2H2S03+O2—2H2S04
原来人们普遍认为,进入大气中的硫氧化物要跟至少200个水分子反应才能形成酸雨。近年,英国曼彻斯特大学的科学家的试验证明,仅跟12个水分子反应即可形成酸雨。这说明如果不减少硫的污染,在干燥的大气中同样会形成酸雨。高温燃烧生成一氧化氮,排入大气后大部分转化成二氧化氮,遇水生成硝酸和亚硝酸。这个化学过程可以大致表示如下:
2NO+02—2N02
2N02+H20—HN03+HN02
人类活动和自然过程,还使许多气态或固态物质进入大气,对酸雨的形成也产生影响。大气颗粒物Fe、Mn、Cu、Mg、V等变成酸反应的催化剂。大气光化学反应生成的臭氧和过氧化氢等又是使S02氧化的氧化剂。
酸雨中的硫是否全是由人为排放的二氧化硫造成的呢?情况并非如此。从1987年起,中国科学院地球化学研究所的科学家们参加了国家“七五”攻关课题“西南和华南酸雨的来源、影响和控制对策的研究”,他们在世界上第一次运用稳定同位素理论和技术来研究雨水中硫的来源问题。这种方法根据雨水中硫所带有不同同位素组成标记,判断其不同来源。经过3年的努力,他们在我国酸雨最严重的贵州省中部地区系统收集了160个大体积雨样,若干大气和大气颗粒物样以及15个省区主要煤矿的煤样,分析测定了这些样品中的同位素硫34和硫32的比值及其他化学成分。他们的研究结果确认,贵州中部雨水中的硫至少有5种重要来源:燃煤释放的气态二氧化硫、大气颗粒物、生物活动释放的天然挥发性硫化物、贵州以北邻近省区传输来的含硫气溶胶以及孟加拉湾暖湿气流带来的海洋溅出物。
更重要的是,在不同季节,这5种硫来源对雨水中硫的贡献率有明显变化。在11月至次年4月的冬春季,人为排放的二氧化硫所占比率大大上升,成为仅次于当地颗粒物的主要来源,占雨水硫的30%,水气溶胶形式从我国北方远距离传输来的硫也可达20%,而天然硫来源则可忽略不计。相反,在5-10月的夏秋季,天然硫来源则上升到30%,超过了人为燃煤活动排放的二氧化硫,而远距离传输来的硫的份额很小。研究证实,这种天然来源的硫主要是天然生物活动释放的。贵州中部分布着许多天然湖泊、水库、河流及稻田,构成了生物成因的硫化物的天然还原环境。特别是水稻田,已确认为若干生物成因的挥发性硫化物的源区。因此,地球化学研究所的科学家们把冬春季降雨和夏秋季降雨区分为两种类型,前者定义为人为燃煤污染型,后者则定义为受到污染的天然环境型。
酸雨中是不是只含有酸性物质呢?情况也并非这样。酸雨中除含有酸性物质之外,还有来自大气中的碱性物质,其中主要是土壤粒子、工业粉尘和天然来源氨等。酸碱物质发生中和反应,雨水的pH值实际上是酸碱中和平衡的结果。
南方和北方的气态氨浓度相差甚大,这是北方很少酸雨的一个原因。

3、酸雨的形成原理

(1)空气中的二氧化硫、二氧化氮、被雨水吸收,空气氧化变成酸雨!
(2) 2SO2 +2 H2O + O2 == 2H2SO4
(3) 4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3

4、求简述酸雨的形成过程?

二氧化硫上升到空中 生成亚硫酸

5、酸雨形成的过程是怎样的

酸雨中酸度主要是硫酸和硝酸造成的复.酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气屋里过程,一般认为,酸雨是由于排放的S02等酸性气体进入大气后,造成局部地区中的SO2富集,在水凝制过程中溶解于水形成亚硫酸[SO2+H2O=H2SO3],然后经某些污染物的催化作用百及氧化剂的氧化作用生成硫酸[2H2SO3+O2=2H2SO4],随雨水降下形成酸雨.
就我国情况而言,首先,总体来看SO2 的排放量比NOx 为大,但是个别的南方省市,如广东,福建等省,SO2 的排放量比NOx 为小; 其次,就发展而言,汽车数量增加较快,而NOx 排放量主要取决于汽车的排放,因此,在未来的度若干年内,NOx 的排放量可能超过SOx ; 最后,SO2 进入知大气后,通过光化学反应,变为硫酸根,这需要一段时间,可能经过长距离大气传输; 但是NO进入大气后,很快与氧气化合,生成NO2 [2NO+O2=2NO2],继而变为硝酸道根[3NO2+H2O=2HNO3+NO],需要时间较短,遇雨被局地冲刷降落地面.综合来看,目前SO2 对酸雨贡献为大,将来NOx 的贡献可能要超过SO2 .

6、酸雨的成分及形成过程是怎么样的?

酸雨中含有多种无机酸和有机酸,绝大部分是硫酸和硝酸,多数情况下以硫酸为主。美国测定的酸雨成分中,硫酸占60%,硝酸占32%,盐酸占6%,其余是碳酸和少量有机酸。硫酸和硝酸是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成的,二氧化硫和氮氧化物可以是当地排放的,也可以是从远处迁移来的。

现代工农业和交通排放大量的、种类繁多的污染物到空气中,其中,煤和石油燃烧以及金属冶炼等释放到大气中的二氧化硫,通过气相或液相氧化反应生成硫酸。高温燃烧生成一氧化氮,排入大气后大部分转化成为二氧化氮,遇水生成硝酸和亚硝酸。

由于人类活动和自然过程,还有许多气态或固体物质进入大气,对酸雨的形成也会产生影响。大气颗粒物中的铁、铜、镁、钒是成酸反应的催化剂。大气光化学反应生成的臭氧和过氧化氢等又是使二氧化硫氧化的氧化剂,飞灰中的氧化钙、土壤中的碳酸钙、天然和人为来源的氨气以及其他碱性物质可与酸反应而使酸中和。

酸雨中含有一定浓度的盐类,来自于降水过程中被冲刷的正漂浮在大气中的酸碱物质比例。此种盐类的成分与该地区的排放源性质有关,有点像反映地区排放特点的“指纹”,被称作降水化学。我国南方降水化学中硫酸根浓度较高,平均是德国的4.5倍,美国的5.5倍;硫酸根与硝酸根之比是德国的7.0倍,我国南方酸雨属于硫酸型的,主要由煤烟型大气污染造成的;美国和德国降水是硝酸型的,主要由汽车尾气型大气污染造成的。

酸雨成分中硫酸和硝酸的比例也不是一成不变的,随着社会发展和工业生产中能源结构的变化而改变。就我国情况而言,目前二氧化硫排放量比氮氧化物排放量要大,所以酸雨中的硫酸多于硝酸。但是个别的南方省市,如广东、福建等省,二氧化硫的排放量比氮氧化物的排放量要小,且从发展的角度考虑,汽车数量在我国增加较快,而汽车尾气排放的主要是增加氮氧化物的排放量。因此,在未来的若干年内,可能出现氮氧化物排放量超过二氧化硫排放量的情况,到时候,酸雨中的硝酸就会占有较高的比例。

酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象。空气中存在着各种酸性、碱性、中性的气体和颗粒物,而最终降水的酸度就是降水中的主要阴阳离子的平衡。当大气中二氧化硫和一氧化氮的浓度较高时,降水中就会表现为酸性;如果降水中代表碱性物质的几个主要阳离子浓度也较高时,降水就不会有很高的酸度,甚至可能呈现碱性。在碱性土壤地区,或大气中颗粒物浓度高时,往往出现这种情况。相反,即使大气中二氧化硫和一氧化氮浓度不高,而碱性物质相对更少时,则降水仍然会有较高的酸度。

另外,二氧化硫进入大气后,通过光化学反应,变为硫酸根,这需要一段时间,二氧化硫扩散到很远的地方。因此,硫酸型酸雨的形成可以是本地二氧化硫污染引起的,也可以是别处的二氧化硫污染引起的。一氧化氮进入大气后,很快与氧气化合,生成二氧化氮,继而变为硝酸根,需要时间较短。因此,硝酸性酸雨的形成主要是本地的氮氧化物污染引起的。

酸雨的形成过程,是从工业生产,民用生活燃烧煤炭,汽车尾气排放出二氧化硫、氮氧化物开始的。之后经过“云内成雨过程”,自由大气里由于存在0.1~10微米范围的凝结核而造成了水蒸气的凝结,然后通过碰并和聚结等过程进一步生长从而形成云滴和雨滴在云内,云滴相互碰并或与气溶胶粒子碰并,同时吸收大气中气体污染物,在云滴内部发生化学反应,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴。再经过“云下冲刷过程”,在雨滴下降过程中,雨滴冲刷着所经过空气中的气体和气溶胶,不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成较大雨滴,雨滴内部也会发生化学反应。最终,雨滴降落在地面上,形成了酸雨。我们可以把这个过程分解为具体的四个步骤:

(1)水蒸气冷凝在含有硫酸盐、硝酸盐等的凝结核上;(2)形成云雾时,二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等被水滴吸收;(3)气溶胶颗粒物质和水滴在云雾形成过程中互相碰撞、聚凝并与雨滴结合在一起;(4)降水时空气中的一次污染物和二次污染物被冲洗进雨。

链接:天堂的眼泪

酸雨,被人们称作“天堂的眼泪”或“空中的死神”,具有很大的破坏力。它会使土壤的酸性增强,导致大量农作物与牧草枯死;它会破坏森林生态系统,使林木生长缓慢,森林大面积死亡;它还使河水、湖水酸化,微生物和以微生物为食的鱼虾大量死亡,成为“死河”、“死湖”。酸雨还会渗入地下,致使地下水长时期不能利用。

据统计,欧洲中部有100万公顷的森林由于酸雨的危害而枯萎死亡;意大利的北部也有9000多公顷的森林因酸雨而死亡。在瑞典,2万多个湖泊因受酸雨的侵袭已无水生物生存;挪威有260多个湖泊鱼虾绝迹。1980年,加拿大有8500个湖泊全部酸化,美国至少有1200个湖泊全部酸化,成为“死湖”。

另外,酸雨还会对桥梁楼屋、船舶车辆、输电线路、铁路轨道、机电设备等造成严重侵蚀。据专家介绍,古希腊、罗马的文物遗迹风化加剧,罪魁祸首便是酸雨。在美国东部,约3500栋历史建筑和1万座纪念碑受到酸雨损害。

酸雨尤其是酸雾会对人体健康造成严重危害。它的微粒可以侵入肺的深层组织,引起肺水肿、肺硬化甚至癌变。据调查,仅在1980年,英国和加拿大因酸雨污染而导致死亡的就有1500人。

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