第3章微项目　论证重污染天气“汽车限行”的合理性——探讨社会性科学议题课件-2026-2027学年高一上学期化学必修1鲁科版

该高中化学课件围绕氮及其化合物转化与汽车尾气污染，以“汽车限行”社会性议题导入，通过科学认识议题、利与弊分析、科学论证等环节，搭建从化学知识到社会决策的学习支架，帮助学生建立物质性质与环境问题的关联。 其亮点在于以社会性科学议题为载体，融合科学思维（如论证水平分级训练）和科学态度与责任（可持续发展理念），通过氮氧化物转化方程式、SCR技术应用等实例，采用问题探究与论证实践结合的教学方法。学生能提升证据推理能力，教师可获得完整的议题探究教学资源，助力核心素养培养。

微项目　论证重污染天气“汽车限行”的合理性 —— 探讨社会性科学议题 课堂学业达标 项目活动1　科学认识社会性科学议题,寻找利与弊 【活动探究】 一、社会性科学议题 1.含义 “社会性科学议题”指由利用当代科学技术研究开发所引起的一系列与社会伦理道德、经济发展及自然生态环境等紧密相关的社会性问题。 2.社会性科学议题的分析框架 二、社会性科学议题中利与弊分析的视角 　以“汽车限行”为例: 三、科学论证的水平 水平 标准 水平1 有笼统的观点,缺少必要的资料 水平2 有观点和资料,缺少从资料到观点的推理过程或者推理过程不合理,或者资料不充分 水平3 有观点、资料以及从资料到观点的推理过程;资料充分,推理过程合理 水平4 有观点、资料以及从资料到观点的推理过程;资料充分,推理过程合理;考虑了可能的反驳及其证据 【问题探究】 1.汽车带来的利和弊有哪些? 提示:汽车带来的好处:方便快捷的出行,提高了效率。车是现代人生活必不可少的交通工具,汽车的发展和运用大大加速了人类的生活节奏。人类对汽车的需求,促进汽车产业的同时也带动了其他产业的快速发展。 汽车带来的弊端:汽车尾气害人不浅。汽车在大量消耗资源的同时,其排放的尾气也会严重影响人类健康。尾气中的碳氢化合物——苯并芘是严重的致癌物质,被人体吸入后不能排出,积累到临界浓度便激发形成恶性肿瘤。污染了空气,消耗了大量的氧气和化石能源,也给不少人带来了不幸和灾难。 2.在冬季,各地会根据雾霾天气的情况, 采取汽车单双号限行的措施。限行的原因与汽车的尾气有关,汽车尾气中有害的气体有哪些?有什么危害? 提示:汽车尾气中含有氮的化合物:NO、NO2、NH3,它们会对人体产生直接危害,NO、NO2还会引起酸雨、光化学烟雾、雾霾等环境问题。 【探究总结】 1.科学分析议题,厘清议题中的科学问题和科学知识 (1) “汽车限行”议题的科学问题。 汽车尾气中含有氮的化合物:NO、NO2、NH3; 雾霾中含有:硝酸盐(N)、铵盐(N); (2)氮及其化合物之间的转化关系。 N2NONO2HNO3N ①化合价角度:N2转化为NO,氮元素化合价升高,应加化合价降低的氧化剂; ②物质类别角度:单质转化为氧化物,根据元素守恒,应加含氧元素的物质; ③有关化学方程式: N2+O22NO 2NO+O22NO2 3NO2+H2O2HNO3+NO N2+3H22NH3 4NH3+5O24NO+6H2O 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O 2.“汽车限行”措施的利与弊 视角 利 弊 环境 减少有害气体排放,减轻空气污染和温室效应 — 经济 促使人们购买第二辆汽车,汽车销量增加,促进经济发展 导致汽车保有量增加 社会 缓解道路交通压力 增加公共交通压力,导致人们出行不便 【迁移应用】（2022·滨州高一检测）利用SCR技术可有效降低柴油发动机NOx排放。SCR工作原理为尿素[CO（NH2）2]水溶液热分解为NH3和CO2，再利用NH3转化NOx，装置如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．尿素水溶液热分解反应不属于氧化还原反应 B．转化器工作过程中，当转移0.6 mol电子时，会消耗4.48 L NH3（标准状况） C．该装置转化NO时，还原剂与氧化剂物质的量之比为3∶2 D．转化NO2过程的化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O 【解析】选C。尿素[CO（NH2）2]水溶液热分解为NH3和CO2，反应过程中元素化合价不变，因此反应不属于氧化还原反应，A正确；NH3转化NOx，反应产生N2、H2O，当转移0.6 mol电子时，消耗NH3的物质的量为n（NH3）＝＝0.2 mol，则该氨气在标准状况下的体积V（NH3）＝0.2 mol×22.4 L· mol－1＝4.48 L，B正确；该装置转化NO时，NH3为还原剂，NO为氧化剂，根据电子守恒可知还原剂与氧化剂物质的量之比为＝2∶3，C错误；NH3还原NO2反应产生氮气和水，根据电子守恒、原子守恒，可知反应的化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，D正确。 【补偿训练】今天，汽车已经成为人类不可缺少的交通运输工具，但是，随着汽车数量的增多，汽车尾气产生的污染成为引起光化学烟雾的主要危害之一。目前，全国各省市实行汽车限行。另外，在机动车内安装尾气净化器也可以有效缓解此类污染，它的特色之一是使一氧化碳与一氧化氮在铂作催化剂的条件下反应生成二氧化碳和氮气。 （1）写出尾气净化器中所发生反应的文字表达式________________。 （2）下列不属于大气污染物的是　　　　　　（填序号）。 ①CO　②CO2　③SO2　④O2　⑤可吸入颗粒物 【解析】（1）一氧化碳和一氧化氮在催化剂的作用下能生成二氧化碳和氮气，反应的文字表达式为一氧化碳＋一氧化氮二氧化碳＋氮气。 （2）空气的污染物包括有害气体和粉尘，有害气体主要为二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳，二氧化碳和氧气不属于大气污染物。 答案：（1）一氧化碳＋一氧化氮二氧化碳＋氮气 （2）②④ 项目活动2　学习科学论证,论证利与弊 【活动探究】 1.探究思路 2.“汽车限行”能够减轻环境污染 3.权衡利弊,作出决策 【问题探究】 1.如何对“汽车限行”问题进行科学的论证? 提示: 论证水平 举例 水平1 观点:采取“汽车限行”措施能够减轻空气污染 水平2 观点:采取“汽车限行”措施能够减轻空气污染 资料:汽车行驶过程中会产生氮氧化物 水平3 观点:采取“汽车限行”措施能够减轻空气污染 资料:汽车行驶过程中会产生氮氧化物 推理过程:汽车行驶过程中产生NOx→汽车尾气中有NOx→NOx进入大气(超过排放标准)→产生环境问题(光化学烟雾、酸雨、雾霾等) 论证水平 举例 水平4 观点:采取“汽车限行”措施能够减轻空气污染 资料:汽车行驶过程中会产生氮氧化物 推理过程:汽车行驶过程中产生NOx→汽车尾气中有NOx→NOx进入大气(超过排放标准)→产生环境问题(光化学烟雾、酸雨、雾霾等) 反驳及其证据:汽车中装有净化装置,会将NOx转化为N2 进一步推理:虽然有净化装置,但装置中的催化剂很容易中毒;一旦催化剂中毒,就不能有效吸收NOx了。我们国家的汽车更换净化装置的比率很低 2.经过科学论证,你对“汽车限行”问题作出的决策是什么? 提示:应该从大局出发,从长远考虑。“汽车限行”措施能够减轻空气污染,减少二氧化碳排放量,这有利于社会的可持续发展,有利于未来人类的生存和发展。出行不便,是个人问题。汽车保有量的局部问题,可以逐渐达到新形态的平衡。增加公共交通压力,恰恰可以促进政府不断改善公共设施。因此,应该支持为应对重污染天气而采取的“汽车限行”措施。 【探究总结】 1.论证思维过程 提出观点搜集资料、提供证据推理过程、有理有据、逻辑性强寻找证据进行反驳,进一步推理。 2.权衡利弊,作出决策 (1)知识的应用:不仅能充分、科学、合理地运用有关元素及其化合物知识进行阐述分析,还能运用相关的新知识。 (2)科学论证:有针对议题的明确观点,资料充分,从资料到观点的推理过程合理,考虑到了反驳及其证据。 (3)科学态度和社会责任素养:能根据实际情况,自主依据绿色化学思想和可持续发展理念对社会性科学议题进行综合分析。 【迁移应用】 　“雾霾”对人体健康有显著的负面影响。 (1)你知道雾霾形成的原因是什么吗?其主要成分是什么? (2)对于雾霾的防治,你给出的建议是什么? 提示:(1)雾霾形成的原因是大量极细微的尘粒、烟粒、盐粒等均匀地浮游在空中,使有效水平能见度小于10 km的空气混浊的现象。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项是雾霾的主要组成,前两者为气态污染物,最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。 (2)雾霾防治的建议(仅供参考): ①治理排污企业,加强空气质量监测和执法力度。 ②限制私家车,发展公共交通,减少汽车尾气的排放。 ③改善能源消费结构,减少煤炭消费比重。 ④建设节能建筑,提高建筑能源利用率。 ⑤植树种草,扩大城市绿地面积。 ⑥倡导市民低碳生活。 1.下列关于雾霾的说法错误的是 (　　) A.近年来,汽车尾气的大量排放是形成雾霾的一个重要因素 B.下雨或刮风有助于雾霾的消散,因此雾霾无需治理 C.燃放烟花爆竹或冬天用燃煤取暖均会加剧雾霾天气的形成 D.雾霾天气人们要减少出行或尽量不要在户外活动 【解析】选B。汽车尾气的大量排放可以引起光化学烟雾、酸雨、雾霾等环境问题,A项正确;要减少雾霾天气,关键是减少污染物的排放,B项错误;燃放烟花爆竹或冬天用燃煤取暖均会加剧雾霾天气的形成,C项正确;雾霾天气对人体会造成危害,因此雾霾天气要减少出行或尽量不要在户外活动,D项正确。 2.“三效催化转化器”可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体,如图为该反应的微观示意图(未配平),其中不同符号的球代表不同种原子。下列说法不正确的是 (　　) A.该反应属于氧化还原反应 B.配平后甲、乙、丙的化学计量数均为2 C.甲和丙中同种元素化合价不可能相同 D.丁物质一定是非金属单质 【解析】选C。根据变化的微观示意图，可知该反应为2NO＋2CO===2CO2＋N2，然后根据选项解答。该反应中氮元素的化合价由＋2价降低到0价，碳元素化合价由＋2价升高到＋4价，元素化合价发生了变化，所以反应为氧化还原反应，A正确；配平后反应为2NO＋2CO===2CO2＋N2，NO、CO、CO2的化学计量数均为2，B正确；一氧化氮和二氧化碳中氧元素的化合价都为－2价，C错误；丁物质为氮气，由于只含有N元素一种元素，所以属于非金属单质，D正确。 3．伦敦发生过12次严重的烟雾事件，祸首是燃煤排放的粉尘和二氧化硫。 烟雾逼迫所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人走路都困难，烟雾事件使呼吸疾病患者猛增。 （1）现代工业社会涉及的环境问题有哪些？ （2）为减少煤炭产生的污染物，煤炭的综合利用方式有哪些？ 提示：（1）世界三大环境问题：酸雨、臭氧层破坏、气候变暖。（2）煤炭的综合利用方式有煤的干馏、液化和气化等。 【补偿训练】 1．现代城市空气污染物之一NO主要来源于汽车尾气。汽车尾气中产生NO的原因是（　　） A．汽车燃油如汽油、柴油中含氮元素，NO是其燃烧产物 B．空气中的N2和汽车燃油发生了化学反应 C．汽车排出的高温尾气导致空气中的N2和O2发生了化合反应 D．空气中的N2和O2在汽车气缸内的高温环境下发生反应的产物 【解析】选D。汽车尾气中的NO主要是空气中的N2和O2在汽车气缸内的高温环境下发生反应的产物，D项正确。 2．有关硫酸工业综合经济效益的说法中正确的是（　　） A．甲地有丰富的硫铁矿资源，水源能源充足，交通便利，是风景秀丽的旅游胜地，虽当地使用硫酸的工业不多，但为提高当地经济效益宜建硫酸厂 B．为减少SO2对空气的污染，可以建筑高烟囱，使含SO2的尾气在高空扩散稀释，到达地面时达到安全浓度 C．硫酸生产过程排放的污染物主要是含SO2的尾气、固体烧渣、废酸和废水等 D．选择硫酸厂厂址，当经济利益与环保问题有冲突时，为提高人们的物质生活水平，应先考虑经济利益的问题 【解析】选C。硫酸厂是污染性企业，不宜建在风景区，A错误；SO2的密度比空气大，不易向高空扩散，且扩散到高空中的SO2也会形成酸雨，降落到地面，B项错误；硫酸厂的建设，必须综合考虑经济利益和环境保护，D错误。 $