《化学空气思维导图》
一、空气的组成
1. 主要成分
- 氮气 (N₂)
- 约占总体积的78%
- 化学性质不活泼，稀释氧气，防止燃烧过于剧烈
- 重要的化工原料，用于合成氨等
- 氧气 (O₂)
- 约占总体积的21%
- 支持燃烧和呼吸
- 与许多物质发生氧化反应
- 工业上用于炼钢，医疗上用于急救
- 稀有气体
- 约占总体积的0.94%
- 包括氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)等
- 化学性质非常稳定，难与其他物质发生反应
- 用途：惰性气体保护、霓虹灯等
- 二氧化碳 (CO₂)
- 约占总体积的0.03%
- 植物光合作用的原料
- 温室气体，影响地球气候
- 用于灭火、制冷等
2. 微量成分
- 水蒸气 (H₂O)
- 含量随环境变化
- 影响天气变化，如云、雨、雾、雪的形成
- 其他气体
- 包括臭氧(O₃)、氢气(H₂)、甲烷(CH₄)、一氧化碳(CO)等
- 含量极少，但有些对环境有重要影响
3. 杂质
- 固体颗粒物
- 如灰尘、烟尘、PM2.5、PM10等
- 来源：工业排放、交通运输、自然过程等
- 危害：污染空气，危害人体健康
- 气体污染物
- 如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、挥发性有机物(VOCs)等
- 来源：工业排放、交通运输等
- 危害：形成酸雨、光化学烟雾，危害人体健康
二、空气的性质
1. 物理性质
- 无色、无味的气体
- 通常情况下难以察觉
- 可以被压缩和液化
- 密度较小，约为水的1/800
- 流动性强，易于扩散
- 空气中声音的传播速度约为340m/s
2. 化学性质
- 支持燃烧
- 氧气是空气中支持燃烧的主要成分
- 可燃物与氧气发生剧烈的化学反应，放出热量和光
- 氧化性
- 氧气具有氧化性，能与许多物质发生反应
- 如金属的锈蚀、食物的腐败等
- 惰性
- 氮气和稀有气体化学性质稳定，不易与其他物质发生反应
- 在某些情况下用作保护气
三、空气的用途
1. 工业用途
- 氧气
- 炼钢：吹入氧气可以提高炼钢速度和质量
- 化工：用于生产化工产品，如合成氨、硝酸等
- 医疗：用于急救，为呼吸困难的病人提供氧气
- 氮气
- 合成氨：氮气是合成氨的重要原料
- 保护气：用于食品包装、电子元件生产等，防止氧化
- 冷冻剂：液氮可用于快速冷冻食品和医疗样品
- 稀有气体
- 霓虹灯：不同稀有气体在放电时发出不同颜色的光
- 激光技术：用于制造激光器
- 惰性气体保护：用于焊接、半导体制造等
2. 农业用途
- 氮气
- 生产氮肥：氮肥是农作物生长所必需的营养元素
- 粮食储存：用氮气填充粮仓，防止虫害
- 二氧化碳
- 植物光合作用：提高温室中二氧化碳浓度，促进植物生长
3. 生活用途
- 呼吸：空气是人类和动植物呼吸所必需的
- 通风：保持室内空气流通，提供新鲜空气
- 能源：利用空气发电，如风力发电
四、空气的保护
1. 空气污染的来源
- 工业污染
- 工业废气排放：如二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等
- 工业废水排放：间接污染空气
- 交通运输污染
- 汽车尾气排放：如氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物等
- 飞机、轮船等排放：也产生空气污染物
- 生活污染
- 燃煤取暖：产生二氧化硫、颗粒物等
- 垃圾焚烧：产生二噁英等有毒物质
- 餐饮油烟：产生挥发性有机物等
2. 空气污染的危害
- 危害人体健康
- 呼吸道疾病：如哮喘、支气管炎、肺癌等
- 心血管疾病：如冠心病、中风等
- 神经系统疾病：如认知障碍、老年痴呆等
- 破坏生态环境
- 酸雨：二氧化硫和氮氧化物溶于雨水，形成酸雨
- 光化学烟雾：氮氧化物和碳氢化合物在阳光照射下发生反应，形成光化学烟雾
- 温室效应：二氧化碳等温室气体增加，导致全球气候变暖
- 影响经济发展
- 农业减产：空气污染会影响农作物的生长
- 旅游业受损：空气污染会影响旅游景点的吸引力
3. 空气污染的防治措施
- 工业减排
- 使用清洁能源：如太阳能、风能、水能等
- 安装脱硫脱硝设备：减少二氧化硫和氮氧化物的排放
- 加强废气治理：回收利用工业废气
- 交通限行
- 推广新能源汽车：如电动汽车、氢燃料汽车等
- 优化公共交通：减少私家车的使用
- 实施交通限行：限制高污染车辆的通行
- 生活改善
- 使用清洁能源：如天然气、电等
- 减少燃煤：推广集中供暖
- 垃圾分类处理：减少垃圾焚烧
- 绿化环境
- 植树造林：增加森林覆盖率，吸收二氧化碳
- 城市绿化：建设公园、绿地，改善空气质量
- 加强监管
- 完善法律法规：加大对污染企业的处罚力度
- 加强环境监测：及时发布空气质量信息
- 提高公众意识：增强公众的环保意识，参与环保行动