c第二章第二節(jié)ppt課件-wenkub
2023-05-20 12:07:40 本頁(yè)面
【正文】 臭氧是一個(gè)彎曲的分子 ,鍵能為。 它的光離解反應(yīng)僅限于臭氧層以上 。 在 176nm處吸收帶轉(zhuǎn)變成連續(xù)光譜 。 由氧分子吸收光譜圖可見 ,氧分子剛好在與其化學(xué)鍵裂解能相應(yīng)的波長(zhǎng) (243nm)時(shí)開始吸收 。當(dāng)然若光很強(qiáng) ,如高通量光子流的激光 ,即使在如此短的時(shí)間內(nèi) ,也可以產(chǎn)生多光子吸收現(xiàn)象 ,這時(shí)光化學(xué)第二定律就不適用了。 如大氣中氯化氫的光化學(xué)反應(yīng)過程 : HCl+hν→H+Cl( 初級(jí)過程 ) H+HCl→H 2+Cl Cl+Cl +M— →Cl 2 +M 光化學(xué)第一定律 ?只有當(dāng)激發(fā)態(tài)分子的能量足夠使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂時(shí) ,亦即光子的能量大于化學(xué)鍵能時(shí) ,才能引起光離解反應(yīng) 。環(huán)境化學(xué) 化學(xué)系 趙一兵 第二章 大氣環(huán)境化學(xué) 第一節(jié) 大氣中污染物的遷移 第二節(jié) 大氣中污染物的轉(zhuǎn)化 第二節(jié) 大氣污染的防治 第二節(jié) 大氣中污染物的轉(zhuǎn)化 一、光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ) 二、大氣中重要的自由基的來源 三、氮氧化合物的轉(zhuǎn)化 四、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化 五、光化學(xué)煙霧 六、硫酸型煙霧 七、酸性降水 八、大氣顆粒物 九、溫室氣體和溫室效應(yīng) 十、臭氧層的形成與損耗 一、光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ) ?分子 、 原子 、 自由基或離子吸收光子而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) ,稱為光化學(xué)反應(yīng) 。 其次 ,為使分子產(chǎn)生有效的光化學(xué)反應(yīng) ,光還必須被所作用的分子吸收 ,即分子對(duì)某特定波長(zhǎng)的光要有特征吸收光譜 ,才能產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng) 。對(duì)于大氣污染化學(xué)而言 ,反應(yīng)大都發(fā)生在對(duì)流層 ,只涉及到太陽(yáng)光 ,是符合光化學(xué)第二定律的。 在 200nm處吸收依然微弱 ,但在這個(gè)波段上光譜是連續(xù)的 。 147nm左右吸收達(dá)到最大 。 N2幾乎不吸收 120nm以上任何波長(zhǎng)的光 ,只對(duì)低于 120nm的光才有明顯的吸收 。 在低于 1000km的大氣中 ,由于氣體分子密度比高空大得多 ,三個(gè)粒子碰撞的幾率較大 ,O3光解而產(chǎn)生的 O可與O2發(fā)生如下反應(yīng) : O+O2+M→O 3+M 這一反應(yīng)是平流層中 O3的主要來源 ,也是消除 O的主要過程。 O3對(duì)光的吸收光譜由三個(gè)帶組成 ,紫外區(qū)有兩個(gè)吸收帶 ,即 200— 300nm和 300— 360nm,最強(qiáng)吸收在254nm。 在低層大氣中可以吸收全部來自太陽(yáng)的紫外光和部分可見光 。 HNO3 的 HO— NO2 鍵能為 kJ /mol。第一條為 340— 400nm,于 370nm處有一最強(qiáng)的吸收 ,但它是一個(gè)極弱的吸收區(qū) 。 (6)甲醛的光離解 H— CHO的鍵能為 。 鹵代甲烷光解的初級(jí)過程概括如下 : ① 鹵代甲烷在近紫外光照射下 ,其離解方式為 : CH3X+hν→CH 3+X ② 如果鹵代甲烷中含有一種以上的鹵素 ,則斷裂的是最弱的鍵 ,其鍵強(qiáng)順序?yàn)?C— FC— H〉C— C1C— BrC— I。 離解成 CF2Cl+Cl的過程也會(huì)同時(shí)存在 。其中以 HO和 HO2更為重要。 ? 自由基的日變化曲線顯示 ,它們的光化學(xué)生成產(chǎn)率白天高于夜間 ,峰值出現(xiàn)在陽(yáng)光最強(qiáng)的時(shí)間 。 其他醛類也有類似反應(yīng) ,但它們?cè)诖髿庵械臐舛冗h(yuǎn)比甲醛低 ,因而不如甲醛重要 。 一氧化氮還可進(jìn)一步被氧化成二氧化氮 、 三氧化氮和五氧化二氮等 ,它們?nèi)苡谒罂缮蓙喯跛岷拖跛?。 ? 氧化亞氮 (N2O)是無色氣體 ,是清潔空氣的組分 ,是低層大氣中含量最高的含氮化合物 。 土壤中的含氮化肥經(jīng)微生物分解可產(chǎn)生 N2O,這是人為產(chǎn)生 N2O的原因之一 。 ? NOx的人為來源主要是礦物燃料的燃燒 。 ?燃燒過程中 ,空氣中的氮和氧在高溫條件下化合生成 NOx的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)制如下 : O2→O+O O+N2→NO+N N+O2→NO+O 2NO+O2→2NO 2 在這個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中前 3個(gè)反應(yīng)都進(jìn)行得很快 ,唯 NO與空氣中氧的反應(yīng)進(jìn)行得很慢 ,因而燃燒過程中產(chǎn)生的 NO2含量很少。 ? 當(dāng)陽(yáng)光照射到含有 NO和 NO2的空氣時(shí) ,便有如下基本反應(yīng)發(fā)生 : NO2+hν→NO+O O+O2+M→O 3+M O3+NO→NO 2+O2 (1)NO的氧化 ? NO是燃燒過程中直接向大氣排放的污染物 。 這類
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