光化学烟雾的简化机制有多少个方程式
1.总反应式是3O2=(光照,NO2)2O3。
光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的,一般发生在湿度低、气温在24-32℃度的夏季晴天的中午或午后。汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮(NO2)被排放到大气中后,在强烈的阳光紫外线照射下,会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后,会变得不稳定起来,原有的化学链遭到破坏,形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应,其产物为含剧毒的光化学烟雾。 2.主学:光化学烟雾的主要成分汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(CH)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在阳光的作用下发生化学反应,生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾.
光化学烟雾的化学反应过程
20世纪40年代,在美国加利福尼亚州洛杉矶首先发现了光化学烟雾。1951年A.J.哈根最先指出臭氧是氮氧化物、碳氢化合物和空气的混合物通过光化学反应生成的。以后F. W. 温特发现臭氧与不饱和烃(如汽车废气中的烃类)的化学反应产物跟洛杉矶烟雾有相同的伤害效应。形成臭氧的活性有机物和氮氧化物的主要来源是汽车排放的尾气。
通过对光化学烟雾形成的模拟实验,已经初步明确在碳氢化合物和氮氧化物的相互作用方面主要有以下过程:
1、污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。
2、碳氢化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化,导致醛、酮、醇、酸等产物以及重要的中间产物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。
3、过氧自由基引起NO向NO2的转化,并导致O3和PAN等的生成。
光化学反应中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等统称为光化学氧化剂,以臭氧为代表,所以光化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。
由此可见光化学烟雾的成分有臭氧
通过光化学烟雾模拟实验,已经初步明确在碳氢化合物和氮氧化物相互作用方面主要有以下基本反应:
(1) NO2的光解是光化学烟雾形成的主要起始反应,并生成O3:
NO2 + hν → NO + O (1)
O + O2 + M → O3 + M (2)
O3 + NO → NO2 + O2 (3)
所产生的O3要消耗在NO的氧化上而无剩余,所以要产生光化学烟雾必需有碳氢化合物存在。
(2) 碳氢化合物(HC)被-OH、O和O3氧化,产生醛、酮、醇、酸等产物以及中间产物RO2-、HO2-、RC-O(酰基)等重要的自由基:
RH + O → RO2- (4)
RH + O3 → RO2-+ O (5)
RH + -OH → RO2-+ H2O (6)
RCHO与-OH反应如下:
RCHO + -OH → RC-O(酰基) + H2O
RC-O + O2 → RC(O)O2-(过氧酰基 )
(3)过氧自由基引起NO向NO2转化,并导致O3和PAN等氧化剂的生成(自由基传递形成稳定的最终产物,使自由基消除而终止反应):
RO2-+ NO → NO2 + RO-(RO2-包括HO2-) (7)
OH + NO → HNO2 (8)
OH + NO2 → HNO3 (9)
RC(O)O2-+ NO2 → RC(O)O2NO2 (10)
由于反应(7)使NO快速氧化成NO2,从而加速NO2光解,使二次产物O3净增。同时RO2-(如丙烯与O3反应生成的双自由基CH3C-HOO-)与O2和NO2相继反应产生过氧乙酰硝酸酯(PAN)类物质。
CH3C-HOO- + O2 → CH3C(O)OO- + -OH
CH3C(O)OO- + NO2 → CH 3C(O)OONO2 (PAN)
可以认为上述反应是大大简化了的光化学烟雾形成的基本反应。1986年Seinfeld用12个化学反应概括了光化学烟雾形成的整个过程:
引发反应:
NO2 + hν → NO + O
O + O2 + M → O3 + M
NO + O3 → NO2 + O2
链传递反应:
RH + -OH → RO2-+ H2O
RCHO + -OH → RC(O)O2-+ H2O
RCHO + hν → RO2-+ HO2-+ CO
HO2-+ NO → NO2 + -OH
RO2-+ NO → NO2 + R′CHO + HO2
RC(O)O2-+ NO → NO2 + RO2-+ CO2
终止反应:
OH + NO2 → HNO3
RC(O)O2-+ NO2 → RC(O)O2NO2
RC(O)O2NO2 → RC(O)O2-+ NO2
因此,如能切断或抑制烷基氧自由基(RO�6�1)的形成,必将有效地抑制和破坏城市光化学烟雾的形成或减轻光化学烟雾的程度,为此开展对烷基氧自由基(RO�6�1)的产生、结构和性能研究又具有十分重要的现实意义。
正是烷基氧自由基(RO�6�1)的超短寿命和极不稳定性限制了人们对这一物种的产生、捕获与研究。近期,化学所瞬态光电子能谱(PES)组的研究人员在成功地报导了甲基氧自由基(CH3O�6�1)结构与性能研究(Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 1940)之后,又分别用叔丁基过氧化物和叔丁基氧氮氧化物两种结构不同的化合物通过它们自己研制的原位热解原位探测实验装置第一次成功地获得能连续提供的叔丁基氧自由基((CH3)3CO�6�1)(烷基氧自由基)束流。并对其结构与性能进行了理论与实验研究,不但第一次提供了这一物种的理论与实验电离能,也发现一氧化氮(NO)是烷基氧自由基的稳定剂。这就为抑制与切断由这一物种所参与的光化学链反应提供了途径
NO2==NO+O•(条件为光照)
O•+O2==O3
2NO+O2==2NO2
12个
光化学烟雾的简化机制有多少个方程式
因此,如能切断或抑制烷基氧自由基(RO�6�1)的形成,必将有效地抑制和破坏城市光化学烟雾的形成或减轻光化学烟雾的程度,为此开展对烷基氧自由基(RO�6�1)的产生、结构和性能研究又具有十分重要的现实意义。正是烷基氧自由基(RO�6�1)的超短寿...
说明光化学烟雾现象和光化学烟雾现象产物的性质与特征?
光化学烟雾成分很复杂,它现在被确认是NOX、HC、CO等在阳光下发生系列化学反应而产生的生成物与反应物的特殊混合物。其中有一次污染物,也有二次污染物,主要成分是臭氧,过氧乙酰硝酸酯(PAN)、高活性游离基,以及某些醛、酮,总称之为光化学氧化剂。2、光化学烟雾形成的简化机制 光化学烟雾形成的反应...
有害气体在大气中的扩散和转化
光化学烟雾形成的简化机制可以概括为如下12个反应: 环境地质与工程 由上述反应式可以看出,光化学烟雾的形成过程是由一系列复杂的链式反应组成的,是以NO2光解生成O的反应为引发,导致O3的生成。由于HC的存在,促使NO向NO2的快速转化,在此转化中自由基(特别是OH基)起了重要的作用,致使不需要消耗O3而能使大气中的NO...
光化学烟雾产物的性质与特征
光化学烟雾成分很复杂,它现在被确认是NOX、HC、CO等在阳光下发生系列化学反应而产生的生成物与反应物的特殊混合物。其中有一次污染物,也有二次污染物,主要成分是臭氧,过氧乙酰硝酸酯(PAN)、高活性游离基,以及某些醛、酮,总称之为光化学氧化剂。2、光化学烟雾形成的简化机制 光化学烟雾形成的反应...
温柄丁疏:[答案] 含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气,在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾. 光化学烟雾首先出现在美国的第三大城市-洛杉矶,以后陆续在世...
双鸭山市15665221704: 光化学烟雾的简化机制有多少个方程式 - ?
温柄丁疏: 12个
双鸭山市15665221704: 光化学烟雾的总反应方程式 - ?
温柄丁疏: 1.总反应式是3O2=(光照,NO2)2O3. 光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的,一般发生在湿度低、气温在24-32℃度的夏季晴天的中午或午后.汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮(NO2)被排放到大气中后,在强烈的阳...
双鸭山市15665221704: 光化学烟雾形成的简单化化学机制 - ?
温柄丁疏: 通过对光化学烟雾形成的模拟实验,已经初步明确在碳氢化合物和氮氧化物的相互作用方面主要有以下过程:1、污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应. ( 化学式: NO2==NO+O(条件为光照) O+O2==O3 2NO+O2==2...
双鸭山市15665221704: 光化学烟雾的方程式 - ?
温柄丁疏: 被污染空气中的NO2光分解后提供了自由基和活性氧,诱发了许多化学反应.先是 NO2========自由基=======NO+O(活性氧) O+O2===========O3大气中的碳氢化合物被自由基、氧原子和臭氧氧化.产生醛、酮、醇和酸等有机物及中间产物RO2.、HO2.、RCO.等自由基.所生成的某些自由基可使NO快速转变为NO2,或使O2变成过氧基RCO2.+NO======紫外线============NO2+RCO.
双鸭山市15665221704: 当汽车尾气产生的NO2在日光照射下分解成为NO和氧原子时,即开始光化学烟雾的循环,不断地产生O3.这个循环包括下列3个化学方程式:(1)NO2=NO+... - ?
温柄丁疏:[选项] A. NO+O═NO2 B. 2NO+O2═2NO2 C. O3=O+O2 D. 2N2+2O3═4NO+O2
双鸭山市15665221704: (12分)光化学烟雾形成的化学过程是:当汽车尾气产生的NO 2 在日光照射下分解成为NO和氧原子时,即开始光化学烟雾的循环,不断地产生O 3 .这个循环... - ?
温柄丁疏:[答案] (1)2NO+O2====2NO2 (2)3O2NO22O3 (3)CH3CH=====CHCH3+2O3→2CH3CHO+2O2 (1)NO不能稳定存在,能迅速被空气氧化为NO2. (2)3个方程叠加,消去中间产物,可得总反应方程式. (3)反应物和生成物都是明确的,配平即得答案.
双鸭山市15665221704: 光化学烟雾的形成机理是什么? - ?
温柄丁疏:[答案] 光化学烟雾 (1)污染物:氮氧化物(NOx)、碳氢化合物. (2)机理:在氮氧化物作用下,空气中O2转变成O3,可将碳氢化合物氧化成酰类物质.光化学烟雾的主要成分为含氮氧化物、O3、酰类物质等.
双鸭山市15665221704: 有谁知道氮氧化物形成光化学烟雾的过程,写出其化学方程式.要分步的. - ?
温柄丁疏: 通过光化学烟雾模拟实验,已经初步明确在碳氢化合物和氮氧化物相互作用方面主要有以下基本反应: (1) NO2的光解是光化学烟雾形成的主要起始反应,并生成O3:NO2 + hν → NO + O (1)O + O2 + M → O3 + M (2)O3 + NO → NO2 + O2 ...
双鸭山市15665221704: 光化学烟雾是什么呀,有方程式可以表示吗?? - ?
温柄丁疏: 大气中的氮氧化物(NOχ)和碳氢化合物(HC)等一次污染物在阳光照射下发生一系化学反应,生成03、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类和有机酸类等二次污染物们把参与反应过程的这些一次污染物和二次污染物的混合物(气体和颗粒物)所形成的烟雾现象,称为光化学烟雾(photochemical smog).