非金属氧化物-基础化学成果

1.二氧化硫与三氧化硫

（1）二氧化硫

二氧化硫（SO2）是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，容易液化，易溶于水。二氧化硫有毒，它是造成大气污染的主要有害物质之一。

①与水反应

SO2是酸性氧化物，易溶于水生成亚硫酸（H2SO3），因此SO2又叫亚硫酐。H2SO3具有酸的通性，它不稳定，易分解，因此SO2与水的反应是一个可逆反应。

此外，SO2还可与碱、碱性氧化物反应。

②与氧气反应

SO2在适当温度且有催化剂存在下，可被空气中的氧气氧化生成三氧化硫（SO3）。

③SO2具有漂白性

SO2能与许多染料或有色物质进行反应，生成不稳定的无色物质。工业上常用SO2的这种性能来漂白草制品、纸浆等原材料。

■实践活动

通过对Cl2性质的学习，我们知道氯水具有漂白和杀菌消毒作用。在工业上，SO2常用来漂白纸浆、毛、丝、草帽等，也具有漂白作用。请查阅资料，说说Cl2和SO2的漂白作用是否相同？

（2）三氧化硫

通常情况下，三氧化硫（SO3）是白色丝状易挥发的晶体，熔点16.8℃，沸点44.8℃。SO3是一种酸性氧化物，能与水发生剧烈反应生成硫酸，同时放出大量的热。

2.一氧化氮和二氧化氮

■化学史话

1998年的诺贝尔生理学或医学奖得主是三位医学教授，但他们获奖的主要研究成果却与化学有着极大的关系。他们发现，在人体的血管系统内，NO具有传递信号的功能，即能让体内某部位的信号传送到另一个部位。也就是说，如果血管接受到扩张的信号后，血压就会降低。这项发现目前已应用于治疗心血管疾病药物的研发上。

一氧化氮（NO）不溶于水，在常温下很容易被空气中的氧气氧化，生成红棕色的、有刺激性气味的二氧化氮（NO2）气体。NO和NO2都是大气污染的主要物质之一。

生成的NO2易与水结合，形成硝酸。(www.xing528.com)

在雷雨天，大气中常有NO生成。据估算，每年因雷雨而渗入大地的氮肥约有4亿吨。

■科学视野

大气污染与环境保护

近年来，随着工业的发展，能源需求量的剧增，向大气中排放的各种污染物增加，使大气污染对人的危害也日益明显。同时，森林火灾、火山喷发、台风海啸等自然因素的作用，也使得大气的质量大大降低。因此，人类必须认识大气污染，以谋求对策，维护人类健康。

科学地说，大气污染指的是污染物数量超过其自净能力，引起大气质量的恶化，从而影响人体健康和生物生长的现象。现今，存在于大气中的污染物种类繁多，其类别大体见表7-1。

表7-1大气污染物

下面介绍几类主要污染物：

1.总悬浮颗粒物

总悬浮颗粒物是指悬浮在大气中的液体或固体微粒的总称。其对生物的呼吸、空气的能见度以及气候因素等均造成不良影响，因此是大气中危害最明显的一类污染物。

大气中的悬浮物主要来自天然过程和人类活动，如火山喷发的烟气、各种来源的微生物、细菌、植物的花粉，以及固体物质的粉碎加工、火药爆炸、农药喷洒等。根据颗粒粒径的不同，直径大于10μm的称为降尘，小于10μm的称为飘尘。

对人体健康来说，降尘不易被人吸入，因而危害不大；飘尘能随呼吸进入人体，尤其是粒径为0.5～5μm的飘尘，可以被吸入肺细胞而沉积，造成矽肺，危及生命；还可能进入血液送及全身，形成呼吸道疾病。有的还会吸附其他物质，引起二次污染。

2.硫氧化物

硫氧化物（SOx）主要指SO2和SO3，其中SO2是大气中分布很广、影响相当大的物质，因此常用它作为衡量大气污染的主要指标。

SO2主要来自含硫矿物燃料的燃烧，这些物质燃烧时主要生成SO2。SO2在太阳紫外线照射，并有NOx存在时，可发生光化学反应，生成SO3和硫酸雾。当空气中SO2含量超过0.2%（体积分数）时，会使嗓子变哑、喘息，甚至失去知觉，不仅对生物产生危害，还会对名胜古迹、金属构件等造成严重的腐蚀及损害。

3.氮氧化物

氮氧化物（NOx）是指NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4和N2O5等的总称，但造成大气污染的氮氧化物主要指的是NO和NO2。

大气中氮氧化物最重要的污染来源是燃料燃烧和某些工业的生产过程。NO能与血红素结合形成亚硝基血红素；NO2吸收紫外线后分解为NO和氧原子。后者可继续发生一系列反应，导致生成光化学烟雾，使危害加深。

大气中的SOx、NOx在一定条件下发生一系列的化学反应后，遇到水汽变成硫酸雾和硝酸雾，然后伴随雨雪降落到地面，形成酸雨。酸雨被称为“空中死神”，它是指pH小于5.6的大气降水。酸雨的危害是多方面的，能直接破坏水生生态系统，使土壤、湖泊酸化，造成森林和水生生态系统衰退；对建筑材料和金属材料如工业设备、运输工具、电信电缆和名胜古迹等也有较强的腐蚀作用。酸雨对人类健康也构成严重威胁，研究表明：酸沉降是导致人类呼吸道疾病，包括肺癌发病率增高的主要因素。

大气污染的危害很广，主要有四个方面，即对人体健康的危害、对动植物的危害、对材料的危害和对大气的影响。为了保护自然生态和人类的健康，1987年9月，我国颁布了《大气污染防治法》，并规定从1988年6月1日起开始执行，同时制定了《大气环境质量标准》。

目前，由于大气污染物多半是由燃料的燃烧引起的，因此，为了防止大气污染，既要改变燃料的结构与成分，又要改进燃烧的条件，以尽量减少污染物的排放。例如，近几十年来对煤和石油的脱硫处理，或SO2的综合利用，煤的液化或气化，均是减少污染的好方法。植树造林，绿化环境，不仅可以调节大气中CO2和O2的正常含量，而且对SO2、光化学烟雾等也有不同的吸收能力，同时对调节气温、防止噪声都能发挥重要作用。