化學 溫室效應

  • 作者:由 匿名使用者 發表于 攝影
  • 2022-04-01

化學 溫室效應 格式化自己 1級 2019-12-19 回答

當然是,現在大多數國家已經禁止使用了

溫室氣體(Greenhouse Gas,GHG)

1820年之前,沒有人問過地球是如何獲取熱量的這一問題。正是在那一年,讓-巴普蒂斯特-約瑟夫·傅立葉傅立葉(1768~1830):法國數學家與埃及學家。——譯者注開始研究地球如何保留陽光中的熱量而不將其反射回太空的問題。傅立葉在參加學者團隨拿破崙去打埃及戰役時患上了粘液水腫——一種讓人總是感覺寒冷的疾病。回到法國後,他整年披著一件大衣,將大部分時間用於對熱傳遞的研究。他得出的結論是:儘管地球確實將大量的熱量反射回太空,但大氣層還是攔下了其中的一部分並將其重新反射回地球表面。他將此比作一個巨大的鐘形容器,頂端由雲和氣體構成,能夠保留足夠的熱量,使得生命的存在成為可能。他的論文《地球及其表層空間溫度概述》發表於1824年。當時這篇論文沒有被看成是他的最佳之作,直到19世紀末才被人們重新記起。

其實只因為地球紅外線在向太空的輻射過程中被地球周圍大氣層中的某些氣體或化合物吸收才最終導致全球溫度普遍上升,所以這些氣體的功用和溫室玻璃有著異曲同工之妙,都是隻允許太陽光進,而阻止其反射,近而實現保溫、升溫作用,因此被稱為溫室氣體。其中既包括大氣層中原來就有的水蒸氣、二氧化碳、氮的各種氧化物,也包括近幾十年來人類活動排放的氯氟甲烷(HFCs)、氫氟化物、全氟化物(PFCs)、硫氟化物(SF6)等。種類不同吸熱能力也不同,每分子甲烷的吸熱量是二氧化碳的21倍,氮氧化合物更高,是二氧化碳的270倍。不過和人造的某些溫室氣體相比就不算什麼了,目前為止吸熱能力最強的是HFCs和PFCs。下面就其中幾種的排放情況做一簡單介紹:

二氧化碳(CO2):預算全球每年的二氧化碳排放量是一件非常複雜的工作,因為它是在大氣、海洋和生物圈之間迴圈的。透過光合作用地球上的植物每年消耗370Pg(1P=1015)的二氧化碳,但是動植物的呼吸過程以及它們屍體的腐化也會向大氣中釋放同等數量的二氧化碳。與此同時海洋每年也會吸收370Pg的二氧化碳並釋放382Pg的二氧化碳。此外燃燒各種化石燃料會釋放18Pg,燃燒木材釋放7Pg的二氧化碳。如此計算,大氣層中每年都會增加11Pg的二氧化碳。據統計工業革命之前大氣層中的二氧化碳共有290ppmv,而1999年就有350ppmv,年增長率達到0。3-0。4%。而且由於二氧化碳是化學惰性的,不能透過光化學或化學作用去除。

全球碳迴圈

甲烷(CH4):甲烷是在缺氧環境中由產甲烷細菌或生物體腐敗產生的,沼澤地每年會產生150Tg(1T=1012)消耗50Tg,稻田產生100Tg消耗50Tg,牛羊等牲畜消化系統的發酵過程產生100-150Tg,生物體腐敗產生10-100Tg,合計每年大氣層中的甲烷含量會淨增350Tg左右。它在大氣中存在的平均壽命在8年左右,可以透過下面的化學反應:

CH4 + OH ——> CH3 + H2O

消耗掉,而用於此反應的氫氧根(OH)的重量每年就達到500Tg。

一氧化二氮(N2O):它在大氣層中的存在壽命是150年左右,儘管在對流層中是化學惰性的,但是可以利用太陽輻射的光解作用在同溫層中將其中的90%分解,剩下的10%可以和活躍的原子氧O(1D)反應而消耗掉。即使如此大氣層中的N2O仍以每年0。5-3Tg的速度淨增。

N2O + hv ——> N2 + O(1D)

N2O + O(1D) ——> N2 + O2

N2O + O(1D) ——> 2NO

氯氟碳化合物(CFC-11和CFC-12):它們在對流層中也是化學惰性的,但也可在同溫層中利用太陽輻射光解掉或和活性碳原子反應消耗掉。

CCl3F + hv ——> CCl2F + Cl,

Cl2F2 + hv ——> CClF2+ Cl

CCl3F + O(1D) ——> CCl2F + ClO

CCl2F2 + O(1D) ——> CClF + ClO

從根本上了解了溫室效應,及引發這種效應的各種氣體的存在情況,我們不禁會對它對環境的影響產生好奇。其實和許多別的事情一樣,這種影響也是相互的,接下去我們就看看全球變暖也就是溫度和各種現象之間的相互制約關係。

大氣中主要的溫室氣體是水汽(H2O),水汽所產生的溫室效應大約佔整體溫室效應的60%~70%,其次是二氧化碳(CO2)大約佔了26%,其他的還有臭氧(O3),甲烷(CH4),氧化亞氮(N2O)全氟碳化物(PFCs)、氫氟碳化物(HFCs)、含氯氟烴(HCFCs)及六氟化硫(SF6)等。

氟利昂是臭氧層破壞的元兇,它是20世紀20年代合成的,其化學性質穩定,不具有可燃性和毒性,被當作製冷劑、發泡劑和清洗劑,廣泛用於家用電器、泡沫塑膠、日用化學品、汽車、消防器材等領域。20世紀80年代後期,氟利昂的生產達到了高峰,產量達到了144萬噸。在對氟利昂實行控制之前,全世界向大氣中排放的氟利昂已達到了2000萬噸。由於它們在大氣中的平均壽命達數百年,所以排放的大部分仍留在大氣層中,其中大部分仍然停留在對流層,一小部分升入平流層。在對流層相當穩定的氟利昂,在上升進入平流層後,在一定的氣象條件下,會在強烈紫外線的作用下被分解,分解釋放出的氯原子同臭氧會發生連鎖反應,不斷破壞臭氧分子。科學家估計一個氯原子可以破壞數萬個臭氧分子。 根據資料,2003年臭氧空洞面積已達2500萬平方公里。臭氧層被大量損耗後,吸收紫外線輻射的能力大大減弱,導致到達地球表面的紫外線B明顯增加,給人類健康和生態環境帶來多方面的危害。據分析,平流層臭氧減少萬分之一,全球白內障的發病率將增加0。6-0。8%,即意味著因此引起失明的人數將增加1萬到1。5萬人。 由於氟利昂在大氣中的平均壽命達數百年,所以排放的大部分仍滯留在大氣層中,其中大部分停留在對流層,小部分升入平流層。 在對流層的氟利昂分子很穩定,幾乎不發生化學反應。但是,當它們上升到平流層後,會在強烈紫外線的作用下被分解,含氯的氟里昂分子會離解出氯原子,然後同臭氧發生連鎖反應(氯原子與臭氧分子反應,生成氧氣分子和一氧化氯基;一氧化氯基不穩定,很快又變回氯原子,氯原子又與臭氧反應生成氧氣和一氧化氯基……),不斷破壞臭氧分子。 Cl+O3→O2+ClO ClO+O→O2+Cl 如此週而復始,結果一個氯氟利昂分子就能破壞多達10萬個臭氧分子。總的結果,可以用化學方程式表示為: 2O3—→3O2 (在反應中氟里昂分子起到催化劑的作用)。 反應機理: 臭氧在紫外線作用下(反應條件不好打,自己加上) O3 —→ O2 + O 氯氟烴分解(以CF2Cl2為例) CF2Cl2 → CF2Cl• + •Cl 自由基鏈反應 Cl• + O3 —→ ClO• + O2 ClO• + O —→ Cl• + O2 總反應:O3 + O = 2O2

化學 溫室效應 淺聽、莫相離 1級 2010-05-29 回答

化學 溫室效應 匿名使用者 1級 2010-05-29 回答

氟利昂是非常強的溫室氣體

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