文档介绍：臭氧层的形成与破坏
摘要:本文对臭氧的形成和破坏进行了简单的分析,并列出部分反应机理。
关键词:臭氧层、反应机理、
一、臭氧的形成
在数亿年以前,地球上的大气中没有臭氧层,地球的表面受到来自太阳的紫外线强烈照射,地面上没有生物存在,仅有少数生物生存在水中,因为水能吸收紫外线,水中绿色植物不断地吸收大气中的二氧化碳,释放出氧气,扩散到空气中,而其中一部分的氧气在大气层的上层,受到紫外线的作用,依下面所示的反应式,氧气变成了臭氧而产生了臭氧层.
臭氧层对地球上的生命相当重要,因它能滤除紫外线,地球上生物才能登上陆地,展开另一种灿烂多姿的地表生活
O2 + hν→ 2O·
O2 + O·→ O3
二、臭氧的介绍
臭氧(O3)是一种具有刺激性气味,略带有淡蓝色的气体,在大气层中,氧分子因高能量的辐射而分解为氧原子(O),而氧原子与另一氧分子结合,,***或其他游离性物质反应而分解消失,由於这种反覆不断的生成和消失,乃能使臭氧含量维持在一定的均衡状态,而大气中约有90%的臭氧存在於离地面 15到50公里之间的区域,也就是平流层(Stratosphere),在平流层的较低层,即离地面20到30公里处,为臭氧浓度最
高之区域,是为臭氧层(Ozo·e Layer),臭氧层具有吸收太阳光中大部分的紫外线,以屏蔽地球表面生物,不受紫外线侵害之功能.
三、臭氧层破坏的催化反应机理
目前O3层破坏主要有三类链反应:HOx、·Ox、ClOx。
(1)水蒸气、甲烷等的影响
平流层中存在的水蒸气、甲烷,可与激发态氧原子形成含氢物质(H,OH与HO2),例如
H2O+O→2HO
CH4+O→CH3+HO
H2+O→H+HO
这些物质可造成O3损耗约10%。反应:
HO + O3 → HO2 + O2 HO2 + O → HO + O2
总反应: O + O3 → 2O2
(2)·Ox的催化作用
平流层中的·2O(超音速飞机排放)可为紫外线辐射分解为·2和O,其中,约有1%的·2O又与激发态的氧原子结合,经氧化后产生·O和·O2
·2O+ O→ 2·O ·O+O3→·O2+O2
经氧化后产生·O和·O2是造成O3损耗的重要过程,估计约占O3总损耗量的70%。·O + O3 →·O2 + O2 ·O2 + O →·O + O2
总反应: O + O3 → 2O2
(3)天然或人为的***、溴及其氧化物的催化作用
平流层中ClOx的天然源是海洋生物产生的CH3Cl:
CH3Cl + h·→ CH3 + Cl(该过程贡献cl很少)
ClOx的人为源是制冷剂(主要来源)
CFCl3 + h·→ CFCl2 + Cl CF2Cl2 + h·→ CF2Cl + Cl
光解产生的Cl 可破坏O3
Cl + O3 → ClO + O2 O + ClO → Cl + O2
总反应: O + O3 → 2O2
(4)总结
总结上述O3层破坏的反应过程,可得到:
Y + O3 → YO + O2 O + YO → Y + O2
总反应: O + O3 → 2O2/Y
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