2019高中化学 主题3 合理利用化学能源 课题3 汽车燃料清洁化学案 鲁科版选修1.doc

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1、1课题课题 3 3 汽车燃料清洁化汽车燃料清洁化学习目标：1.了解汽油燃烧的原理及抗爆震性。(难点)2.认识汽车尾气的成分、危害及治理。(重点)3.了解清洁燃料汽车所用燃料及理想的清洁燃料氢气。(重点)自 主 预 习探 新 知一、从汽油谈起1汽油的组成汽油是分子中含有 511 个碳原子的烃的混合物，含有的烷烃主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷。2汽油的作用原理汽油进入汽缸后，经电火花点燃迅速燃烧，产生的热气体做功推动活塞往复运动产生动力，使汽车前进。3汽油的燃烧特点以分子中含有 5 个碳原子的戊烷为例：完全燃烧：C5H128O25CO26H2O。点燃不完全燃烧：2C5H1211O210CO12H2O

2、；点燃C5H123O25C6H2O。点燃4汽油的爆震(1)汽油在发动机中燃烧产生爆震的原因，是汽油燃烧到一定程度时，未燃烧的混合气中会出现许多燃烧中心，使燃烧速度猛增，产生强大的压力脉冲，导致出现清脆的金属敲击声。(2)汽油的抗爆震的程度用“辛烷值”的大小来衡量。辛烷值就是我们常说的汽油标号。汽油的辛烷值越高，抗爆震程度越高。(3)汽油所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例越高，汽油的抗爆震性越好；所含直链烃分子越多，它的抗爆震性越差。(4)在汽油中添加四乙基铅、甲基叔丁基醚可以提高汽油的抗爆震程度。5汽车尾气及危害汽车尾气中含有的有害物质有 CO、氮氧化物、SO2、烃类等。造成的危害主要

3、是形成酸雨和光化学烟雾。二、汽车燃料的清洁化21清洁燃料车(1)所用燃料：压缩天然气和液化石油气(2) 2氢气汽车最理想的清洁燃料(1)优点释放能量多：燃烧相同质量的氢气和汽油，前者放出的热量约是后者的 3 倍。环境污染小：氢气燃烧生成水，没有灰渣和废气。(2)不足：当前制取氢气成本高，氢气贮存困难。(3)发展方向：研究新的制氢技术和氢气贮存方法，如光电解水制氢气和研制贮氢合金。3燃料电池汽车从电池的正极输进 O2，负极输进 H2或甲醇等，通过化学反应将化学能转变成电能，能量转换效率显著提高，且不会产生污染。基础自测1判断对错(对的在括号内打，错的在括号内打)(1)汽油是分子中含有 511 个

4、碳原子的烃的混合物。( )(2)辛烷值越小，抗爆震程度越高。( )(3)汽车最理想的清洁燃料是氢气。( )(4)汽车尾气催化装置能从根本上杜绝有害气体的产生。( )【答案】 (1) (2) (3) (4)2下列有关汽油抗爆震程度的说法不正确的是( )A汽油的抗爆震程度以“辛烷值”来衡量B辛烷值即汽油标号，辛烷值越高，抗爆震程度越高C汽油中所含直链烃分子越多，它的抗爆震性越好D汽油中加入四乙基铅可提高其抗爆震性C C 汽油所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例越高，它的抗爆震性越好，所含直链烃分子越多，抗爆震性越差。3通常用的清洁燃料是指压缩天然气和液化石油气，有关说法不正确的是( ) 【导

5、学号：72572112】A压缩天然气和液化石油气都属于碳氢化合物B氢燃料电池车可实现城市污染物的“零排放”C使用清洁能源主要是考虑防爆震3D燃料电池车能量的转化方式是：化学能电能机械能C C 天然气的主要成分为甲烷，液化石油气的主要成分为丙烷和丁烷，它们均属于碳氢化合物；由于氢燃料电池车在运行过程中不排放任何有害气体，所以可以实现城市污染物的“零排放” ；使用清洁能源主要是考虑防止有害气体对环境的污染；燃料电池车能量的转化方式为：贮存在燃料中的化学能电能机械能。合 作 探 究攻 重 难汽车尾气的来源和处理汽车作为曾经推动人类文明向前跃进的现代社会的产物，在给人类生活带来便捷舒适的同时，对自然生

6、态环境也带来了害处，它是城市空气的重要污染源之一。思考交流1汽车尾气中通常含有哪些有害气体，它们分别有什么危害？【提示】 汽车尾气中的有害成分主要是 CO、NOx和 SO2。CO 对人体健康造成直接危害，NOx能引起光化学烟雾和酸雨，SO2可形成酸雨。2怎样防止或消除汽车尾气带来的危害？【提示】 汽车尾气的治理可有以下措施：a.汽车排气管上安装催化转化装置。b.推广清洁燃料。c.推广节能技术。d.加强环境执法力度。汽车尾气的来源和处理1来源(1)若空气不足，则会产生 CO 有害气体。(2)若空气过量则产生氮氧化合物 NOx，如N2O2=2NO,2NOO2=2NO2，其中 CO、NOx都是空气污

7、染物。(3)另外汽油中的硫氧化生成 SO2。2危害(1)一氧化碳导致低氧血症，引起组织缺氧，甚至导致人体死亡。(2)二氧化硫和空气中的氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫又和空气中的水反应生成硫酸，硫酸随雨水降下，成为酸雨。(3)氮的氧化物能引起酸雨和光化学烟雾。3处理方法(1)汽车排气管上安装填充有催化剂的催化装置，可加速有害气体的转化，如2CO2NO2CO2N2。=催化剂(2)推广使用乙醇、甲醇等清洁能源。4(3)节能技术的推广使用。(4)加大环境立法和执法的力度，把高污染、超标排放尾气的汽车淘汰。当 堂 达 标固 双 基题组 1 从汽油谈起1确定汽油是一种混合物的方法是( )A测量浓度 B测量

8、沸点C将它燃烧D闻气味B B 由于混合物没有固定的熔沸点，而纯净物有固定的熔沸点，利用这一性质可以进行鉴别。2近年来，许多城市都禁止使用含铅汽油，无铅汽油的含义是指( ) 【导学号：72572113】A汽油中绝不含铅元素B汽油中不人为添加含铅元素的物质C汽油中含铅元素在一定范围内D以上都不正确B B 无铅汽油是指不人为添加四乙基铅等做抗震剂的汽油。3硝酸工业产生的尾气(NO、NO2等)对环境造成污染，同时汽车尾气(含烃类、CO、SO2与 NO 等)是城市空气的污染源。 【导学号：72572114】(1)汽车以汽油作为发动机燃料，在不断启动打火的过程中产生了 CO、NO 等有毒气体，若供氧不足，

9、主要产生的污染物是_，若供氧充足，主要产生的有毒气体是_。(2)简述 CO、NO 对人体产生的影响是_。(3)汽车尾气污染物造成的影响有：_。【解析】 (1)若供氧不足，汽油中的烃(C5H12等)不完全燃烧，产生 CO，若供氧充足，C5H12等烃完全燃烧，但 N2、O2在电火花作用下生成 NO 和 NO2。(2)CO、NO 极易与血红蛋白结合，难分离，使血液失去供氧能力，使人体中毒，同时NO 在人体中含量不正常，可导致心脑血管病、高血压、中风、糖尿病等疾病。(3)汽车尾气排放过多，可形成酸雨和光化学烟雾而污染环境，引起呼吸严重障碍，导致心肺衰竭。【答案】 (1)CO NO、NO2等5(2)使血

10、液失去供氧能力，导致心脑血管病等(3)污染环境，引起呼吸严重障碍，导致心肺衰竭题组 2 汽车燃料的清洁化4下列物质中，可作为汽车最理想的清洁燃料的是( )A汽油B煤C氢气D沼气C C 氢气燃烧不会污染环境，我国已研制成功液氢环保汽车。5我国已经研制成功以燃料电池为动力的电动汽车，下列关于电动汽车说法错误的是( ) 【导学号：72572115】A电动汽车的研发是为了节约能源、保护环境B电动汽车取代汽油汽车是汽车工业的发展方向C电动汽车行驶过程不再需要能量，因此可以节能D电动汽车的问世在一定程度上可减少酸雨的形成C C 电池内发生的化学反应是将燃料的化学能直接转化为电能，燃料的转换效率提高了，因此，电动汽车能节约能源，由于电动汽车不产生汽车尾气(NO、SO2、NO2等)，因此电动汽车的增多，也保护了环境。电动汽车取代汽油汽车是汽车工业发展的方向。使用汽车尾气的催化装置无法消除硫的氧化物对环境的污染，还加速了 SO2向 SO3的转化，使排出的废气酸度升高。只能减少，无法从根本上杜绝有害气体产生。