20202021高中化學主題3合理利用化學能源課題3汽車燃料清潔化學案魯科版選修1經典實用

1、課題3汽車燃料清潔化學習目標：1.了解汽油燃燒的原理及抗爆震性。(難點)2.認識汽車尾氣的成分、危害及治理。(重點)3.了解清潔燃料汽車所用燃料及理想的清潔燃料氫氣。(重點)自 主 預 習·探 新 知一、從汽油談起1汽油的組成汽油是分子中含有511個碳原子的烴的混合物，含有的烷烴主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷。2汽油的作用原理汽油進入汽缸后，經電火花點燃迅速燃燒，產生的熱氣體做功推動活塞往復運動產生動力，使汽車前進。3汽油的燃燒特點以分子中含有5個碳原子的戊烷為例：完全燃燒：c5h128o25co26h2o。不完全燃燒：2c5h1211o210co12h2o；c5h123o25c6h2

2、o。4汽油的爆震(1)汽油在發(fā)動機中燃燒產生爆震的原因，是汽油燃燒到一定程度時，未燃燒的混合氣中會出現(xiàn)許多燃燒中心，使燃燒速度猛增，產生強大的壓力脈沖，導致出現(xiàn)清脆的金屬敲擊聲。(2)汽油的抗爆震的程度用“辛烷值”的大小來衡量。辛烷值就是我們常說的汽油標號。汽油的辛烷值越高，抗爆震程度越高。(3)汽油所含分子支鏈多的鏈烴、芳香烴、環(huán)烷烴的比例越高，汽油的抗爆震性越好；所含直鏈烴分子越多，它的抗爆震性越差。(4)在汽油中添加四乙基鉛、甲基叔丁基醚可以提高汽油的抗爆震程度。5汽車尾氣及危害汽車尾氣中含有的有害物質有co、氮氧化物、so2、烴類等。造成的危害主要是形成酸雨和光化學煙霧。二、汽車燃料的

3、清潔化1清潔燃料車(1)所用燃料：壓縮天然氣和液化石油氣(2) 2氫氣汽車最理想的清潔燃料(1)優(yōu)點釋放能量多：燃燒相同質量的氫氣和汽油，前者放出的熱量約是后者的3倍。環(huán)境污染?。簹錃馊紵伤?，沒有灰渣和廢氣。(2)不足：當前制取氫氣成本高，氫氣貯存困難。(3)發(fā)展方向：研究新的制氫技術和氫氣貯存方法，如光電解水制氫氣和研制貯氫合金。3燃料電池汽車從電池的正極輸進o2，負極輸進h2或甲醇等，通過化學反應將化學能轉變成電能，能量轉換效率顯著提高，且不會產生污染?；A自測1判斷對錯(對的在括號內打，錯的在括號內打×)(1)汽油是分子中含有511個碳原子的烴的混合物。()(2)辛烷值越小

4、，抗爆震程度越高。()(3)汽車最理想的清潔燃料是氫氣。()(4)汽車尾氣催化裝置能從根本上杜絕有害氣體的產生。()【答案】(1)(2)×(3)(4)×2下列有關汽油抗爆震程度的說法不正確的是()a汽油的抗爆震程度以“辛烷值”來衡量b辛烷值即汽油標號，辛烷值越高，抗爆震程度越高c汽油中所含直鏈烴分子越多，它的抗爆震性越好d汽油中加入四乙基鉛可提高其抗爆震性c汽油所含分子支鏈多的鏈烴、芳香烴、環(huán)烷烴的比例越高，它的抗爆震性越好，所含直鏈烴分子越多，抗爆震性越差。3通常用的清潔燃料是指壓縮天然氣和液化石油氣，有關說法不正確的是() 【導學號：72572112】a壓縮天然氣和液化

5、石油氣都屬于碳氫化合物b氫燃料電池車可實現(xiàn)城市污染物的“零排放”c使用清潔能源主要是考慮防爆震d燃料電池車能量的轉化方式是：化學能電能機械能c天然氣的主要成分為甲烷，液化石油氣的主要成分為丙烷和丁烷，它們均屬于碳氫化合物；由于氫燃料電池車在運行過程中不排放任何有害氣體，所以可以實現(xiàn)城市污染物的“零排放”；使用清潔能源主要是考慮防止有害氣體對環(huán)境的污染；燃料電池車能量的轉化方式為：貯存在燃料中的化學能電能機械能。合 作 探 究·攻 重 難汽車尾氣的來源和處理汽車作為曾經推動人類文明向前躍進的現(xiàn)代社會的產物，在給人類生活帶來便捷舒適的同時，對自然生態(tài)環(huán)境也帶來了害處，它是城市空氣的重要污

6、染源之一。思考交流1汽車尾氣中通常含有哪些有害氣體，它們分別有什么危害？【提示】汽車尾氣中的有害成分主要是co、nox和so2。co對人體健康造成直接危害，nox能引起光化學煙霧和酸雨，so2可形成酸雨。2怎樣防止或消除汽車尾氣帶來的危害？【提示】汽車尾氣的治理可有以下措施：a.汽車排氣管上安裝催化轉化裝置。b.推廣清潔燃料。c.推廣節(jié)能技術。d.加強環(huán)境執(zhí)法力度。汽車尾氣的來源和處理1來源(1)若空氣不足，則會產生co有害氣體。(2)若空氣過量則產生氮氧化合物nox，如n2o2=2no,2noo2=2no2，其中co、nox都是空氣污染物。(3)另外汽油中的硫氧化生成so2。2危害(1)一氧

7、化碳導致低氧血癥，引起組織缺氧，甚至導致人體死亡。(2)二氧化硫和空氣中的氧氣反應生成三氧化硫，三氧化硫又和空氣中的水反應生成硫酸，硫酸隨雨水降下，成為酸雨。(3)氮的氧化物能引起酸雨和光化學煙霧。3處理方法(1)汽車排氣管上安裝填充有催化劑的催化裝置，可加速有害氣體的轉化，如2co2no2co2n2。(2)推廣使用乙醇、甲醇等清潔能源。(3)節(jié)能技術的推廣使用。(4)加大環(huán)境立法和執(zhí)法的力度，把高污染、超標排放尾氣的汽車淘汰。當 堂 達 標·固 雙 基題組1從汽油談起1確定汽油是一種混合物的方法是()a測量濃度b測量沸點c將它燃燒d聞氣味b由于混合物沒有固定的熔沸點，而純凈物有固定

8、的熔沸點，利用這一性質可以進行鑒別。2近年來，許多城市都禁止使用含鉛汽油，無鉛汽油的含義是指() 【導學號：72572113】a汽油中絕不含鉛元素b汽油中不人為添加含鉛元素的物質c汽油中含鉛元素在一定范圍內d以上都不正確b無鉛汽油是指不人為添加四乙基鉛等做抗震劑的汽油。3硝酸工業(yè)產生的尾氣(no、no2等)對環(huán)境造成污染，同時汽車尾氣(含烴類、co、so2與no等)是城市空氣的污染源。 【導學號：72572114】(1)汽車以汽油作為發(fā)動機燃料，在不斷啟動打火的過程中產生了co、no等有毒氣體，若供氧不足，主要產生的污染物是_，若供氧充足，主要產生的有毒氣體是_。(2)簡述co、no對人體產生

9、的影響是_。(3)汽車尾氣污染物造成的影響有：_?！窘馕觥?1)若供氧不足，汽油中的烴(c5h12等)不完全燃燒，產生co，若供氧充足，c5h12等烴完全燃燒，但n2、o2在電火花作用下生成no和no2。(2)co、no極易與血紅蛋白結合，難分離，使血液失去供氧能力，使人體中毒，同時no在人體中含量不正常，可導致心腦血管病、高血壓、中風、糖尿病等疾病。(3)汽車尾氣排放過多，可形成酸雨和光化學煙霧而污染環(huán)境，引起呼吸嚴重障礙，導致心肺衰竭?！敬鸢浮?1)cono、no2等(2)使血液失去供氧能力，導致心腦血管病等(3)污染環(huán)境，引起呼吸嚴重障礙，導致心肺衰竭題組2汽車燃料的清潔化4下列物質中，可作為汽車最理想的清潔燃料的是()a汽油b煤c氫氣d沼氣c氫氣燃燒不會污染環(huán)境，我國已研制成功液氫環(huán)保汽車。5我國已經研制成功以燃料電池為動力的電動汽車，下列關于電動汽車說法錯誤的是() 【導學號：72572115】a電動汽車的研發(fā)是為了節(jié)約能源、保護環(huán)境b電動汽車取代汽油汽車是汽車工業(yè)的發(fā)展方向c電動汽車行駛過程不再需要能量，因此可以節(jié)能d電動汽車的問世在一定程度上可減少酸雨的形成c電池內發(fā)生的化學反應是將燃料的化學能直接轉化為電能，燃料的轉換效率提高了，因此，電動汽車能節(jié)約能源，由于電動汽車不產生汽車尾氣(no、