[名校联盟]江苏省邳州市第二中学2013年高中化学选修四课件：课题3　汽车燃料清洁化.ppt

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1、课题课题3汽车燃料清洁化汽车燃料清洁化zxxkw课程标准导航课程标准导航1.了解汽油的主要化学成分以及在汽缸中发了解汽油的主要化学成分以及在汽缸中发生的主要化学反应。生的主要化学反应。2了解汽油燃烧后产生的主要有害气体成了解汽油燃烧后产生的主要有害气体成分，以及治理汽车尾气的主要方法。分，以及治理汽车尾气的主要方法。3了解清洁燃料汽车所用燃料及理想的清了解清洁燃料汽车所用燃料及理想的清洁燃料氢气。洁燃料氢气。新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习一、从汽油谈起一、从汽油谈起1汽油的组成汽油的组成汽油是分子中含有汽油是分子中含有_个碳原子的烃的个碳原子的烃的混合物，含有的烷烃主要是己烷

2、、庚烷、辛混合物，含有的烷烃主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷。烷和壬烷。5112汽油的燃烧汽油的燃烧如：如：C7H1611O2 7CO28H2O3汽油的抗震性汽油的抗震性汽油抗爆震的程度以汽油抗爆震的程度以“_”_”的大小来的大小来衡量。辛烷值越高，抗爆震程度衡量。辛烷值越高，抗爆震程度_。为提。为提高汽油的抗爆震性，可向汽油中添加四乙基高汽油的抗爆震性，可向汽油中添加四乙基铅或甲基叔丁基醚。铅或甲基叔丁基醚。辛烷值辛烷值越高越高4汽车尾气及处理汽车尾气及处理(1)汽车尾气中含有的有害物质有汽车尾气中含有的有害物质有_、_、SO2、烃类等，造成的危害主、烃类等，造成的危害主要是形成要是形成_和和_

3、。(2)消除汽车尾气对环境污染的办法消除汽车尾气对环境污染的办法在汽车排气管上安装填充催化剂的催化转在汽车排气管上安装填充催化剂的催化转化装置，使有害气体化装置，使有害气体CO、NOx转化为转化为_。推广使用推广使用_等无铅汽油。等无铅汽油。使用清洁燃料或新型能源。使用清洁燃料或新型能源。CO氮的氧化物氮的氧化物酸雨酸雨光化学烟雾光化学烟雾CO2和和N2乙醇汽油乙醇汽油zxxkwzxxkw想一想想一想提高汽油品质有何方法？提高汽油品质有何方法？提示：提示：(1)向汽油中加抗震剂。向汽油中加抗震剂。(2)增加汽油中支链烷烃、芳香烃和环烷烃的比增加汽油中支链烷烃、芳香烃和环烷烃的比例。例。(3)催

4、化重整：在催化剂的作用下，使汽油中烃催化重整：在催化剂的作用下，使汽油中烃分子的结构进行重新排列形成新的分子结构。分子的结构进行重新排列形成新的分子结构。二、汽车燃料的清洁化二、汽车燃料的清洁化1清洁燃料车清洁燃料车(1)汽车清洁燃料包括压缩汽车清洁燃料包括压缩_和液化石和液化石油气。油气。(2)汽车清洁燃料的优点：汽车清洁燃料的优点：大大降低了对环境的污染。大大降低了对环境的污染。延长了发动机的使用寿命。延长了发动机的使用寿命。2氢气氢气汽车最理想的清洁燃料汽车最理想的清洁燃料天然气天然气(1)优点优点释放能量高，燃烧相同质量的氢气和汽油释放能量高，燃烧相同质量的氢气和汽油,前者放出的热量约

5、是后者的前者放出的热量约是后者的3倍。倍。不会造成环境污染，氢气燃烧生成水，没不会造成环境污染，氢气燃烧生成水，没有灰渣和废气。有灰渣和废气。(2)不足：当前制取氢气不足：当前制取氢气_高，氢气高，氢气_困难。困难。(3)发展方向：研究新的制氢技术和氢气贮存发展方向：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金属及方法，如光电解水制氢气和研制贮氢金属及合金。合金。成本成本贮存贮存自主体验自主体验1下列物质中，可作为汽车最理想的清洁燃下列物质中，可作为汽车最理想的清洁燃料的是料的是()A汽油汽油B煤煤C氢气氢气 D沼气沼气解析：选解析：选C。氢气燃烧不会污染环境。我国已。氢气燃烧

6、不会污染环境。我国已研制成功液氢环保汽车。研制成功液氢环保汽车。2(2012天津南开区高二检测天津南开区高二检测)为保护环境，为保护环境，我国已全面停止生产和使用含铅汽油，提倡我国已全面停止生产和使用含铅汽油，提倡使用无铅汽油。其主要原因是使用无铅汽油。其主要原因是()A提高汽油燃烧效率提高汽油燃烧效率 B降低汽油成本降低汽油成本C避免铅污染大气避免铅污染大气 D铅资源短缺铅资源短缺解析：选解析：选C。禁止使用含铅汽油的主要原因是。禁止使用含铅汽油的主要原因是避免汽车尾气中的铅污染大气。避免汽车尾气中的铅污染大气。3下列烷烃含量越高，汽油品质越好的是下列烷烃含量越高，汽油品质越好的是 ()AC

7、H3(CH2)6CH3BCH3CH(CH3)CH2CH2CH3C(CH3)2CHCH2C(CH3)3DCH3(CH2)14CH3解析：选解析：选C。汽油所含分子支链多的链烃、芳。汽油所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例越高香烃、环烷烃的比例越高,它的抗爆震性越好它的抗爆震性越好;所含直链烃分子越多，抗爆震性越差。所含直链烃分子越多，抗爆震性越差。要点突破讲练互动要点突破讲练互动要点汽油的作用原理要点汽油的作用原理探究导引探究导引汽车排气管上的催化转化器如何汽车排气管上的催化转化器如何使空气的酸度升高？使空气的酸度升高？提示：提示：催化转化器中的催化剂也加速了汽车尾催化转化器中的催化剂也加

8、速了汽车尾气中的气中的SO2向向SO3的转化，所以使得空气的酸度的转化，所以使得空气的酸度升高。升高。要点归纳要点归纳汽油进入汽缸后，经电火花点燃迅速燃烧，燃汽油进入汽缸后，经电火花点燃迅速燃烧，燃烧产生的热气体做功推动活塞往复运动产生动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。以力，使汽车前进。以C5H12为例，完全燃烧：为例，完全燃烧：C5H128O2 5CO26H2O；不完全燃烧；不完全燃烧2C5H1211O2 10CO12H2OC5H123O2 5C6H2O。不完全燃烧是汽车汽缸。不完全燃烧是汽车汽缸积炭的原因。积炭的原因。即时应用即时应用1某同学骑车行驶在马路上，看见他

9、前方某同学骑车行驶在马路上，看见他前方的一辆卡车冒出浓厚的黑烟，这说明该汽车的一辆卡车冒出浓厚的黑烟，这说明该汽车所用的燃料是所用的燃料是()A汽油汽油 B柴油柴油C液化气液化气 D天然气天然气解析：选解析：选B。根据信息可知该汽车燃料中碳。根据信息可知该汽车燃料中碳含量较高，燃烧不充分产生黑烟含量较高，燃烧不充分产生黑烟(含大量碳的含大量碳的颗粒颗粒)，上述四种燃料中柴油含碳量最高。，上述四种燃料中柴油含碳量最高。2我国推广使用乙醇汽油，它是在汽油中加我国推广使用乙醇汽油，它是在汽油中加入适量乙醇形成的混合燃料。下列叙述中正确入适量乙醇形成的混合燃料。下列叙述中正确的是的是(双选双选)()A

10、使用乙醇汽油能减少有害气体的排放，是使用乙醇汽油能减少有害气体的排放，是一种改善环境的清洁能源一种改善环境的清洁能源B燃料中的乙醇可以通过粮食发酵或化工合燃料中的乙醇可以通过粮食发酵或化工合成等方法制得成等方法制得C乙醇汽油是一种新型化合物乙醇汽油是一种新型化合物D燃烧乙醇汽油可以减少对大气的污染是因燃烧乙醇汽油可以减少对大气的污染是因为它不含硫元素和氮元素为它不含硫元素和氮元素解析：选解析：选AB。乙醇汽油是在汽油中加入一定。乙醇汽油是在汽油中加入一定比例的乙醇，从而使燃料燃烧充分，污染少比例的乙醇，从而使燃料燃烧充分，污染少.题型题型1汽车尾气及处理汽车尾气及处理硝酸工业产生的废气硝酸工业

11、产生的废气(NO、NO2等等)对环对环境造成污染，同时汽车尾气境造成污染，同时汽车尾气(含烃类、含烃类、CO、SO2与与NO等等)是城市空气的污染源。是城市空气的污染源。(1)汽车以汽油作为发动机燃料，在不断启动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打火的过程中产生了CO、NO等有毒气体，若等有毒气体，若供氧不足，主要产生的污染物是供氧不足，主要产生的污染物是_,题型探究权威预测题型探究权威预测例例1若供氧充足，主要产生的有毒气体是若供氧充足，主要产生的有毒气体是_。(2)简述简述CO、NO对人体产生的影响是对人体产生的影响是_。(3)汽车尾气污染物造成的影响有：汽车尾气污染物

12、造成的影响有：_。【思路点拨思路点拨】解答此题注意以下两点：解答此题注意以下两点：(1)根据汽油在汽车汽缸内的作用原理，分析根据汽油在汽车汽缸内的作用原理，分析尾气的产生。尾气的产生。(2)正确认识正确认识CO、NO对人体的危害。对人体的危害。【解析解析】(1)若供氧不足，汽油中的烃若供氧不足，汽油中的烃(C5H12等等)不完全燃烧，产生不完全燃烧，产生CO,若供氧充足若供氧充足, C5H12等烃完全燃烧，但等烃完全燃烧，但N2、O2在电火花作用下生在电火花作用下生成成NO和和NO2。(2)CO、NO极易与血红蛋白结合，难分离，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，同时使

13、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。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，导致烟雾而污染环境，引起呼吸严重障碍，导致心肺衰竭。心肺衰竭。【答案答案】(1)CONO、NO2等等(2)使血液失去供氧能力，导致心脑血管病等使血液失去供氧能力，导致心脑血管病等(3)污染环境，引起呼吸严重障碍，导致心肺污染环境，引起呼吸严重障碍，导致心肺衰竭衰竭题型题型2汽车燃料的清洁化汽车燃料的清洁化在中国深圳召

14、开的世界电动车大会，雪在中国深圳召开的世界电动车大会，雪佛兰佛兰Equinox氢燃料电池车亮相，其主要动力氢燃料电池车亮相，其主要动力来自以氢气为燃料的氢镍燃料电池组。来自以氢气为燃料的氢镍燃料电池组。(1)雪佛兰燃料电池车与单纯燃油车相比的优雪佛兰燃料电池车与单纯燃油车相比的优点是点是_。例例2(2)雪佛兰燃料电池车的工作原理是雪佛兰燃料电池车的工作原理是_。(3)氢能与其他能源相比，具有的优点是氢能与其他能源相比，具有的优点是_，氢燃料电池汽车的普及还十分困难，你认为氢燃料电池汽车的普及还十分困难，你认为其中的原因有其中的原因有_(填一项即可填一项即可)。【思路点拨思路点拨】解答此题注意以

15、下几点：解答此题注意以下几点：(1)正确理解汽车燃料清洁化的核心。正确理解汽车燃料清洁化的核心。(2)明确汽车燃料清洁化的措施。明确汽车燃料清洁化的措施。(3)联系实际问题。联系实际问题。【解析解析】(1)燃料电池比直接燃烧燃料的优燃料电池比直接燃烧燃料的优点主要是能量利用率高、不产生点主要是能量利用率高、不产生CO、氮氧化、氮氧化物等污染性物质。物等污染性物质。(2)将燃料的化学能转化为电能。将燃料的化学能转化为电能。(3)原料来源广，易燃烧，热值高而且没有灰原料来源广，易燃烧，热值高而且没有灰渣和废气，不会污染环境；制取氢气耗能大渣和废气，不会污染环境；制取氢气耗能大,成本高，储存和运输困

16、难，安全性低，加氢成本高，储存和运输困难，安全性低，加氢站建设投资大等。站建设投资大等。【答案答案】(1)低燃料消耗和低排放、低污染低燃料消耗和低排放、低污染(2)从电池的正极输进氧气或空气负极输进从电池的正极输进氧气或空气负极输进燃料如甲醇、氢气等，通过电池内发生的化燃料如甲醇、氢气等，通过电池内发生的化学反应将燃料的化学能转化为电能学反应将燃料的化学能转化为电能(3)原料来源广，易燃烧，热值高而且没有灰原料来源广，易燃烧，热值高而且没有灰渣和废气，不会污染环境制取氢气耗能大渣和废气，不会污染环境制取氢气耗能大,成本高，储存和运输困难，安全性低，加氢成本高，储存和运输困难，安全性低，加氢站建

17、设投资大等站建设投资大等(回答一项即可回答一项即可)【名师点睛名师点睛】可以取代石油制品作为汽车可以取代石油制品作为汽车动力的清洁能源有蓄电池、天然气、太阳能、动力的清洁能源有蓄电池、天然气、太阳能、乙醇汽油、甲醇、酒精、氢气等。乙醇汽油、甲醇、酒精、氢气等。课堂达标即时巩固课堂达标即时巩固1(2012郑州高二检测郑州高二检测)由于石油资源的紧张，由于石油资源的紧张，近年来，在许多城市街头会发现不少公交车和近年来，在许多城市街头会发现不少公交车和出租上印有出租上印有“CNG”的标志，表示它们是以天然的标志，表示它们是以天然气作燃料的汽车。城市推行这一改革的主要目气作燃料的汽车。城市推行这一改革

18、的主要目的是的是()A延长发动机的寿命延长发动机的寿命B促进地方经济的发展，增加再就业机会促进地方经济的发展，增加再就业机会C节约能源节约能源D减少大气污染减少大气污染解析：选解析：选D。天然气是一种清洁能源，不易产。天然气是一种清洁能源，不易产生大气污染。生大气污染。2(2012阜阳一中高二检测阜阳一中高二检测)机动车的汽缸中机动车的汽缸中空气进量过少或过多时，产生的主要有害气空气进量过少或过多时，产生的主要有害气体依次是体依次是()A气态烃和气态烃和NO、NO2等等BCO、气态烃和、气态烃和NO、NO2等等CCO和和CO2D气态烃和气态烃和CO2解析：选解析：选B。若空气进量过少，汽油不能

19、完全。若空气进量过少，汽油不能完全燃烧，则会有燃烧，则会有CO和碳单质生成，还有未参与和碳单质生成，还有未参与反应的汽油；若空气进量过多反应的汽油；若空气进量过多,汽油完全燃烧汽油完全燃烧,过量的过量的O2会与会与N2发生反应：发生反应：N2O22NO, 2NOO2=2NO2，故选，故选B项。项。3所谓所谓“绿色汽车绿色汽车”是指使用液化石油气和是指使用液化石油气和压缩天然气做能源的汽车。绿色汽车可避免有压缩天然气做能源的汽车。绿色汽车可避免有毒的铅、有机化合物的排放毒的铅、有机化合物的排放.从环保角度来讲从环保角度来讲,燃烧等质量的液化石油气燃烧等质量的液化石油气(主要成分是主要成分是C3C

20、4的烃的烃)与汽油相比较与汽油相比较()A前者生成的水少前者生成的水少B前者消耗氧气量少前者消耗氧气量少C前者燃烧产生的热量多前者燃烧产生的热量多D前者产生的含碳化合物少前者产生的含碳化合物少解析：选解析：选D。使用清洁燃料的绿色汽车，可大。使用清洁燃料的绿色汽车，可大大降低对环境的污染，排放的有害物质比汽大降低对环境的污染，排放的有害物质比汽油车降低许多，加之油车降低许多，加之CH4或或C3H8、C4H10等的等的含碳质量分数比汽油含碳质量分数比汽油(C5C11的烃的烃)的低，故的低，故燃烧等质量的液化石油气所产生的含碳化合燃烧等质量的液化石油气所产生的含碳化合物物(CO、CO2等等)比汽油

21、少。比汽油少。4重庆汽车研究所国家燃气汽车工程技术研重庆汽车研究所国家燃气汽车工程技术研究中心经过多年攻关，早已完成了国内第一辆究中心经过多年攻关，早已完成了国内第一辆达到欧洲达到欧洲号排放标准的天然气单一燃料汽车号排放标准的天然气单一燃料汽车的研制。时隔一年，在此基础上，又一举拿下的研制。时隔一年，在此基础上，又一举拿下了汽油了汽油天然气双燃料汽车，并且达到了欧洲天然气双燃料汽车，并且达到了欧洲号排放标准，得到了政府的大力支持并被推号排放标准，得到了政府的大力支持并被推广使用。广使用。(1)天然气的主要成分为天然气的主要成分为_，_在在隔绝空气条件下，经微生物发酵作用可形成，隔绝空气条件下，

22、经微生物发酵作用可形成，天然气中贮藏的化学能最终是来自于天然气中贮藏的化学能最终是来自于_.(2)从石油中获得更多轻质燃油的方法是从石油中获得更多轻质燃油的方法是_。(3)利用天然气可以制高档墨水和橡胶用的炭利用天然气可以制高档墨水和橡胶用的炭黑，同时得到合成氨工业所需黑，同时得到合成氨工业所需H2，该反应的，该反应的化学方程式为化学方程式为_。(4)政府推广使用燃气汽车的主要目的是政府推广使用燃气汽车的主要目的是_(填序号填序号)。A延长发动机使用寿命延长发动机使用寿命B促进西部经济发展促进西部经济发展C减少污染减少污染D提高能源利用率提高能源利用率解析：解析：(1)天然气的主要成分为天然气

23、的主要成分为CH4，植物遗体，植物遗体无氧发酵可以得到，既然直接来自植物则其无氧发酵可以得到，既然直接来自植物则其能量间接来自于太阳能；能量间接来自于太阳能；(2)用催化裂化的方用催化裂化的方法可以得到更多的轻质燃油；法可以得到更多的轻质燃油；(3)利用元素守利用元素守恒可以写出方程式；恒可以写出方程式；(4)使用燃气汽车可减少使用燃气汽车可减少污染物的排放与节约能源。污染物的排放与节约能源。5汽车作为曾经推动人类文明向前跃进的现汽车作为曾经推动人类文明向前跃进的现代社会产物，在给人类生活带来便捷舒适的代社会产物，在给人类生活带来便捷舒适的同时，对自然生态环境也带来了害处，它是同时，对自然生态

24、环境也带来了害处，它是城市空气的重要污染源之一。城市空气的重要污染源之一。(1)车用汽油是由多种烃组成的混合物，写出车用汽油是由多种烃组成的混合物，写出己烷完全燃烧的方程式己烷完全燃烧的方程式_。若燃烧不完全会产生若燃烧不完全会产生_和和_等大等大气污染物。气污染物。(2)汽车尾气中的大气污染物除汽车尾气中的大气污染物除(1)中所述，还中所述，还有有(写化学式写化学式)_、_。(3)治理尾气的方法之一是在汽车的排气管上治理尾气的方法之一是在汽车的排气管上装一个装一个“催化转化器催化转化器”(用铂、钯合金做催化用铂、钯合金做催化剂剂)，它的作用是使，它的作用是使CO和和NO反应，生成两种反应，生

25、成两种气体，其中一种可以参与植物的光合作用，气体，其中一种可以参与植物的光合作用，另一种是空气中含量最多的气体。请写出另一种是空气中含量最多的气体。请写出CO与与NO反应的化学方程式反应的化学方程式_。解析：解析：(1)己烷完全燃烧可生成己烷完全燃烧可生成CO2和和H2O，不，不完全燃烧则有完全燃烧则有C或或CO等大气污染物生成。等大气污染物生成。(2)发动机汽缸内因电子点火使发动机汽缸内因电子点火使N2和和O2反应，反应，化学方程式为化学方程式为N2O2 2NO，同时汽油中，同时汽油中的硫燃烧生成的硫燃烧生成SO2。(3)CO和和NO反应，生成两种气体，其中可以反应，生成两种气体，其中可以参与植物的光合作用的是参与植物的光合作用的是CO2，另一种是空气，另一种是空气中含量最多的气体中含量最多的气体N2。