2022年高中化学主题合理利用化学能源课题汽车燃料清洁化 .docx

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1、精品_精品资料_2022 年高中化学主题 3 合理利用化学能源课题3 汽车燃料清洁化1. 明白汽油燃烧的原理及抗爆震性. 难点2. 熟识汽车尾气的成分、危害及治理. 重点3. 明白清洁燃料汽车所用燃料及理想的清洁燃料氢气. 重点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. 汽油的组成从汽油谈起可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_汽油是分子中含有 5 11 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,经电火花点燃快速燃烧,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

2、戊烷为例：完全燃烧：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C5H12 8O25CO2不完全燃烧：6H2O.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2C5H12 11O210CO 12H2O.C5H12 3O25C6H2O.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 汽油的抗震性汽油抗爆震的程度以“辛烷值”的大小来衡量.辛烷值越高,抗爆震程度越高.为提高汽油的抗爆震性,可向汽油中添加四乙基铅或甲基叔丁基醚做抗震剂.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.造成的危害主要是形成酸雨和光化学烟雾.1怎样提高汽油的品质？【提示】1 向汽

3、油中加抗震剂.(2) 增加汽油中支链烷烃、芳香烃、环烷烃的比例.汽车燃料的清洁化(3) 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.1. 清洁燃料车所用燃料：压缩自然气和液化石油气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) 进展方向：争论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.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 燃料电池汽车从电池的正极输进 O2,负极输进

4、 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.2你知道怎样制备乙醇汽油吗？乙醇汽油与汽油相比,有何优点？【提示】以玉米及其他农副产品、含糖类废物等为原料,经发酵、蒸馏制得乙醇,再以乙醇、汽油为原料,辅以少量添加剂,可以制成乙醇汽油.使用乙醇汽油既可节能降耗,又能改善大气环境的质量.汽油的成分及燃烧原理【问题导思】汽油的主要成分是什么？不完全燃烧有什么现象？汽油在发动机中燃烧产生爆震的缘由是什么？汽油的抗爆震程度用什么来衡量？怎样才能提高汽油的抗爆震程度？【提示】汽油是含有 511 个碳原子的烃的混合物,不完全燃烧时会在汽缸内产生积炭现象.汽油燃烧时产生

5、爆震的缘由是在未燃烧的混合气体中显现许多燃烧中心,产生强大的冲击波.汽油的抗爆震程度用“辛烷值”来衡量,提高汽油的抗爆震程度可通过增加支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例,或添加四乙基铅、甲基叔丁基醚等.1成分：含有 5 11 个碳原子的烃的混合物.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2沸点：介于 70 150之间.3. 发生的主要反应(1) 汽油发动机的点火方式为电打火.(2) 汽油完全燃烧生成水蒸气和二氧化碳,不完全燃烧有CO 和单质碳生成,使汽缸中显现积炭.4. 汽油的爆震(1) 汽油在发动机中燃烧产生爆震的缘由,是汽油燃烧到确定程度时,未燃烧的混合气中会显现许多燃烧中心,使燃

6、烧速度猛增,产生强大的冲击波,导致显现动听的金属敲击声.(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. 阅读以下材料,答复有关问题.以汽油和柴油为燃料的机动车所排放的尾气,是当今城市大气污染物的主要来源.要治理城市大气污染,改用新型燃料是有效途径之一.(1) 大气中的烃及一氧化碳是由于汽车燃料与空气中的氧气反应不 完全而造成的.许多机动车 特

7、别是以柴油为燃料的汽车 在行驶过程中不仅噪音巨大,而且仍排放大量黑烟.假设某机动车燃料为CxHy, 写出它不完全燃烧分别生成“黑烟”和一氧化碳的两个反应的化学方程式：.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ .进一步说明为什么柴油机车排放的尾气比汽油机车排放的尾气更加浓黑？ .(2) 假设改用新型燃料作为机动车的动力来源,以此减轻城市的大气污染,可选用.A无烟煤B压缩自然气C电池D液化石油气【解析】1 一般来说,含碳量高的烃更易产生黑烟,如C2H2 燃烧现象为“火焰光明,有浓烈的黑烟”.C2H4 燃烧现象为“火焰光明,有黑烟”. CH4燃烧现象为“火焰呈淡蓝色,几乎看不到烟”.2 “

8、无烟煤”不能用于一般机动车的燃料 老式火车除外 ,且煤的燃烧仍会污染大气.“电池”不能算作“新型燃料”,而压缩自然气和液化石油气属于清洁燃料,它们燃烧时生成的CO、NOx 比汽油少许多,且发动机汽缸几乎不产生积炭现象,可延长发动机的使用寿命.【答案】14CxHy yO24xC 2yH2O或其他形式 4CxHy 2x yO24xCO2yH2O由于柴油中含有的烃的相对分子质量大,单位物质的量的柴油完 全燃烧比汽油所需要的氧气 空气 多,因此假设供空气不足,极易造成柴油的不完全燃烧,加之柴油中所含烃类的含碳量比汽油中烃类的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_含碳量高,故燃烧时柴油更易产生

9、黑烟 碳粒 2BD1以下有关汽油抗爆震程度的说法不正确的选项是 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【解析】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.【答案】C汽车尾气的来源和处理【问题导思】汽车尾气中通常含有哪些有害气体,它们分别有什么危害？怎样防止或排除汽车尾气带来的危害？【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

10、 可形成酸雨.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扮装置. b. 推广清洁燃料. c. 推广节能技术. d. 加强环境执法力度1. 来源(1) 假设空气不足,就会产生 CO有害气体.(2) 假设空气过量就产生氮氧化合物 NOx,如N2O2=2NO,2NOO2=2NO,2 其中 CO、NOx都是空气污染物.(3) 另外汽油中的硫氧化生成 SO2.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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

11、) 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扮装置,可加速有害气体的转化,如 2CO2NO2CO2 N2.(2) 推广使用乙醇、甲醇等清洁能源.(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剔除.使用汽车尾气的催扮装置无法排除硫的氧化物对环境的污染,仍 加速了 SO2 向 SO3 的转化,使排出的废气酸度上升.只能削减,无法从根本上杜绝有害气体产生. 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.(1) 汽车以汽油作为发动机燃料

12、,在不断启动打火的过程中产生了CO、NO 等有毒气体,假设供氧不足,主要产生的污染物是 ,假设供氧充分,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 ： .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【解析】 1 假设供氧不足,汽油中的烃 C5H12 等 不完全燃烧,产生 CO,假设供氧充分, 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,难别离,使血液失去供氧才能, 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

13、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,引起呼吸严肃障碍,导致心肺衰竭.【答案】1CONO、NO2等(2) 使血液失去供氧才能,导致心脑血管病等(3) 污染环境,引起呼吸严肃障碍,导致心肺衰竭2家用煤气主要成分为 CO,在实际使用的煤气中都加入了少量硫醇气体,其缘由是 A当 CO的量不足时可以起补充燃料的作用B逸失时先逸出硫醇气体,防止CO散失C CO与硫醇的混合气燃烧率高D CO无味,硫醇有味,在装置漏气时便于嗅到以便实行应急措施【解析】CO 为无色无味的有毒气体,泄漏时不易被人们发觉, 所以填充硫醇.【答案】D 1确定汽油是一种混合物的方法是 A

14、测量浓度B测量沸点C将它燃烧D闻气味【解析】由于混合物没有固定的熔沸点,而纯洁物有固定的熔可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_沸点,利用这一性质可以进行鉴别.【答案】B 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汽油中含铅元素在确定范畴内 D以上都不正确【解析】无铅汽油是指不人为添加四乙基铅做抗震剂的汽油.【答案】B 3我国已经研制成功以燃料电池为动力的电动汽车,以下关于电动汽车说法错误的选项是 A电动汽车的研发是为了节约能源、爱惜环境 B电动汽车取代汽油汽车是汽车工业的进展方向C电动汽车行驶过程不再需要能量,因

15、此可以节能D电动汽车的问世在确定程度上可削减酸雨的形成【解析】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,也爱惜了环境.电动汽车取代汽油汽车是汽车工业进展的方向.【答案】C 4雪佛兰燃料电池车,其产物仅为无污染的水,实现了“更环保”的目标.通常用的清洁燃料是指压缩自然气和液化石油气,有关说法不正确的选项是 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A压缩自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

16、爆震 D燃料电池车能量的转化方式是：化学能电能机械能【解析】自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.【答案】C5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利舒适的同时,对自然生态环境也带来了害处,它是城市空气的重要污染源之一.(1) 汽车尾气中的大气污染物有 写化学式 .(2) 治理尾气的方法之一是在汽车的排气管上安装一个“催化转化 器” 用铂、钯合金作催化剂 ,它的作用是使 CO和 NO反应,生成两种气体,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 CO 与 NO 反 应 的 化 学 方 程 式.【解析】1 汽车尾气中的污染物主要有一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫.2 一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳.【答案】1CO、NO、NO2和 SO2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22CO2NO2CO2 N2可编辑资料 - - - 欢迎下载