高中化学 化学反应的利用-认识汽车燃料-课件 学习资料

化学反应的利用——认识汽车燃料主讲人：范晓琼学 科：化学（人教版）学

校：北京市第八十中学年 级：高一下学期高中化学学习任务与目标了解汽油的标号和代用燃料等生活中汽车燃料的知识，尝试利用化学反应中的能量变化示意图选择和优化燃料。了解汽车尾气的主要成分与危害，尝试用氧化还原、化学反应的速率与限度等知识，选择反应、试剂和条件对有害气体进行转化。高中化学化学反应反应调控物质变化能量变化形 式１.化学能２.化学能热能电能限度快慢多角度认识和利用化学反应一辆汽车从制造到公路上奔跑，在哪些方面体现了化学反应的利用？汽车动力燃料电池实 质１.比较反应物与生成物的总能量（宏观）２.比较旧化学键断裂吸收与新化学键生成放出的能量（微观）高中化学认识汽油的标号汽油的标号代表何种含义？在汽油发动机中，当汽油和空气的混合气燃烧至２/３

－３/４时，没有燃烧的混合气中形成了高度密集的过氧化物，它的分解使混合气体出现了许多燃烧中心，燃烧速度剧增，产生所谓的爆燃现象。爆燃会产生强大的压力脉冲，使发动机过热并导致活塞、气阀、轴承等变形损坏。混合气体的爆燃程度与汽油（主要成分为C5～C12的烃）中烃的组成有很大关系。汽油的抗爆燃性通常用“辛烷值”来表示，这就是我们通常说的汽油的标号。汽油辛烷值（标号）的确定把抗爆燃性很高的异辛烷（

C８H1８

）

的辛烷值定为100，易爆燃的正庚烷（C7H16）的辛烷值定为0

，将两种燃料以不同体积比混合起来，可得到各种不同抗爆燃性等级的标准混合液。在发动机工作相同的情况下，将其与待测燃油相比，抗爆燃性与标准混合液所含异辛烷的百分数，就是该汽油的辛烷值（标号）。辛烷值高，燃油的抗爆燃性就好，反之抗暴燃性就差。高中化学汽油的标号代表何种含义？正庚烷❀不是标号越高越好，应根据厂商车辆说明书中推荐的汽油标号使用（主要是发动机的压缩比）。异辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）认识汽油的标号高中化学正庚烷放出４８００ｋＪ热量C７H１６（ｌ）＋１１O2

（ｇ） ―点―燃―→

７

CO2（ｇ）＋８H2O（ｌ）角度１：比较反应物与生成物的总能量（宏观）【核心问题】从化学反应中能量变化的角度分析，选择车用燃料时主要应考虑哪些因素？【分析解释】庚烷是汽油的主要成分之一，完全燃烧１ｍｏｌ庚烷生成二氧化碳和液态水时，产生的热量约为４８００ｋＪ。请利用图示的方法说明庚烷燃烧过程中发生能量变化的本质原因。高中化学正庚烷E1＞

E2E1＜

E2角度２：比较旧化学键断裂吸收与新化学键生成放出的能量（微观）？―――→选择汽车燃料【分析解释】庚烷是汽油的主要成分之一，完全燃烧１ｍｏｌ庚烷生成二氧化碳和液态水时，产生的热量约为４８００ｋＪ。请利用图示的方法说明庚烷燃烧过程中发生能量变化的本质原因。７ １６

2C H （ｌ）＋１１O

（ｇ）

点燃７

CO2（ｇ）＋８H2O（ｌ）放出４８００ｋＪ热量高中化学某同学根据所查阅的资料，绘制了三种可燃物在空气中燃烧反应的能量变化示意图。根据示意图，你认为哪一种物质更适合用作车用燃料？为什么？Ｅ３选择汽车燃料【迁移应用】根据燃烧反应的能量变化示意图，你认为什么物质更适合用作车用燃料？反应物达到燃点所需要的能量达到燃点所需要的能量反应物生成物反应物达到燃点所需要的能量生成物ＡＢＣ√生成物高中化学汽车代用燃料压缩天然气：主要成分是甲烷。燃烧更充分、有国天然气主要依赖进口，建站费用高。液化石油气：主要成分是丙烷、丁烷等。燃烧温度低低发动机零件的负荷。但液化石油气随石油短缺而紧乙醇类：主要成分是乙醇。燃烧十分完全，产物为二可以用农作物生成，有助于缓解日益严重的石油资源问题。但由于我国粮食并不富裕，生产成本高是制约害气体排放量更少；但我、燃烧速率均匀，有助于降缺，进口率高，建站费用高。氧化碳和水，所以污染小。短缺，有效解决陈化粮转化乙醇燃油发展的最大障碍。汽车燃料的选择1.燃料发生反应所能释放能量的多少和达到燃点时需要吸收能量的多少2.燃料的来源、价格、运输等3.生成物对汽车和环境的影响等高中化学汽车中尾气含有150-200种，其中对环境不利的成分主要为碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、以及微量的醛、酚、过氧化物等；对人体健康造成危害的主要有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。汽车尾气的成分高中化学汽车尾气的危害碳氢化合物一氧化碳氮氧化物高中化学汽车尾气的成分汽车中尾气含有150-200种，其中对环境不利的成分主要为碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、以及微量的醛、酚、过氧化物等；对人体健康造成危害的主要有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。【观察思考】目前解决汽车尾气污染的问题所采取的措施主要有哪些？汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物是如何被除去的？高中化学氧化剂还原剂汽车尾气的处理【观察思考】汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物是如何被除去的？2高中化学【观察思考】汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物是如何被除去的？化学反应的调控化学反应速率太慢？浓度、温度、压强、催化剂化学反应转化率太低？浓度、温度、压强三元催化器1978

年，科学家研制出能同时有效地处理汽车尾气中

CO、HC

和

NOx三种气体的贵金属三效催化剂

。在催化剂的作用下，汽车尾气中的碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物通过化学反应，以二氧化碳、水蒸气、氮气的形式进入大气。O2/NOxCO/HC高中化学三元催化器催化转化器中的催化剂可以促进碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）的氧化反应，将其分别转化成水蒸气（H2O）和二氧化碳（CO2）；同时把氮氧化物（NOX）还原成为氮气（N2）。高中化学下列说法中正确的是A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和O√C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程三元催化器科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。