高中化學(xué) 化學(xué)反應(yīng)的利用-認(rèn)識(shí)汽車燃料-課件 學(xué)習(xí)資料

化學(xué)反應(yīng)的利用——認(rèn)識(shí)汽車燃料主講人：范曉瓊學(xué) 科：化學(xué)（人教版）學(xué)

校：北京市第八十中學(xué)年 級(jí)：高一下學(xué)期高中化學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)與目標(biāo)了解汽油的標(biāo)號(hào)和代用燃料等生活中汽車燃料的知識(shí)，嘗試?yán)没瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化示意圖選擇和優(yōu)化燃料。了解汽車尾氣的主要成分與危害，嘗試用氧化還原、化學(xué)反應(yīng)的速率與限度等知識(shí)，選擇反應(yīng)、試劑和條件對(duì)有害氣體進(jìn)行轉(zhuǎn)化。高中化學(xué)化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)調(diào)控物質(zhì)變化能量變化形 式１.化學(xué)能２.化學(xué)能熱能電能限度快慢多角度認(rèn)識(shí)和利用化學(xué)反應(yīng)一輛汽車從制造到公路上奔跑，在哪些方面體現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)的利用？汽車動(dòng)力燃料電池實(shí) 質(zhì)１.比較反應(yīng)物與生成物的總能量（宏觀）２.比較舊化學(xué)鍵斷裂吸收與新化學(xué)鍵生成放出的能量（微觀）高中化學(xué)認(rèn)識(shí)汽油的標(biāo)號(hào)汽油的標(biāo)號(hào)代表何種含義？在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中，當(dāng)汽油和空氣的混合氣燃燒至２/３

－３/４時(shí)，沒(méi)有燃燒的混合氣中形成了高度密集的過(guò)氧化物，它的分解使混合氣體出現(xiàn)了許多燃燒中心，燃燒速度劇增，產(chǎn)生所謂的爆燃現(xiàn)象。爆燃會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力脈沖，使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱并導(dǎo)致活塞、氣閥、軸承等變形損壞?；旌蠚怏w的爆燃程度與汽油（主要成分為C5～C12的烴）中烴的組成有很大關(guān)系。汽油的抗爆燃性通常用“辛烷值”來(lái)表示，這就是我們通常說(shuō)的汽油的標(biāo)號(hào)。汽油辛烷值（標(biāo)號(hào)）的確定把抗爆燃性很高的異辛烷（

C８H1８

）

的辛烷值定為100，易爆燃的正庚烷（C7H16）的辛烷值定為0

，將兩種燃料以不同體積比混合起來(lái)，可得到各種不同抗爆燃性等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)混合液。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作相同的情況下，將其與待測(cè)燃油相比，抗爆燃性與標(biāo)準(zhǔn)混合液所含異辛烷的百分?jǐn)?shù)，就是該汽油的辛烷值（標(biāo)號(hào)）。辛烷值高，燃油的抗爆燃性就好，反之抗暴燃性就差。高中化學(xué)汽油的標(biāo)號(hào)代表何種含義？正庚烷?不是標(biāo)號(hào)越高越好，應(yīng)根據(jù)廠商車輛說(shuō)明書中推薦的汽油標(biāo)號(hào)使用（主要是發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比）。異辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）認(rèn)識(shí)汽油的標(biāo)號(hào)高中化學(xué)正庚烷放出４８００ｋＪ熱量C７H１６（ｌ）＋１１O(jiān)2

（ｇ） ―點(diǎn)―燃―→

７

CO2（ｇ）＋８H2O（ｌ）角度１：比較反應(yīng)物與生成物的總能量（宏觀）【核心問(wèn)題】從化學(xué)反應(yīng)中能量變化的角度分析，選擇車用燃料時(shí)主要應(yīng)考慮哪些因素？【分析解釋】庚烷是汽油的主要成分之一，完全燃燒１ｍｏｌ庚烷生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)，產(chǎn)生的熱量約為４８００ｋＪ。請(qǐng)利用圖示的方法說(shuō)明庚烷燃燒過(guò)程中發(fā)生能量變化的本質(zhì)原因。高中化學(xué)正庚烷E1＞

E2E1＜

E2角度２：比較舊化學(xué)鍵斷裂吸收與新化學(xué)鍵生成放出的能量（微觀）？―――→選擇汽車燃料【分析解釋】庚烷是汽油的主要成分之一，完全燃燒１ｍｏｌ庚烷生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)，產(chǎn)生的熱量約為４８００ｋＪ。請(qǐng)利用圖示的方法說(shuō)明庚烷燃燒過(guò)程中發(fā)生能量變化的本質(zhì)原因。７ １６

2C H （ｌ）＋１１O(jiān)

（ｇ）

點(diǎn)燃７

CO2（ｇ）＋８H2O（ｌ）放出４８００ｋＪ熱量高中化學(xué)某同學(xué)根據(jù)所查閱的資料，繪制了三種可燃物在空氣中燃燒反應(yīng)的能量變化示意圖。根據(jù)示意圖，你認(rèn)為哪一種物質(zhì)更適合用作車用燃料？為什么？Ｅ３選擇汽車燃料【遷移應(yīng)用】根據(jù)燃燒反應(yīng)的能量變化示意圖，你認(rèn)為什么物質(zhì)更適合用作車用燃料？反應(yīng)物達(dá)到燃點(diǎn)所需要的能量達(dá)到燃點(diǎn)所需要的能量反應(yīng)物生成物反應(yīng)物達(dá)到燃點(diǎn)所需要的能量生成物ＡＢＣ√生成物高中化學(xué)汽車代用燃料壓縮天然氣：主要成分是甲烷。燃燒更充分、有國(guó)天然氣主要依賴進(jìn)口，建站費(fèi)用高。液化石油氣：主要成分是丙烷、丁烷等。燃燒溫度低低發(fā)動(dòng)機(jī)零件的負(fù)荷。但液化石油氣隨石油短缺而緊乙醇類：主要成分是乙醇。燃燒十分完全，產(chǎn)物為二可以用農(nóng)作物生成，有助于緩解日益嚴(yán)重的石油資源問(wèn)題。但由于我國(guó)糧食并不富裕，生產(chǎn)成本高是制約害氣體排放量更少；但我、燃燒速率均勻，有助于降缺，進(jìn)口率高，建站費(fèi)用高。氧化碳和水，所以污染小。短缺，有效解決陳化糧轉(zhuǎn)化乙醇燃油發(fā)展的最大障礙。汽車燃料的選擇1.燃料發(fā)生反應(yīng)所能釋放能量的多少和達(dá)到燃點(diǎn)時(shí)需要吸收能量的多少2.燃料的來(lái)源、價(jià)格、運(yùn)輸?shù)?.生成物對(duì)汽車和環(huán)境的影響等高中化學(xué)汽車中尾氣含有150-200種，其中對(duì)環(huán)境不利的成分主要為碳?xì)浠衔?、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、以及微量的醛、酚、過(guò)氧化物等；對(duì)人體健康造成危害的主要有一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏?。汽車尾氣的成分高中化學(xué)汽車尾氣的危害碳?xì)浠衔镆谎趸嫉趸锔咧谢瘜W(xué)汽車尾氣的成分汽車中尾氣含有150-200種，其中對(duì)環(huán)境不利的成分主要為碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、以及微量的醛、酚、過(guò)氧化物等；對(duì)人體健康造成危害的主要有一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏??！居^察思考】目前解決汽車尾氣污染的問(wèn)題所采取的措施主要有哪些？汽車尾氣中的一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔锸侨绾伪怀サ?？高中化學(xué)氧化劑還原劑汽車尾氣的處理【觀察思考】汽車尾氣中的一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔锸侨绾伪怀サ模?高中化學(xué)【觀察思考】汽車尾氣中的一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔锸侨绾伪怀サ?？化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率太慢？濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率太低？濃度、溫度、壓強(qiáng)三元催化器1978

年，科學(xué)家研制出能同時(shí)有效地處理汽車尾氣中

CO、HC

和

NOx三種氣體的貴金屬三效催化劑

。在催化劑的作用下，汽車尾氣中的碳?xì)浠衔?、一氧化碳、氮氧化物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，以二氧化碳、水蒸氣、氮?dú)獾男问竭M(jìn)入大氣。O2/NOxCO/HC高中化學(xué)三元催化器催化轉(zhuǎn)化器中的催化劑可以促進(jìn)碳?xì)浠衔铮℉C）和一氧化碳（CO）的氧化反應(yīng)，將其分別轉(zhuǎn)化成水蒸氣（H2O）和二氧化碳（CO2）；同時(shí)把氮氧化物（NOX）還原成為氮?dú)猓∟2）。高中化學(xué)下列說(shuō)法中正確的是A．CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)B．在該過(guò)程中，CO斷鍵形成C和O√C．CO和O生成了具有極性共價(jià)鍵的CO2D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過(guò)程三元催化器科學(xué)家用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。