高中化學(xué) 33 汽車燃料清潔化同步課件 魯科版選修1

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1、1了解汽油的主要化學(xué)成分及其在燃燒時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。2了解汽車尾氣中主要有害氣體的成分以及治理方法。3從能源消耗及環(huán)保的角度認(rèn)識今后汽車發(fā)展的方向。課題課題3汽車燃料清潔化汽車燃料清潔化通過石油分餾得到的汽油是純凈物嗎？提示不是純凈物，是一定沸點范圍內(nèi)烴的混合物。 1.汽油是分子中含有5 個碳原子的 物。含有的烷烴主要是 ，完全燃燒時生成 和 ，不完全燃燒則生成 和 。汽油沸點低，是石油 的產(chǎn)物，但該法不能滿足汽車工業(yè)的發(fā)展需要，還需進一步將得到的重油 ，得到更多的汽油。篤學(xué)篤學(xué)一一常用燃料常用燃料汽油汽油 11烴的混合烴的混合己烷、庚烷、辛烷和壬烷己烷、庚烷、辛烷和壬烷CO2H2OCO碳單質(zhì)

2、碳單質(zhì)分餾分餾裂解裂解2汽油抗爆震的程度以 的大小來衡量，該值越高，抗爆震程度越 ；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 ，所含直鏈烴分子越多，它的抗爆震性 ，為了提高汽油的抗爆震性，人們往里加入抗震劑，最初用 ，但這樣在尾氣中增加了鉛污染，目前已禁止使用，改用 作抗震劑，簡寫為 。辛烷值辛烷值高高越好越好越差越差四乙基鉛四乙基鉛甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚MTBE3汽車尾氣含有多種污染空氣的有害氣體，主要有 ， ， 等。處理措施是在汽車的排氣管上安裝 裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為 氣體。一氧化碳一氧化碳氮氧化合物氮氧化合物二氧化硫二氧化硫催化轉(zhuǎn)化器催化轉(zhuǎn)化器無害無害要從根本

3、上杜絕有害氣體的產(chǎn)生，汽車燃料必須 ，所謂清潔燃料就是以 和 為燃料，汽車最理想的清潔燃料是 ，但目前還不能廣泛使用，還需解決好 問題。篤學(xué)二篤學(xué)二汽車燃料的清潔化汽車燃料的清潔化 清潔化清潔化壓縮天然氣壓縮天然氣液化石油氣液化石油氣氫氣氫氣廉價制氫、儲氫廉價制氫、儲氫【慎思】 2011年7月3日，由國家科技部、全國“清潔汽車”行動協(xié)調(diào)小組、北京市政府和中國石油化工集團聯(lián)合主辦的第七屆北京國際純電動車、混合動力車暨清潔能源汽車及零部件展覽會上，來自20多個國家的汽車巨頭及數(shù)十家國內(nèi)企業(yè)、科研院所，爭相把最新研制的電動車、清潔燃料汽車及相關(guān)技術(shù)帶到人們面前，讓人們感受到“清潔汽車”時代就要來臨。

4、請在查閱資料的基礎(chǔ)上，探究出現(xiàn)“清潔汽車”的原因是什么？可以取代石油制品作為汽車動力的清潔能源有哪些？提示汽車作為推動人類文明向前躍進的現(xiàn)代社會產(chǎn)物，在給人類生活帶來便捷舒適的同時，對自然生態(tài)環(huán)境的惡化也有難以推卸的責(zé)任。據(jù)報道城市大氣的污染物主要來自工業(yè)污染和汽車尾氣，近年來汽車持有量增長率已達20%，99%的一氧化碳和一氧化氮的排放來源于汽車尾氣。所以電動車、清潔燃料汽車及相關(guān)技術(shù)出現(xiàn)是必然的。現(xiàn)在汽車使用的主要燃料汽油來自石油，而石油是非再生資源，并非取之不盡，用之不竭。不用多久，就可能消耗殆盡，而且汽車排放出大量廢氣和發(fā)出嗓音，污染環(huán)境，危害人們的身體健康。因此，汽車制造商在不斷完善發(fā)

5、動機的燃燒系統(tǒng)，采用先進的電子控制技術(shù)和高性能的污染物凈化裝置，使用無鉛汽油等的同時，投入巨額資金，研制污染排放少、有利于環(huán)境保護的代用燃料汽車。就世界范圍而言，最成功的代用燃料是液化石油氣（LPG）和壓縮天然氣（CNG）。20世紀(jì)80年代后，各種代用燃料汽車及電動汽車成了研究開發(fā)清潔燃料的熱門。 1汽油的組成要點一要點一 |你是如何認(rèn)識汽油的？你是如何認(rèn)識汽油的？ 分子中含有分子中含有511個碳原子的烴的混合物。個碳原子的烴的混合物。主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷。主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷。汽油進入汽缸后，經(jīng)電火花點燃迅速燃燒，產(chǎn)生的熱氣體做功推動活塞往復(fù)運動產(chǎn)生動力，使汽車前進。3汽油的

6、作用原理汽油的作用原理（1）石油的分餾。（2）石油的催化裂化。（1）汽油的抗爆震的程度以辛烷值的大小來衡量。（2）辛烷值也就是我們常說的汽油標(biāo)號。（3）汽油中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。（4）常用抗爆震劑四乙基鉛Pb（C2H5）4、甲基叔丁基醚（MTBE）。4汽油的來源汽油的來源5汽油的標(biāo)號與抗震性汽油的標(biāo)號與抗震性（1）汽車尾氣若空氣不足，則會產(chǎn)生CO有害氣體；若空氣過量，則產(chǎn)生氮氧化物NOx，如N2O2=2NO，2NOO2=2NO2，其中CO、NOx都是空氣污染物。汽車尾氣中的有害氣體主要有CO、氮氧化物、SO2等。6汽車尾氣及處理措施汽車尾氣及處理措

7、施（2）尾氣處理在汽車的排氣管上安裝填充催化劑的催化裝置，使有害氣體CO、NO x轉(zhuǎn)化為CO2和N2，例如：2CO2NO=2CO2N2。（3）措施缺陷無法消除硫的氧化物對環(huán)境的污染，還加速了SO2向SO3的轉(zhuǎn)化，使排出的廢氣酸度升高。只能減少，無法從根本上杜絕有害氣體產(chǎn)生。【例1】 在1.013105Pa下，測得的某些烷烴的沸點見下表。據(jù)表分析，下列選項正確的是 （）。物質(zhì)名稱沸點（ ）正丁烷CH3（CH2）2CH30.5正戊烷CH3（CH2）3CH336.1 異戊烷27.89.5A.在標(biāo)準(zhǔn)狀況時，新戊烷是氣體B在1.013105Pa，20 時，C5H12都是液體C烷烴隨碳原子數(shù)增加，沸點降低

8、DC5H12隨支鏈增加，沸點降低解析新戊烷的沸點是9.5 ，標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液體，20 時是氣體，則A、B均錯誤；烷烴隨碳原子數(shù)的增加，沸點升高。C5H12的三種同分異構(gòu)體中，隨支鏈數(shù)增加，沸點逐漸降低。答案D【體驗1】 據(jù)媒體報道，近年來，我國許多城市實施汽車“油改氣”工程，即將燃料由汽油改為液化石油氣（含C、H元素），目的是改善城市的空氣質(zhì)量。排放量因“油改氣”工程而減少的氣體是（）。SO2COCO2NO2A B C D解析汽油的成分主要是C5C11之間的液體碳氫化合物，主要含有烷烴、環(huán)烷烴、烯烴等，還有少量的硫、氮、氧等元素的烴類衍生物和金屬化合物，所以燃燒會產(chǎn)生SO2、NO2等氣體，液化石

9、油氣主要成分是丙烷、丁烷等，與汽油相比，它的燃燒溫度低，不容易產(chǎn)生SO2、NO2等污染物。答案D （1）汽車尾氣是城市空氣的主要污染源之一，嚴(yán)重影響著人們的身體健康和生態(tài)環(huán)境。（2）給汽車安裝尾氣凈化器只能部分地減少汽車尾氣的污染，不能杜絕汽車尾氣中含有的有害氣體。要想從根本上解決汽車的尾氣污染，只能使汽車燃料或動力清潔化。要點二要點二 | 汽車燃料的清潔化汽車燃料的清潔化 1必要性必要性 （1）以壓縮天然氣和液化石油氣為燃料。（2）以氫氣為燃料。（3）研制以壓縮空氣為動力的氣動汽車。（4）研制以燃料電池、太陽能電池、超級電容、大功率可充電電池等為動力的電動汽車。2做法做法 【例2】 近年來，

10、在許多城市街頭會發(fā)現(xiàn)不少公交車和出租車上印有“CNG”的標(biāo)識，表示它們是以天然氣作燃料的汽車。推行這一改革的主要目的是 （）。A延長發(fā)動機的壽命B促進地方經(jīng)濟的發(fā)展，增加再就業(yè)機會C節(jié)約能源D減少大氣污染解析天然氣燃燒產(chǎn)生的產(chǎn)物對環(huán)境污染小。答案D【體驗2】 為減少汽車對城市大氣的污染，近年來中國成功地開發(fā)出了以新燃料作能源的“綠色汽車”。這種汽車可避免有毒的有機鉛、苯和苯的同系物以及多環(huán)芳烴的排放，保護環(huán)境。這種“綠色汽車”的燃料可能是（）。A甲醇 B汽油 C柴油 D重油解析甲醇為新燃料，而汽油柴油重油均來自石油，為常規(guī)化石燃料。答案A 【案例】 下表表示的是汽車的行駛速度與所產(chǎn)生的大氣污染

11、物的質(zhì)量之間的關(guān)系（按汽車平均行駛1 km計算）。污染物速度（kmh1）5080120一氧化碳/g8.75.49.6氮的氧化物/g0.61.53.8碳氫化合物/g0.70.60.8（1）當(dāng)汽車速度增加時，氣體的質(zhì)量增加的最快的是。（2）要使污染程度減到最小，汽車的速度應(yīng)保持在。（3）從上表中還能得出的結(jié)論是_。解析該汽車的行駛速度與排放的污染物總質(zhì)量的對應(yīng)關(guān)系是：50 kmh110 g，80 kmh17.5 g，120 kmh114.2 g。答案（1）氮的氧化物（2）80 kmh1（3）本題具有開放性，以下解答僅供參考。結(jié)論1：無論汽車以什么速度行駛，尾氣中一氧化碳的質(zhì)量總是最大。結(jié)論2：當(dāng)汽車速度從50 kmh1提高到80 kmh1時，尾氣中一氧化碳和碳氫化合物的質(zhì)量減小，原因可能是速度提高，溫度升高，燃料燃燒充分；當(dāng)汽車速度提高到120 kmh1時，尾氣中一氧化碳和碳氫化合物的質(zhì)量又增大，原因可能是速度過高，消耗的燃料增多而造成的。結(jié)論3：要使尾氣中污染物的排放總量達到最小，汽車速度不能過高或過低，要保持在一個合適的速度。