微项目 研究车用燃料及安全气囊——利用化学反应解决实际问题（含解析）

化学　必修 第二册（鲁科） 研究车用燃料及安全气囊———利用化学反应解决实际问题 1.了解汽车燃料，尝试选择、优化车用燃料，建立化学反应中物质变化与能量变化的关联，初步形成利用化学反应中的物质变化和能量变化指导生产实践的基本思路。 2.通过设计安全气囊，初步形成从化学反应中的物质变化和能量变化及反应速率的视角解决问题的思路。 【项目活动1】　选择车用燃料 1.车用燃料发展史 (1)1769年，法国人居纽最早使用 作汽车燃料，这种汽车行驶速度慢，笨重而且不能长时间行驶。 (2)1885年，德国工程师卡尔·本茨制造了用 作燃料的汽车，这种燃料汽车行驶速度快、轻便，便于长时间、长距离行驶。 (3)现代汽车燃料仍在不断优化，现已广泛使用电能为能源的汽车，氢能源汽车也逐步走进现实生活。 2.车用燃料的反应原理 庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一，庚烷在汽缸发生的反应为 。 3.车用燃料的选择 (1)选择依据 化学键角度：断裂旧化学键吸收能量低，形成新化学键释放能量高。 (2)燃料在汽缸工作环境：燃料燃烧易控制，不爆燃，能完全燃烧。 (3)其他因素：要参考燃料的来源、价格，生成物对环境的影响等因素。 4.汽车尾气的处理 (1)尾气成分：汽车排放的尾气中含有多种污染空气的有害气体，主要有烃的不完全氧化产物一氧化碳、电火花放电使进入汽缸中的氮气与氧气反应生成的氮氧化物，以及汽油中的硫氧化生成的二氧化硫等，它们对人体健康和植物生长都有严重的危害。 (2)防治方法：解决汽车尾气对环境污染的办法之一就是在汽车的排气管上安装填充有催化剂的催化转化器。国外普遍采用铂等贵金属做催化剂，我国则用稀土元素代替部分贵金属做催化剂。催化剂的作用是加速有害气体的转化。例如，在催化剂作用下一氧化氮将一氧化碳氧化成二氧化碳，而本身被还原成氮气：2CO＋2NO2CO2＋N2。同时未燃烧的碳氢化合物和未反应的CO在催化剂作用下被氧化，生成CO2和H2O。但是，这些催化剂也会加速尾气中二氧化硫向三氧化硫的转化，使排出的废气的酸度升高，即这些催化剂无法消除硫的氧化物对环境的污染。 1.作为车用燃料，随着科技的发展越来越多元化，已知完全燃烧1 mol氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)分别释放出285.8 kJ、283 kJ、5518.0 kJ、890.3 kJ热量，下列有关车用燃料的说法正确的是(　　) A.辛烷C8H18(g)来自于石油，是一种可再生能源 B.相同质量的H2、CO、CH4、C8H18完全燃烧时，放出热量最多的是C8H18 C.氢气可作为未来车用能源的主要燃料 D.甲烷是一种清洁能源，燃烧时不产生任何污染 2.随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是(　　) A.反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物 B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 C.NO和O2必须在催化剂表面才能反应 D.催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2 3.试从化学键的角度计算1 mol庚烷(C7H16)燃烧产生CO2和水蒸气所释放的能量。 则：1 mol庚烷燃烧产生CO2和水蒸气所释放能量为_____。 4.汽车的发明与使用是人类智慧的杰出体现，它为人们的生活和生产带来了极大的方便，但同时由此引发的环境污染问题也越来越引起人们的关注，人们开始研究新的清洁燃料。 (1)新型环保出租车采用LPG＋汽油的双燃料系统，其尾气中的有毒气体成分较普通车型下降80%左右，缓解了汽车尾气排放给城市环境造成的污染问题。下列物质中不属于有害气体的是_____。 A.CO2和H2 B.NO2和NO C.CO和SO2 D.碳粒和含铅化合物 (2)为了减少大气污染，许多城市推广使用汽车清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气，另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分都是_____。 A.碳 ... ...