高二化学3.3《汽车燃料清洁化》课件鲁科版选修1

欢迎进入化学课堂 课题3汽车燃料清洁化 1 了解汽油的主要化学成分以及在汽缸中发生的主要化学反应 2 了解汽油燃烧后产生的主要有害气体成分 以及治理汽车尾气的主要方法 3 了解清洁燃料汽车所用燃料及理想的清洁燃料氢气 一 从汽油谈起1 汽油的组成和燃烧 1 组成 烃 己烷 庚烷 辛烷和壬烷 2 汽油的燃烧特点 以戊烷为例 C5H12 8O25CO2 6H2O 2C5H12 11O210CO 12H2O C5H12 3O25C 6H2O 2 汽油的辛烷值 1 汽油爆震 汽油进入汽缸燃烧到一定程度时 未燃烧的混合气体会出现许多 使燃烧速度猛增 产生强大的压力脉冲 出现清脆的 声 这种就是人们所说的爆燃或爆震 燃烧中心 金属敲击 2 汽油抗震性的衡量标志 辛烷值 标号 抗爆震 支链多 高 直链烃 3 3 汽车尾气及处理措施 1 汽车尾气中有害气体的产生途径及危害 四乙基铅 甲基叔丁基醚 氮氧化物 SO2 光化学烟雾 2 消除汽车尾气对环境污染的方法 催化转化器法 使用清洁燃料或新型能源 CO2和N2 2CO 2NO2CO2 N2 SO2向SO3 二 汽车燃料的清洁化1 清洁燃料车 1 所用燃料 和 压缩天然气 液化石油气 CO NOx 积炭 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 不污染环境 氢气燃烧生成水 没有 2 不足 当前制取氢气 氢气 3 发展方向 研究新的 如光电解水制氢气和研制储氢合金 3倍 灰渣和废气 成本高 储存困难 制氢技术和氢气储存方法 3 燃料电池汽车 1 燃料电池示意图 不产生污染 1 汽车尾气的来源和处理 1 来源 若空气不足 则会产生CO有害气体 若空气过量则产生氮氧化合物NOx 如N2 O2 2NO 2NO O2 2NO2 其中CO NOx都是空气污染物 另外汽油中的硫氧化生成SO2 2 危害 一氧化碳导致低氧血症 引起组织缺氧 甚至导致人体死亡 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 氮的氧化物能引起酸雨和光化学烟雾 3 处理方法 汽车排气管上安装填充有催化剂的催化装置 可加速有害气体的转化 如2CO 2NO2CO2 N2 推广使用乙醇 甲醇等清洁能源 节能技术的推广使用 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淘汰 4 缺点 无法消除硫的氧化物对环境的污染 还加速了SO2向SO3的转化 使排出的废气酸度升高 只能减少 无法从根本上杜绝有害气体产生 2 清洁燃料的分类和优点 1 分类 液化石油气 简称LPG 液化天然气 简称LNG 压缩天然气 CNG 甲醇 酒精 甚至菜油等 2 优点 大大降低了对环境的污染 排放的CO NOx等比汽油汽车下降90 以上 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 汽车尾气及其处理 典例1 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捷舒适的同时 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 思路点拨 解答本题要注意以下两点 1 汽油不完全燃烧产生CO等气体 2 书写化学方程式时注意配平 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 1 CO NO NO2和SO2 2 2CO 2NO2CO2 N2 变式训练 我国从2001年2月1日起就停止生产含铅汽油 提倡使用无铅汽油 其主要原因是 A 提高汽油燃烧效率B 降低汽油成本C 避免铅污染大气D 铅资源短缺 解析 选C 含铅汽油形成的汽车尾气中也含铅等有害物质 对人体尤其是儿童危害严重 汽车燃料清洁化 典例2 在中国深圳召开的世界电动车大会上 雪佛兰氢燃料电池车亮相 其主要动力来自以氢气为燃料的氢镍燃料电池组 1 雪佛兰燃料电池车与单纯燃油车相比的优点是 2 雪佛兰燃料电池车的工作原理是 3 氢能与其他能源相比 具有的优点是 氢燃料电池汽车的普及还十分困难 你认为其中的原因有 填一项即可 思路点拨 燃料电池常用的燃料是H2 CH4 乙醇等 发生原电池反应时 生成CO2和H2O 能量转化率高 无污染 燃料不在汽缸内燃烧 不产生氮氧化物 解析 1 燃料电池比直接燃烧燃料的优点主要是能量利用率高 不产生CO 氮氧化物等污染性物质 2 将燃料的化学能转化为电能 3 原料来源广 易燃烧 热值高而且没有灰渣和废气 不会污染环境 制取氢气耗能大 成本高 储存和运输困难 安全性低 加氢站建设投资大等 答案 1 低燃料消耗和低排放 低污染 2 从电池的正极输进氧气或空气 负极输进燃料如甲醇 氢气等 通过电池内发生的化学反应将燃料的化学能转化为电能 3 原料来源广 易燃烧 热值高而且没有灰渣和废气 不会污染环境制取氢气耗能大 成本高 储存和运输困难 安全性低 加氢站建设投资大等 回答一项即可 延伸探究 将乙醇制成燃料电池和将乙醇制成乙醇汽油作为汽车动力 哪个更好 提示 制成乙醇燃料电池更好 因为乙醇燃料电池的反应产物是CO2和H2O 无污染 电动汽车噪音小 而乙醇汽油仍然是燃料 在汽缸内燃烧仍会产生CO 氮氧化物等污染物 只是比纯汽油少些 变式备选 如图是对三种不同类型汽车 以序号1 2 3表示 的废气排放情况进行的比较 这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车 以天然气为燃料的汽车和电动汽车 请判断其中序号为1的是 汽车 序号为3的是 汽车 解析 以汽油为燃料的汽车产生的尾气中有大量的碳氢化合物 CO NOx和CO2 以天然气为燃料的汽车产生的尾气中含有以上气体较少一些 而电动汽车 以蓄电池为动力 放出的气体最少 故序号为1的是电动汽车 序号为3的是以汽油为燃料的汽车 答案 电动以汽油为燃料的 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全