内容正文:
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
1.常见的汽车燃料
(1)燃料通常指能够将自身存储的_____能通过化学反
应(燃烧)转变为___能的物质。
(2)自从汽车问世,汽车燃料经历了从___到_____的变
迁。
化学
热
煤
汽油
2.汽车尾气污染及处理
(1)汽车尾气污染
是指由汽车排放的废气造成的环境污染。主要污染物
为_____化合物、_____化物、一氧化碳、二氧化硫、
硫化氢,以及微量的醛、酚、过氧化物等,能引起光化
学烟雾等。
碳氢
氮氧
(2)汽车尾气处理
即汽车尾气由原有毒气体,变成无毒气体,再排放到大
气中。从而可减少对大气环境的污染。
采用催化剂:将CO氧化成___,碳氢化合物氧化成___
和___,NOx被还原成__等。
CO2
CO2
H2O
N2
3.汽车安全气囊气体发生剂
(1)特点
汽车安全气囊用的气体发生剂一般具有生成物_____、
低_____、有毒组分含量___、产气量___、产气速度___
等特点。
清洁
腐蚀
低
大
快
(2)常见气体发生剂种类
①成分:目前,用于汽车安全气囊的气体发生剂主要由
_________、___________、_______等物质按一定比例
混合而成。其氧化剂主要是_____。
叠氮化钠
三氧化二铁
硝酸铵
Fe2O3
②原理
Ⅰ.汽车受到强烈撞击时,点火器点火引发叠氮化钠分
解为氮气和金属钠。反应的化学方程式为__________
_________。
2NaN3
2Na+3N2↑
△
====
Ⅱ.硝酸铵吸收叠氮化钠放出的热量,生成一氧化二氮
气体和水蒸气,反应的化学方程式为________________
________。
Ⅲ.三氧化二铁和钠反应,生成铁和氧化钠,反应的化学
方程式为_______________________。
NH4NO3 N2O↑
+ 2H2O↑
Fe2O3+6Na 2Fe+3Na2O
△
====
△
====
【情境·思考】
随着汽车应用的日益广泛,汽车尾气产生的污染越来越严重,汽车尾气的主要成分中包含的主要污染物有氮氧化物、一氧化碳、含铅化合物等。你知道这些污染物是如何产生的吗?
提示:氮氧化物是火花塞放电时空气中的氮气和氧气反应产生的;一氧化碳是汽油中碳元素不完全燃烧产生的;含铅化合物是汽油添加剂防爆剂燃烧后产生的。
项目活动1:选择车用燃料
目前汽车所使用的燃料主要是汽油和柴油。而
随着汽车保有量的逐年增加,汽车尾气排放造成的环境
污染以及石油资源逐渐匮乏的问题已不容忽视,因此各
种代用燃料也得到了越来越广泛的应用。目前国内开
发使用的发动机代用燃料包括天然气、液化石油气、
甲醇、乙醇、生物质燃料、氢气以及二甲基醚等。
(1)燃料燃烧是放热反应还是吸热反应?试用图象分析燃料燃烧过程中发生能量变化的本质原因。
提示:燃烧是放热反应,所以反应物能量大于生成物能量,图示如下:
(2) 请根据图示判断哪种燃料更适合作车用燃油?为什么?
提示:选择燃料A。因为A达到燃点所需要的能量少且放出的热量多。
(3)如何减少汽车污染对城市环境的危害?
提示:要减少汽车污染对城市环境的危害,最有效的办
法是调整城市交通政策,大幅减少私家车数量,优先发
展公交,提倡自行车交通;同时,还应加速发展、普及环
保型汽车,减少对化石燃料的依赖。使用先进的汽车尾
气处理技术,对不符合尾气排放标准的汽车进行淘汰或
改造。定期清洗三元催化器,保持机动车尾气净化性
能。汽车尾气中氮氧化物治理的方法之一是在汽车的
排气管上装一个“催化转换器”。它的特点是使CO与
NO反应,生成无毒气体。反应方程式:2CO+2NO
2CO2+N2。
催化剂
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【探究总结】
1.化学反应选择应遵循的原则
(1)从反应物的角度主要考虑:性质、状态、价格、安全性和原料的利用率的高低。
(2)从生成物的角度主要考虑:生成物是否有污染的副产物,与产物是否易分离。
(3)从反应条件的角度考虑:条件是否简便、节能。
(4)从操作的角度考虑:操作是否简便、易行。
2.六大工业尾气的主要成分
硫酸工厂尾气 SO2、O2、N2等,一般用氨水吸收
硝酸工厂尾气 NO、NO2、N2、O2等,一般用NaOH溶液吸收
高炉煤气 CO、CO2、N2等,一般回收利用
炼钢烟气 Fe2O3烟尘、CO等,一般回收利用
焦炉气 H2、CH4、C2H4、CO等,可用作燃料、化工原料
氯碱工业 Cl2,一般用NaOH溶液吸收
【迁移应用】
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:
______________________________________。
(2)汽