第2章 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 讲义（基础知识+检测）【新教材】2020-2021学年高一下学期化学（鲁科版（2019）必修二）

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 · 学习目标 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科学解决实际问题的思路和方法。 · 基础梳理 一、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煤作汽车燃料，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·本茨制造了用汽油作燃料的汽车，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，已知庚烷在汽缸会发生C7H16(g)＋11O2(g)7CO2(g)＋8H2O(g)。 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．汽车尾气的成分及防治 (1)尾气成分：汽车尾气中含有150～200种化合物，主要对环境不利的成分为碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢以及微量的醛、酚、过氧化物等。 (2)主要污染物来源：一氧化碳来自燃料不完全燃烧，一氧化氮来自高温或放电条件下N2和O2反应，二氧化硫来源于含硫化合物的燃烧，碳氢化合物来源于燃料未燃烧或未完全燃烧的燃油、润滑油及其产物等。 (3)尾气的防治 汽车尾气的防治，从根本上是开发新能源，如太阳能、氢能源等。 下图为汽车尾气处理系统中“三元催化”的工作原理，试从氧化还原反应的角度，书写NO和CO在催化剂作用下生成无污染性物质的方程式2NO＋2CON2＋2CO2。 归纳总结 选择车用燃料注意问题： (1)燃料的热效应，单位质量的燃料放热越多越好。 (2)燃料的稳定性，在气缸内燃烧应当可控，能量转化率高。 (3)燃料的价格要便宜，来源广泛，生成物对环境的污染小等，既经济实惠又趋利避害。 二、设计安全气囊 1．现代安全气囊系统的组成：碰撞