2.2研究与实践　了解汽车尾气的治理课件 2023—2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

了解汽车尾气的治理 研究目的 让学生通过了解汽车尾气的治理，关注化学反应速率与化学平衡的知识在生产、生活中的应用，培养学生利用化学知识分析身边问题的能力，增强保护环境的意识和责任感。 【材料阅读】 1.尾气的成分及其危害 (1)空气燃油比、温度等因素对燃烧及其尾气排放的影响 [以汽油的成分之一——辛烷(C8H18)为例] ①空燃比与化学当量比：影响汽油发动机排放的最主要因素是混合气的空燃比， 理论上一公斤燃料完全燃烧时需要14.7公斤的空气。这种空气和燃料的比例称为化学当量比。 空燃比与化学当量比关系 优点 缺点 空燃比小于化学当量比 供给浓混合气，此时发动机的功率大 燃烧不完全，生成的CO、HC(碳氢化合物)多 空燃比略大于化学当量比 燃烧效率高，燃油消耗量低 生成的NOx多 ②发动机的温度：发动机的工作温度应保持在80～90 ℃范围内，温度过高、过低均会对汽油的燃烧过程产生不利影响。 ③燃料燃烧产物：还容易使燃烧中产生的氧化物与水蒸气结合成酸类物质，使气缸腐蚀磨损增加，汽油雾化蒸发不良，进而使燃烧形成的积炭和污染物的排放增加。 (2)汽车尾气中有害物质的成因及危害 汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。汽车尾气中一氧化碳的含量较高，可引起CO中毒。 2.尾气的治理 (1)我国汽车尾气的排放标准和治理现状。 ① 我国汽车尾气的排放标准 2016年12月23日，环境保护部、国家质检总局发布《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》，自2020年7月1日起实施。国六b将会在2023年7月1日实施。 “国六”与“国五”排放物限值差异 排放物 国五(汽油车) 国六a 国六b 一氧化碳CO 1 000(mg·km－1) 700 (mg·km－1) 500 (mg·km－1) 碳氢化合物HC 100(mg·km－1) 100(mg·km－1) 50 (mg·km－1) 非甲烷总烃NMHC 68 (mg·km－1) 68 (mg·km－1) 35 (mg·km－1) 氮氧化物NOx 60(mg·km－1) 60 (mg·km－1) 35 (mg·km－1) PM颗粒 4.5(mg·km－1) 4.5 (mg·km－1) 3 (mg·km－1) ②治理现状 (2)汽车尾气三元催化转化中涉及的化学原理 三元催化转化器由一个金属外壳、一个网底架和一个催化层(含有铂、铑等贵重金属)组成，可除去HC、CO和NOx三种主要污染物质的90%(所谓三元是指除去这三种化合物时所发生的化学反应)。 (3)选择性催化还原(SCR) 技术在柴油车尾气治理中的应用 选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N2。 SCR(选择性催化还原)工作原理： CO(NH2)2＋H2O===2NH3↑＋CO2↑， 4NO＋4NH3＋O2===4N2＋6H2O。 该技术也被广泛应用于柴油机尾气处理，从而达到既节能又减排的目的。 【结果与讨论】 通过调查和分析，你得到什么启示？ 提示　通过调查和分析，了解到汽车尾气的成分和危害，还有我国面临的严峻形势以及国家在治理方面所采取的措施，了解了化学在治理汽车尾气新技术中所起到的巨大作用，体会到化学独特的魅力。 1.治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理为2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间的 变化如图所示。 (1)实验Ⅱ从开始至达到平衡时的平均反应速率v(NO)＝_________________________。 1.75×10－3 mol·L－1·min－1 (2)与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件，所改变的条件和判断的理由分别为 实验Ⅰ：__________________________________ _____________________。 升高温度，达到平衡的时间比实验Ⅱ 短，且起始压强增大 实验Ⅲ：__________________________________________________。 加催化剂，达到平衡的时间比实验Ⅱ短，平衡没有移动 (3)三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小关系为________________________。 αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)>αⅠ(CO)　 (4)实验Ⅲ的平衡常数K＝_________。 17 150 2.汽车尾气是城市的主要污染源之一，治