第2章 微专题讲座系列 研究车用燃料及安全气囊——利用化学反应解决实际问题-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019 单选）

研究车用燃料及安全气囊 ——利用化学反应解决实际问题 项目学习目标 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问题的思路。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．常见的汽车燃料 (1)燃料通常指能够将自身存储的化学能通过化学反应(燃烧)转变为热能的物质。 (2)自从汽车问世，汽车燃料经历了从煤到汽油的变迁。 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。主要污染物为碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、苯并芘及固体颗粒物等，能引起光化学烟雾等灾害。 (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。 ①采用催化剂：将CO氧化成CO2，碳氢化合物氧化成CO2和H2O，NOx被还原为N2等。 ②水洗：通过水箱，使汽车尾气中的碳烟粒子经过水洗和过滤及蒸气的淋浴，可将粘在碳粒上的有毒物质洗去，使碳粒子胀大而给予去除。 3．汽车安全气囊气体发生剂 (1)特点 汽车安全气囊使用的气体发生剂一般具有生成物清洁、低腐蚀、有毒组分含量低、产气量大、产气快等特点。 (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叠氮化钠、三氧化二铁、硝酸铵等物质按一定比例混合而成。其氧化剂主要是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2NaN32Na＋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NH4NO3N2O↑＋2H2O。 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Fe2O3＋6Na2Fe＋3Na2O。 [判断正误](正确的打“√”，错误的打“×”) (1)柴油中碳的含量比汽油高，若改用柴油作为汽车的燃料，则可以相对减少污染。(×) (2)车用燃料达到燃点所需能量越高越好。(×) 学生用书第71页 (3)开发新能源是控制城市空气污染源的方法之一。(√) (4)三元催化器能将汽车尾气转化为无害物质。(√) (5)安全气囊系统是一种被动安全性的保护系统。(√) (6)安全气囊从技术上讲其实是一种化学反应，能够生成气体来填充囊袋。(√) (7)开车时必须系上安全带，否则的话安全气囊会对人体造成伤害。(√) (8)可以用水去直接冲洗安全气囊位置。(×) 项目活动1　选择车用燃料 [活动探究] 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，汽车排放造成的环境污染问题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。 问题1　燃料燃烧是放热反应还是吸热反应？试用图像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，如图： 问题2　请根据下图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。 问题3　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。 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。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。汽车尾气中氮的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。反应方程式为2CO＋2NO===2CO2＋N2。 问题4　选择汽车燃料主要考虑哪些因素？ 提示：　从化学反应能量变化的角度选择汽车燃料时，既要考虑燃料发生化学变化时释放能量的多少，也要考虑达到燃料燃点需要吸收能量的多少，还要考虑燃料的来源、价格、生成物对环境的污染等因素。 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