第二章 微项目 研究车用燃料及安全气囊 导学案 2023-2024学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

必修二 第二章 化学键、化学反应规律 编制人：赵鹏远 审核人：张友祥 姓名： 班级： 编号25 编号25 第二章 微项目 研究车用燃料及安全气囊 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,利用化学反应分析、解决实际问题, 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。 3.勇于进行科学探究,逐步形成“科学探究与创新意识”的化学核心素养 学习重难点 三元催化器及安全气囊的工作原理 ---------------------------------[必备知识:学]----------------------------------------- 项目任务一.选择车用燃料 项目情境 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汽油为燃料的汽车。时至今日，人们依然在探索、优化车用燃料。 问题1：常用的燃料庚烷 (1)庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一，请分析庚烷在气缸中发生的反应，并结合下图 试从化学键的角度计算1 mol庚烷燃烧产生CO2和水蒸气所释放的能量。 (2)以用图示的方法说明燃烧过程中发生能量变化的本质原因吗？ 问题2：选择车用燃料 (1) 下面是三种可燃物在空气中发生燃烧反应的能量变化示意图。根据示意图，你认为哪种物质更适合用作车用燃料？为什么？ (2)情景素材：汽车尾气中含有150~200种化合物其中对环境不利的成分主要为碳氢化合物、氮氧化物、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；对人体健康造成危害的主要有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等。 ①汽车尾气中都含有哪些污染物？分别是如何产生的？ ②如何解决汽车尾气带来的环境污染问题？了解三元催化器的工作原理，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 [总结]车用燃料选择原则 项目任务二.设计安全气囊 项目情境 安全气囊作为车身被动安全性辅助配置,越来越受到人们的重视。现代安全气囊系统由碰撞传感器、缓冲气囊、气体发生器及点火器等组成；目前,叠氮化钠(NaN3)是在汽车安全气囊系统中普遍使用的物质之一。汽车受到猛烈碰撞时,点火器点火引发叠氮化钠迅速分解,产生氮气和金属钠,同时释放大量的热。 问题3：安全气囊的工作原理 (1)汽车安全气囊中通常加入什么物质？发生的反应？气囊中产生的是什么气体？ (2)分析叠氮化钠作为气体发生剂的优缺点 问题4：如果你是设计师，你会同时在安全气囊中加入哪些其他物质，为什么？ -----------------------------------[关键能力:议、练]------------------------------------- 任务一.选择车用燃料 问题5：表中为某汽车在不同速率时所产生的空气污染物质量 (按汽车平均行驶1公里计算)下列说法错误的是 A.汽车行驶时,污染物中CO含量最高 B.汽车速率为120km.h-1时,污染最严重 C.从环保角度考虑,最合适的汽车速率为50km・h-1 D.汽车速率增大时,产生的氮的氧化物也随之增多 问题6：“E85”是含乙醇85%的乙醇汽油。科学家的研究表明,大量使用“E85”可能导致大气中O3含量上升,将会对人体造成更直接的伤害。寻找新替代化石燃料成为化学工作者研究的新课题。下列各项描述中正确的是 A.等质量的“E85”和汽油充分燃烧后放出的能量相等 B.O3与O2互为同素异形体 C.“E85”是由两种物质组成的混合物 D.推广使用乙醇汽油是为了减少温室气体排放 问题7：汽车尾气在光照下分解时,即开始光化学烟雾的循环,它的形成过程可用下列化学方程式表示:NO2=NO+O, 2NO+O2 =2NO2,O2+O=O3 下列有关叙述不正确的是 A.此过程中,NO2是催化剂 B.在此过程中,NO是中间产物 C.此过程的总方程式为2O3=3O2 D.光化学烟雾能引起人的外呼吸功能严重障碍 任务二.设计安全气囊 问题8：某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。 (1)NaN3是气体发生剂,受热分解产生N2和Na,N2的电子式为 (2)Fe2O3是主