高中化学主题3合理利用化学能源3.3汽车燃料清洁化课件鲁教版选修1
高中化学 3-3 汽车燃料清洁化同步课件 鲁科版选修1
用无铅汽油等的同时，投入巨额资金，研制
污染排放少、有利于环境保护的代用燃料汽
车。就世界范围而言，最成功的代用燃料是
液化石油气（LPG）和压缩天然气（CNG）。
20世纪80年代后，各种代用燃料汽车及电动
汽车成了研究开发清洁ppt精燃选自主料探究的热门精要。解读
9
实验探究
要点一 |你是如何认识汽油的？
课题3 汽车燃料清洁化
1．了解汽油的主要化学成分及其在燃烧时发 生的化学反应。
2．了解汽车尾气中主要有害气体的成分以及 治理方法。
3．从能源消耗及环保的角度认识今后汽车发 展的方向。
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精要解读
1
实验探究
通过石油分馏得到的汽油是纯净物吗？
提示 不是纯净物，是一定沸点范围内烃的 混合物。
增甲加基了叔铅丁基污醚染，目前已禁止使M用TB，E 改用
作抗震剂，简写为
。
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4
实验探究
一氧化碳 氮氧化合物
二氧化硫
3．汽车尾气含有多种污染催空化转气化的器有害气体，
主要有
无害 ，
，
等。处理措施是在汽车的排气管上安装
装置，使有害气体转化为
气体。
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5
实验探究
车动力的清洁能源pp有t精选哪些？
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7
实验探究
提示 汽车作为推动人类文明向前跃进的现 代社会产物，在给人类生活带来便捷舒适的 同时，对自然生态环境的恶化也有难以推卸 的责任。据报道城市大气的污染物主要来自 工业污染和汽车尾气，近年来汽车持有量增 长率已达20%，99%的一氧化碳和一氧化氮 的排放来源于汽车尾气。所以电动车、清洁 燃料汽车及相关技术出现是必然的。
高中化学主题3合理利用化学能源3.3汽车燃料清洁化课件鲁科版选修1
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3.汽车尾气及其处理措施 (1)汽车尾气中有害气体的产生途径 ①烃不完全燃烧产生CO。 ②电火花放电使N2和O2反应产生氮氧化物。 ③汽油中的硫氧化生成SO2气体。 (2)汽车尾气的危害 ①形成光化学烟雾。 ②形成酸雨。 ③产生大量温室气体CO2。
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(3)消除汽车尾气对环境污染的办法 ①在汽车排气管上安装填充催化剂的催化转化装置,使有害气 体 CO、NOx 转化为 CO2、N2,如 NO 与 CO 的反应为 2CO+2NO
问题导学 即时检测 一 二
5.汽油的标号与抗震性 (1)汽油的抗爆震的程度以辛烷值的大小来衡量。 (2)辛烷值也就是我们常说的汽油标号。 (3)汽油中所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例越高, 它的抗爆震性越好。 (4)常用抗爆震剂 四乙基铅[Pb(C2H5)4]、甲基叔丁基醚(MTBE)。
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一、从汽油谈起 1.汽油及其性质:汽油是分子中含有5~11个碳原子的烃的混合物, 含有的烷烃主要是己烷(C6H14)、庚烷(C7H16)、辛烷(C8H18)和壬烷 (C9H20)。汽油的沸点较低,在70~150 ℃之间,完全燃烧生成水蒸气 和二氧化碳;不完全燃烧则会有一氧化碳和碳单质生成,这是汽缸 里产生积炭的原因。 2.汽油的抗爆震性:汽油抗爆震的程度以“辛烷值”的大小来衡 量,“辛烷值”越高,抗爆震程度越高。汽油所含分子支链多的链烃、 芳香烃、环烷烃的比例越高,它的抗爆震性越好;所含直链烃分子 越多,它的抗爆震性越差;目前,部分城市已禁止使用含铅汽油,代替 四乙基铅作为汽油抗震剂的是甲基叔丁基醚(MTBE)。
所以第(2)问的答案:为 2NO+2CO
2CO2+N2。“催化转换器”
2018-2019学年高中化学 主题3 合理利用化学能源 课题3 汽车燃料清洁化学案 鲁科版选修1
课题3 汽车燃料清洁化学习目标：1.了解汽油燃烧的原理及抗爆震性。
(难点)2.认识汽车尾气的成分、危害及治理。
(重点)3.了解清洁燃料汽车所用燃料及理想的清洁燃料氢气。
(重点)[自 主 预 习·探 新 知]一、从汽油谈起1．汽油的组成汽油是分子中含有5～11个碳原子的烃的混合物，辛烷和壬烷。
2．汽油的作用原理汽油进入汽缸后，经电火花点燃迅速燃烧，力，使汽车前进。
3．汽油的燃烧特点以分子中含有5个碳原子的戊烷为例：①完全燃烧：C 5H 12＋8O 2――→点燃5CO 2＋6H 2O 。
②不完全燃烧：产生强大的压力脉冲，导致出现清脆的金属敲击辛烷值就是我们常说的汽油标号。
(3)汽油所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例越高，汽油的抗爆震性越好；所含直链烃分子越多，它的抗爆震性越差。
(4)在汽油中添加四乙基铅、甲基叔丁基醚可以提高汽油的抗爆震程度。
5．汽车尾气及危害汽车尾气中含有的有害物质有CO 、氮氧化物、SO 2、烃类等。
造成的危害主要是形成酸雨和光化学烟雾。
二、汽车燃料的清洁化1．清洁燃料车(1)所用燃料：压缩天然气和液化石油气(2)2．氢气——汽车最理想的清洁燃料(1)优点①释放能量多：燃烧相同质量的氢气和汽油，前者放出的热量约是后者的3倍。
②环境污染小：氢气燃烧生成水，没有灰渣和废气。
(2)不足：当前制取氢气成本高，氢气贮存困难。
(3)发展方向：研究新的制氢技术和氢气贮存方法，如光电解水制氢气和研制贮氢合金。
3．燃料电池汽车从电池的正极输进O2，负极输进H2或甲醇等，通过化学反应将化学能转变成电能，能量转换效率显著提高，且不会产生污染。
[基础自测]1．判断对错(对的在括号内打√，错的在括号内打×)(1)汽油是分子中含有5～11个碳原子的烃的混合物。
( )(2)辛烷值越小，抗爆震程度越高。
( )(3)汽车最理想的清洁燃料是氢气。
( )(4)汽车尾气催化装置能从根本上杜绝有害气体的产生。
2017秋高中化学 主题3 合理利用化学能源 课题3 汽车燃料清洁化素材 鲁科版选修1
课题3 汽车燃料的清洁化教学资源1.开发氢能源传统的制氢方法是电解水制氢或高温高压制氢，都需要消耗大量的电能或煤、天然气，消耗的能量比氢气燃烧所产生的能量还多。
这种费用上的不划算使它只能用于推进太空火箭或在航天器中维持燃料电池。
科研人员经过多年的研究，已寻找出两种较为方便的制氢方法：其一是光电化学电池分解水制氢。
利用太阳光照射到半导体氧化钛表面时，在氧化钛上产生的电流会使水分解，产生氢气，效率已达12％。
其二是生物制氢，人工模仿植物光合作用分解水制氢气。
目前，美国、英国用1 g叶绿素每小时可产生1 L的氢气，转化效率高达75％。
日本则宣称研制成了分解水的新型催化剂，在阳光中的可见光波段就能把水分解为燃料电池所必需的氢和氧。
这种仅用阳光和水就能生产出氢和氧的技术将成为“人类的理想技术之一”。
科学家预言：氢燃料电池将最终结束内燃机一百年的统治。
氢燃料电池高效、无噪音、零污染。
虽然早在20世纪60年代就已成功应用在航天技术中，但因成本高，不能进入市场。
氢燃料电池的能源转换率高达60％～80％，装置可大可小，不用修建昂贵的输变电路，节省了传统火力发电70％的能源。
在解决了氢氧燃料电池的大量廉价制取和方便安全地贮存和运输时，氢能就可以进入实用阶段。
2．新配方汽油和新配方柴油石油工业的不少成就，都是以环境道德和环境友好作为指导思想的。
在这种思想指导下，就应开发出新配方汽油、新配方柴油和性能更好的润滑油。
新配方汽油的产生促使炼厂努力开发新工艺，增产高辛烷值的调和组分。
将更多的烃转化为高辛烷值组分采用的是重整工艺。
重整汽油在夏天更缓慢的挥发，并能进一步减少烟雾和尾气中其他污染物的排放，如减少一氧化碳和烃类引发的臭氧对空气的污染。
全沸程新配方汽油要求限制汽油的蒸气压、苯含量和硫含量，还将逐步限制芳烃总量和烯烃总量，还要求在汽油中加入相当数量的含氧化合物，如甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚。
柴油中硫的含量高，会使生成的颗粒物明显增加。
最新高中化学 主题3 合理利用化学能源 课题3 汽车燃料清洁化学案 鲁科版选修1
2．怎样防止或消除汽车尾气带来的危害？
【提示】 汽车尾气的治理可有以下措施：a.汽车排气管上安装催化转化装置。b.推广清洁燃料。c.推广节能技术。d.加强环境执法力度。
汽车尾气的来源和处理
1．来源
(1)若空气不足，则会产生CO有害气体。
(2)若空气过量则产生氮氧化合物NOx，如
N2＋O2===2NO,2NO＋O2===2NO2，其中CO、NOx都是空气污染物。
①完全燃烧：
C5H12＋8O25CO2＋6H2O。
②不完全燃烧：
2C5H12＋11O210CO＋12H2O；
C5H12＋3O25C＋6H2O。
4．汽油的爆震
(1)汽油在发动机中燃烧产生爆震的原因，是汽油燃烧到一定程度时，未燃烧的混合气中会出现许多燃烧中心，使燃烧速度猛增，产生强大的压力脉冲，导致出现清脆的金属敲击声。
【导学号：72572112】
A．压缩天然气和液化石油气都属于碳氢化合物
B．氢燃料电池车可实现城市污染物的“零排放”
C．使用清洁能源主要是考虑防爆震
D．燃料电池车能量的转化方式是：化学能→电能→机械能
C [天然气的主要成分为甲烷，液化石油气的主要成分为丙烷和丁烷，它们均属于碳氢化合物；由于氢燃料电池车在运行过程中不排放任何有害气体，所以可以实现城市污染物的“零排放”；使用清洁能源主要是考虑防止有害气体对环境的污染；燃料电池车能量的转化方式为：贮存在燃料中的化学能→电能→机械能。]
[自 主 预 习·探 新 知]
一、从汽油谈起
1．汽油的组成
汽油是分子中含有5～11个碳原子的烃的混合物，含有的烷烃主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷。
高中化学 主题3 合理利用化学能源 课题3 汽车燃料清洁化课件 鲁科选修1鲁科高二选修1化学课件
12/11/2021
第二十二页，共二十五页。
解析：无铅汽油是指不人为添加四乙基铅做抗震剂的 汽油。
答案：B
12/11/2021
第二十三页，Байду номын сангаас二十五页。
12/11/2021
第二十四页，共二十五页。
内容(nèiróng)总结
主题3 合理利用化学(huàxué)能源。轿车和其他轻型汽车的常用燃料
No Image
12/11/2021
第四页，共二十五页。
自主学习
一、从汽油谈起 1．汽油是分子中含有 5～11 个碳原子的烃的混合物， 含有的烷烃主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷，其沸点较低。 2．汽油抗爆震的程度以“辛烷值”的大小来衡量。 辛烷值也就是我们常说的汽油标号，它是车用汽油的重要 质量指标。辛烷值越高，抗爆震程度越高。
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第六页，共二十五页。
二、汽车燃料的清洁化
1．清洁燃料车。 清洁燃料车是以压缩天然气和液化石油气为燃料的 机动车。 其优点是： (1)大大减少了 CO、NOx 的排放，降低了对环境的污 染； (2)延长了发动机的使用寿命。
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第七页，共二十五页。
2．氢气——汽车最理想的清洁燃料。 (1)优点。 ①释放能量多，燃烧相同质量的氢气和汽油，前者 放出的热量约是后者的 3 倍； ②环境污染小，氢气燃烧生成水，没有灰渣和废气。 (2)不足：当前制取氢气成本高，氢气贮存困难。 3．目前，世界各国都在研制以燃料电池为动力的电 动汽车。
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第十页，共二十五页。
2．下列有关汽油抗爆震程度的说法不正确的是 ()
A．汽油的抗爆震程度以“辛烷值”来衡量 B．辛烷值即汽油标号，辛烷值越高，抗爆震程度越 高 C．汽油中所含直链烃分子越多，它的抗爆震性越好 D．汽油中加入四乙基铅可提高其抗爆震性
高中化学 主题3 合理利用化学能源 课题3 汽车燃料清洁化作业3 鲁科版选修1
课题3 汽车燃料清洁化,[学生用书P 43])1．为减少汽车对城市大气的污染，我国成功地开发出以新燃料做能源的“绿色汽车”，这种汽车可避免有毒的有机铅、芳香烃等有害物质的排放，保护环境。
这种“绿色汽车”的燃料是( )A ．甲醇B ．汽油C ．柴油D ．重油解析：选A 。
甲醇有燃烧充分、产物无污染等特点，可做为“绿色汽车”的燃料。
2．机动车的汽缸中空气进量过少或过多时，产生的主要有害气体依次是( )A ．气态烃和NO 、NO 2等B ．CO 、气态烃和NO 、NO 2等C ．CO 和CO 2D ．气态烃和CO 2解析：选B 。
若空气进量过少，汽油不能完全燃烧，则会有CO 和碳单质生成，还有未参与反应的汽油；若空气进量过多，汽油完全燃烧，过量的O 2会与N 2发生反应：N 2＋O 2=====放电2NO ，2NO ＋O 2===2NO 2，故选B 项。
3．国家决定推广乙醇汽油的应用。
所谓乙醇汽油就是在汽油中加入适量乙醇混合而成的一种燃料。
下列叙述错误的是( )A ．乙醇汽油是一种纯净物B ．汽车使用乙醇汽油能减少有害气体的排放C ．用石油可以制得汽油D ．用玉米、高粱发酵可以制得乙醇解析：选A 。
乙醇汽油是汽油和乙醇混合而成的一种燃料，是混合物。
4．重庆汽车研究所国家燃气汽车工程技术研究中心经过多年攻关，早已完成了国内第一辆达到欧洲Ⅲ号排放标准的天然气单一燃料汽车的研制。
后来在此基础上，又一举拿下了汽油-天然气双燃料汽车，并且达到了欧洲Ⅲ号排放标准，得到了政府的大力支持并被推广使用。
(1)天然气的主要成分为________，________在隔绝空气条件下，经微生物发酵作用可形成，天然气中贮藏的化学能最终是来自于________。
(2)从石油中获得更多轻质燃油的方法是________________________________________________________________________。
鲁科版 化学 选修1 主题3 课题3 汽车燃料清洁化(共28
优点
高效率、无噪音、零污染。
缺点
价格昂贵
二、汽车燃料的清洁化
推广使用 以压缩天 然气和液 化石油气 为燃料的 机动车。
研制使用 氢气作燃 料的汽车
研制以 燃料电池 为动力的
汽车
明天
今天 昨天
辛烷值即汽油标号
以柴油为燃料的机动车
柴油机特点：马力大、油省 ，柴油价格较低， 质量大、工作时噪音大，制造和维护费源自高，同时排放也比汽油机差 。
汽车尾气中的有害物质？
CO、NOx、SO2
想办法： 尽可能消除汽车尾气对环境的污染。
想办法： 尽可能消除汽车尾气对环境的污染？
1、加大环境执法和立法的力度，使高污染、 超标排放尾气的汽车淘汰。
CO2 + H2O
CO + H2O / C + H2O
汽油的作用原理
汽油的来源
一、从 汽油 谈起
汽油的成分
分子中含有5~11个碳原子的烃的混合物 (主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷)
汽油的燃烧
CO2 + H2O CO + H2O / C + H2O
汽油的作用原理
汽油进入汽缸后，经电火花点燃 迅速燃烧，产生的热气体做功推 动活塞往复运动产生
以氢气为燃料的缺点
传统制氢方法，需消耗大量的电能
目前,氢气主要用于太空火箭或航天器 中维持燃料电池.
解决用氢做燃料的关键问题是： 大量廉价制氢 和 安全贮氢 。
科学与技术： 两种较方便的制氢方法
①光电池电解水制氢 ②人工模仿光合作用制氢 (目前英国、美国用1g叶绿素每小时可产生1L 氢气）
以燃料电池为动力的汽车
《化学与生活》 主题3 合理利用化学能源
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② 空气动力汽车
③ 电动汽车
④ 太阳能汽车
课堂演练
１、某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，．观察到 这辆卡车在起动、制动时排黑烟，由此可推断这辆卡车 所用的燃料是 ( D ) A．酒精 B．汽油 C ．液化石油气 D ．柴油
2、在海湾战争期间，科威特大批油井的被炸着火。在 灭火工作中，下列措施不能考虑用于灭火是 ( C) A．设法阻止石油喷射 B．设法降低火焰温度 C．设法降低石油着火点 D．设法使火焰隔绝空气
清洁燃料车的优点：
① 大大降低了对环境的污染(排放的CO、
NOｘ等比汽油汽车下降90％以上) ；
② 发动机汽缸几乎不产生积炭现象；
③ 可延长发动机的使用寿命。
3．汽车最理想的清洁燃料——氢气 H２是汽车最理想的清洁燃料的原因：
(1)燃烧相同质量的煤、
汽油和氢气，氢气释放能
量最多
(2)氢气燃烧后生成水，
①无法消除硫的氧化物对环境的污染，还加速了 SO２向SO３的转化，使排出的废气酸度升高。 ② 只能减少，无法根本杜绝有害气体产生。
汽车尾气及处理
【典例1】汽车作为曾经推动人类文明向前跃进的现代社会产 物，在给人类生活带来便捷舒适的同时，对自然生态环境也带
来了害处，它是城市空气的重要污染源之一。
(1)车用汽油是由多种烃组成的混合物，写出己烷完全燃烧的 方程式________________________________________。 若燃烧不完全会产生______和______等大气污染物。 (2)汽车尾气中的大气污染物除(1)中所述，还有(写化学
３．我国三峡工程提供的煤的火力发电厂产生 的电能，因此，三峡工程有助于控制 ( A ) A．温室效应 B．氮的氧化物排放 Ｃ．白色污染 D．碳氢化合物排放
(2)不完全燃烧——有CO和碳单质生成
——汽车产生积碳得原因
积碳危害
致发动机工作不良，出现启动困难、怠速不稳、 加速导不良、急加油回火、尾气超标、油耗增 多等异常现象。如果再严重会造成气门封闭不 严，使某缸因没有缸压而彻底不工作，甚至粘 连气门使之不回位。此时气门与活塞会产生运 动干涉，最终损坏发动机。
N2＋Ｏ2＝ 2NO， 2NO+Ｏ2＝ 2NＯ2
其中CO、NOｘ，都是空气污染物。
★另外汽油中的硫氧化生成——SO2
汽车尾气中的有害气体主要有：
CO、氮氧化合物 、SO２等
② 尾气处理措施
在汽车的排气管上安装填充催化剂的催化装置，
使有害气体CO、NOｘ转化为CＯ２和N2，
例如：2CO + 2NO ＝ 2CＯ2 ＋ N２ 措施缺陷：
式)__________、__________。
(3)治理尾气的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转 化器”(用铂、钯合金作催化剂)，它的作用是使CO和NO反应， 生成两种气体，其中一种可以参与植物的光合作用，另一种是 空气中含量最多的气体。请写出CO与NO反应的化学方程式 ___________________________________。
5、海湾战争中，科威特有几百口油井燃烧达数日之
久，产生大量的废气：①浓烟中的炭粒；②氮的氧化
物；③碳的氧化物；④硫的氧化物；⑤碳氢化合物及
其衍生物蒸汽等。其中对大气造成污染并导致雨水酸
化的有毒气体是 Ａ．①③⑤ Ｃ．②③④ ( D ) B． ①②④⑤ D． ②④
二、汽车燃料的清洁化
1．汽车燃料清洁化的原因 使用尾气催化装置只能减小有害气体的排放量，无 法从根本上杜绝有害气体的产生，而要有效地杜绝有 害气体的产生，汽车燃料就必须清洁化。 2．清洁燃料车 压缩天然气和石 油液化气为燃料的 机动车
答案：(1)2C6H14+19O2 ====12CO2+14H2O C CO (2)SO2 NOx (3)2CO+2NO ==== 2CO2+N2
跟踪练习
1、工业上，石油的炼制和加工有多种方法， 其中一种方法是通过将石油加热汽化和冷凝 液化，得到不同沸点范围的汽油、柴油等 石油产品。这种加工方法叫 石油的分馏
④ 常用抗爆震剂
四乙基铅[Pb(C2H5)4] 甲基叔丁基醚（MTBE）．
6、柴油——机动车燃料
7、汽车尾气及处理措施
① 汽车尾气的成分
★进入汽缸的气体含有什么物质? 进入汽缸的气体主要有汽化的烃类和空气。 ★可能会发生哪些反应?会产生什么有害气体? ① 若空气不足，则会产生CO有害气体； ② 若空气过量则产生氮氧化合物 NOｘ，如
不会污染环境。
氢作燃料需要解决的关键问题：
1、大量廉价氢的制取 2、安全贮氢 两种方便的制氢方法： ①光电池电解水制氢 ②人工模仿光合作用制氢 氢气目前只用于太空火箭或航天器中维持 燃料电池
目前英国、美国用1g叶绿素每小时可产生1L氢气。
4、其它动力汽车
① 氢氧燃料电池汽车
氢氧燃料电池的优点： 缺点： 高效率、无噪音、零污染。
2、请将石油产品汽油、柴油、煤油、沥青、 液化石油气按其组成物质分子中碳原子数 递增的顺序排列 液化气、汽油、煤油、柴油、沥青
3、 近年来，许多城市都禁止使用含铅汽油，无铅 汽油的含义是指 ( B ) Ａ．汽油中绝不含铅元素 B．汽油中不人为添加含铅元素的物质 C．汽油中铅元素含量在一定范围内 D．以上都不正确 4、下列物质中不能用于萃取溴水中溴的是 ( Ｃ ) A．直馏汽油 B．己烷 Ｃ．裂化汽油 D．苯
鲁科版 《化学与生活》
法国人居钮制造第 一辆 蒸汽驱动三轮汽车。
燃料：柴禾
本茨研制的第一辆汽油机汽车
奔 驰 的 前 身
汽车在公路上
——“拥挤”而行
联想·质疑
• 汽车使用的燃料是什么?
• 汽车尾气中含有哪些污染物?
• 如何解决这些污染问题?
学习目标
一、汽车的常用燃料——汽油 1．汽油的组成 分子中含有5—11个碳原子的烃的混合物 主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷 2．汽油的燃烧 (1)完全燃烧——生成CO2和H2O
3．汽油的作用原理 汽油进入汽缸后，经电火
花点燃迅速燃烧，产生的热
气体做功推动活塞往复运动
产生动力，使汽车前进。
4．汽油的来源
石油的分馏 石油的催化裂化 5．汽油的标号与抗震性
①汽油的抗爆震的程度以辛烷值的大小来衡量。 ②辛烷值也就是我们常说的汽油标号。 ③汽油中所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷 烃的比例越高，它的抗爆震性越好．