汽车中的化学
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《化学与社会生活》课程
（化学师范四年级学生选修课）
扬州大学化学化工学院 吕琳
你知道吗
中国1903年才有 第一辆小汽车，从 美国进口 。
1928 年在沈阳成功 仿造了美国万国牌载 重汽车，1 年中装出 10 辆。
美国第一，日本 第二，中国第三 。
你对汽车的哪些方面感兴趣呢？
学习方法
1.人们常常将现实 生活中的事件抽象 成学科问题加以深 入解决； 2.善于观察和思考， 你就能常常发现问 题。
车友论坛
经常看到大家说汽油有腐蚀性,油脂类的 物质怎么可能会腐蚀东西,又不是强酸强碱。
还有种说法用汽油洗完零件后要立即上 油,否则锈蚀很快,谁能给讲讲原因,弄的汽 油都不敢用了。
❖ 汽油中除烃类以外往往还包括硫及含硫化 合物、酸性和碱性物质, 这些都对金属有腐 蚀作用。
❖汽油中的水溶性酸或碱, 都是在工厂用硫酸 精制和碱中和后, 因为水洗过程操作不良而留 在汽油里的。
聚酰胺纤维商品名为尼 龙，也叫锦纶。
尼龙织物的特点是强度 大，弹性好，耐磨性好。 尼龙主要用于制作鱼网、 降落伞、宇航飞行服、弹 力袜、混纺衣料等。
聚酰胺纤维 的优点
气体温度高达1000℃。 长时间放置，尼龙会粘 接。
聚酰胺纤维 用作气囊面 临的挑战
织物材料 尼龙
涂层材料 ？
涂层物质应具备的性质
压缩比匹配
应根据发动机的 压缩比选用汽油， 压缩比高的车辆 应该选用高标号 汽油。
汽油选择
压缩比7.5～8.0：90 压缩比8.0～8.5：92 压缩比8.5～9.5：95 压缩比9.5～10：97
你知道吗
• 燃烧性能好，不会产生爆震及早燃现象；
• 良好的蒸发性能和可靠的燃料供给性；
• 在储存和输送中抗氧化性能好，生成胶质的倾向小；
《汽车中的化学》
Chenistry in Car
主要内容
安全第一—安全气囊的原理 能量源泉—车用汽油的奥秘 身躯支撑—汽车中的材料 外壳保护—车用油漆和镀膜
一、安全气囊的原理
气囊系统
(ECU)
点火器
传感器 气囊
系统结构
气体 发生器
31 气囊中气体是如何产生的？
叠氮化钠分解 NaN3→Na+N2
氯丁橡胶的缺点
❖1.是热固性聚合物，影响气囊回收利用。 ❖2.高温下会分解出盐酸、氯气、聚氯联苯 等付产品，易腐蚀和分解尼龙，腐蚀金属 部件。 ❖3.置于温度循环、臭氧及其它氧化介质中 时易老化。
硅酮的优点
❖它具有高的环境稳定性。 ❖化学性质不活泼，不影响织物的性能。 ❖硅酮具有良好的耐磨性。 ❖硅酮涂层具有低摩擦系数及良好的短 时热阻力。 ❖带有硅酮涂层的气囊可循环使用。
• 对发动机没有腐蚀和磨损作用。
？
3 汽油也像食品一样具有保质期吗？
汽油变质的原因
汽油中含有大量的不饱和 烃, 特别是含有二烯烃, 在 汽油储存和使用时, 这些不 饱和烃与空气中的氧作用, 很容易氧化成胶质。
交流讨论
为防止汽油变质，可采用哪些措施？
防止汽油变质
❖可将汽油进行加氢精制 ❖添加少量抗氧化剂, 如叔丁基-4-羟基 苯甲醚 等。 ❖储存时应保持低温、避光和密闭隔 氧。 ❖……
造成 环境污染
? +
甲基叔丁基醚
甲基叔丁基醚有很高的辛烷值, 无毒, 掺入汽油后还可以改善 汽油的馏程, 特别是50%的馏出温度, 并能减少汽车废气中的 CO 和NOX 的含量, 减轻环境污染。
32 不同标号的汽油是否可以换用？
压缩比
发动机气缸的 燃烧室容积与总 容积之比。
压缩比高低
压缩比高，动力性 好、热效率高，加 速性、最高车速等 会相应提高。
纯异辛烷（2，2，4-三甲 基戊烷的辛烷值为100）
92号汽油
95号汽油
辛烷值为92,其抗 爆性能相当于92%异 辛烷和8%正庚烷的 混合物的抗爆性能。
辛烷值为95,其抗 爆性能相当于95%异 辛烷和5%正庚烷的 混合物的抗爆性能。
低辛烷值 汽油
? +
四乙基铅
四乙基铅破坏生成的过氧化物，但会生成硬质的PbO颗粒， 它会沉积在燃烧室，因而要同时加入一定量的导出剂溴乙烷 （或二溴乙烷），使PbO 转化为PbBr2。
❖ 化学性质稳定。 ❖具有较强的抗阻燃性。
氯丁橡胶
❖增加织物的滑动性，使气囊便于展开。
滑石粉
34 为何现在用硅酮取代了氯丁橡胶？
第一代ห้องสมุดไป่ตู้氯丁橡胶
第二代：硅酮
交流讨论
氯丁橡胶涂层有何缺陷？硅酮涂层有何优点？ 请从其组成和结构上加以讨论。
硅酮俗称硅油，化学式为： (CH3)3SiO(CH3)2SiOSi(CH3)3
汽油正常燃烧，火焰传播 速度约为30-70m·s-1。
混合气燃烧2/3-3/4时，混合气 中产生了高度密集的过氧化物
过氧化物分解,出现许多燃烧中心， 燃烧速率猛增(800-1000m·s-1) 。
抗爆性能
碳
原
子
高度分支异构烷烃和芳香烃
数
越
多，
环烷烃、烯烃
抗 爆
性
能
正构烷烃
越
差
汽油辛烷值的确定
纯正庚烷的辛烷值为0
不发霉、不怕虫蛀、不缩水。
涤纶缎带
锦纶绳
腈纶地毯
3 尼龙有何结构特点？决定其具有何种性质？
nHOOC(CH2)4COOH+nH2N(CH2)6NH2→
己二酸
己二胺
HO-[OC(CH2)4COHN(CH2)6NH]n-H+(2n-1)H2O 尼龙-66（聚己二酰己二胺）
尼龙-66分子中的亚甲基呈锯齿状平面排列，酰 胺基取反式平面结构，相邻的分子以氢键连成平 面的片状。
汽油在燃烧的同时，给我们的环境带来了 越来越严重的影响
汽车尾气污染物
一氧化碳、碳氢化合物、氮 氧化合物、二氧化硫、烟尘 微粒（某些重金属化合物、 铅化合物、黑烟及油雾）、 臭气（甲醛等）。
你知道吗
对前排乘员进行保护的气囊，装在仪 表板内，防止乘员与仪表板、前挡风玻 璃发生碰撞。
你知道吗
对后排乘员进行保护的气囊，一般安装在 前排座椅的靠背上后部或头枕内部，或车门 上，防止乘员与前排座椅发生碰撞。
二、车用汽油
31 汽油的商品标号代表何种含义？
代表汽油
的抗爆性
？
能，标号
即为汽油
的辛烷值
硝酸钾分解
KNO3+ SiO2→K2SiO3+N2
为何常温下较稳定、点火条件下 易分解？其结构特点是什么？
∏34
叠氮化钠为无色六方形离子晶体 ，常态下稳定， 但晶格能较低，受撞击时仍发生爆炸，生成氮气。
32 哪些材料适合制备安全气囊？
涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶
优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、
（化学师范四年级学生选修课）
扬州大学化学化工学院 吕琳
你知道吗
中国1903年才有 第一辆小汽车，从 美国进口 。
1928 年在沈阳成功 仿造了美国万国牌载 重汽车，1 年中装出 10 辆。
美国第一，日本 第二，中国第三 。
你对汽车的哪些方面感兴趣呢？
学习方法
1.人们常常将现实 生活中的事件抽象 成学科问题加以深 入解决； 2.善于观察和思考， 你就能常常发现问 题。
车友论坛
经常看到大家说汽油有腐蚀性,油脂类的 物质怎么可能会腐蚀东西,又不是强酸强碱。
还有种说法用汽油洗完零件后要立即上 油,否则锈蚀很快,谁能给讲讲原因,弄的汽 油都不敢用了。
❖ 汽油中除烃类以外往往还包括硫及含硫化 合物、酸性和碱性物质, 这些都对金属有腐 蚀作用。
❖汽油中的水溶性酸或碱, 都是在工厂用硫酸 精制和碱中和后, 因为水洗过程操作不良而留 在汽油里的。
聚酰胺纤维商品名为尼 龙，也叫锦纶。
尼龙织物的特点是强度 大，弹性好，耐磨性好。 尼龙主要用于制作鱼网、 降落伞、宇航飞行服、弹 力袜、混纺衣料等。
聚酰胺纤维 的优点
气体温度高达1000℃。 长时间放置，尼龙会粘 接。
聚酰胺纤维 用作气囊面 临的挑战
织物材料 尼龙
涂层材料 ？
涂层物质应具备的性质
压缩比匹配
应根据发动机的 压缩比选用汽油， 压缩比高的车辆 应该选用高标号 汽油。
汽油选择
压缩比7.5～8.0：90 压缩比8.0～8.5：92 压缩比8.5～9.5：95 压缩比9.5～10：97
你知道吗
• 燃烧性能好，不会产生爆震及早燃现象；
• 良好的蒸发性能和可靠的燃料供给性；
• 在储存和输送中抗氧化性能好，生成胶质的倾向小；
《汽车中的化学》
Chenistry in Car
主要内容
安全第一—安全气囊的原理 能量源泉—车用汽油的奥秘 身躯支撑—汽车中的材料 外壳保护—车用油漆和镀膜
一、安全气囊的原理
气囊系统
(ECU)
点火器
传感器 气囊
系统结构
气体 发生器
31 气囊中气体是如何产生的？
叠氮化钠分解 NaN3→Na+N2
氯丁橡胶的缺点
❖1.是热固性聚合物，影响气囊回收利用。 ❖2.高温下会分解出盐酸、氯气、聚氯联苯 等付产品，易腐蚀和分解尼龙，腐蚀金属 部件。 ❖3.置于温度循环、臭氧及其它氧化介质中 时易老化。
硅酮的优点
❖它具有高的环境稳定性。 ❖化学性质不活泼，不影响织物的性能。 ❖硅酮具有良好的耐磨性。 ❖硅酮涂层具有低摩擦系数及良好的短 时热阻力。 ❖带有硅酮涂层的气囊可循环使用。
• 对发动机没有腐蚀和磨损作用。
？
3 汽油也像食品一样具有保质期吗？
汽油变质的原因
汽油中含有大量的不饱和 烃, 特别是含有二烯烃, 在 汽油储存和使用时, 这些不 饱和烃与空气中的氧作用, 很容易氧化成胶质。
交流讨论
为防止汽油变质，可采用哪些措施？
防止汽油变质
❖可将汽油进行加氢精制 ❖添加少量抗氧化剂, 如叔丁基-4-羟基 苯甲醚 等。 ❖储存时应保持低温、避光和密闭隔 氧。 ❖……
造成 环境污染
? +
甲基叔丁基醚
甲基叔丁基醚有很高的辛烷值, 无毒, 掺入汽油后还可以改善 汽油的馏程, 特别是50%的馏出温度, 并能减少汽车废气中的 CO 和NOX 的含量, 减轻环境污染。
32 不同标号的汽油是否可以换用？
压缩比
发动机气缸的 燃烧室容积与总 容积之比。
压缩比高低
压缩比高，动力性 好、热效率高，加 速性、最高车速等 会相应提高。
纯异辛烷（2，2，4-三甲 基戊烷的辛烷值为100）
92号汽油
95号汽油
辛烷值为92,其抗 爆性能相当于92%异 辛烷和8%正庚烷的 混合物的抗爆性能。
辛烷值为95,其抗 爆性能相当于95%异 辛烷和5%正庚烷的 混合物的抗爆性能。
低辛烷值 汽油
? +
四乙基铅
四乙基铅破坏生成的过氧化物，但会生成硬质的PbO颗粒， 它会沉积在燃烧室，因而要同时加入一定量的导出剂溴乙烷 （或二溴乙烷），使PbO 转化为PbBr2。
❖ 化学性质稳定。 ❖具有较强的抗阻燃性。
氯丁橡胶
❖增加织物的滑动性，使气囊便于展开。
滑石粉
34 为何现在用硅酮取代了氯丁橡胶？
第一代ห้องสมุดไป่ตู้氯丁橡胶
第二代：硅酮
交流讨论
氯丁橡胶涂层有何缺陷？硅酮涂层有何优点？ 请从其组成和结构上加以讨论。
硅酮俗称硅油，化学式为： (CH3)3SiO(CH3)2SiOSi(CH3)3
汽油正常燃烧，火焰传播 速度约为30-70m·s-1。
混合气燃烧2/3-3/4时，混合气 中产生了高度密集的过氧化物
过氧化物分解,出现许多燃烧中心， 燃烧速率猛增(800-1000m·s-1) 。
抗爆性能
碳
原
子
高度分支异构烷烃和芳香烃
数
越
多，
环烷烃、烯烃
抗 爆
性
能
正构烷烃
越
差
汽油辛烷值的确定
纯正庚烷的辛烷值为0
不发霉、不怕虫蛀、不缩水。
涤纶缎带
锦纶绳
腈纶地毯
3 尼龙有何结构特点？决定其具有何种性质？
nHOOC(CH2)4COOH+nH2N(CH2)6NH2→
己二酸
己二胺
HO-[OC(CH2)4COHN(CH2)6NH]n-H+(2n-1)H2O 尼龙-66（聚己二酰己二胺）
尼龙-66分子中的亚甲基呈锯齿状平面排列，酰 胺基取反式平面结构，相邻的分子以氢键连成平 面的片状。
汽油在燃烧的同时，给我们的环境带来了 越来越严重的影响
汽车尾气污染物
一氧化碳、碳氢化合物、氮 氧化合物、二氧化硫、烟尘 微粒（某些重金属化合物、 铅化合物、黑烟及油雾）、 臭气（甲醛等）。
你知道吗
对前排乘员进行保护的气囊，装在仪 表板内，防止乘员与仪表板、前挡风玻 璃发生碰撞。
你知道吗
对后排乘员进行保护的气囊，一般安装在 前排座椅的靠背上后部或头枕内部，或车门 上，防止乘员与前排座椅发生碰撞。
二、车用汽油
31 汽油的商品标号代表何种含义？
代表汽油
的抗爆性
？
能，标号
即为汽油
的辛烷值
硝酸钾分解
KNO3+ SiO2→K2SiO3+N2
为何常温下较稳定、点火条件下 易分解？其结构特点是什么？
∏34
叠氮化钠为无色六方形离子晶体 ，常态下稳定， 但晶格能较低，受撞击时仍发生爆炸，生成氮气。
32 哪些材料适合制备安全气囊？
涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶
优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、