2020魯科版化學必修2第2章微項目研究車用燃料及安全氣囊

1、微項目研究車用燃料及安全氣囊利用化學反應解決實際問題一、選擇車用燃料問題探究：1 .庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一。請利用圖示的說法說明庚烷燃燒過 程中發(fā)生能量變化的本質原因。點燃提示：C7H16+11O2>7CO2+8H2O。因為庚烷燃燒過程中斷裂 CH、CC、O=O鍵吸收的能量E1、遠小于新形成C=O、OH鍵釋放的能量E2, 故此反應會放出大量的能量。2 .汽車尾氣中都含有哪些污染物？分別是如何產生的？提示：汽車排放的尾氣中含有多種污染空氣的有害氣體， 主要有姓不完全氧 化產物CO,電火花放電使氣缸中的 N2與02反應生成的氮氧化物，以及汽油中 的硫氧化生成的SO2等。3 .

2、如何解決汽車尾氣帶來的環(huán)境污染問題？提示：在汽車排氣管上安裝填充有催化劑的催化轉化器， 加速有害氣體的 轉化。使用汽油發(fā)動機和電動機驅動的混和動力汽車， 實現了低消耗和低排放。 使用以天然氣、液化石油氣、氫氣為燃料的機動車，從根本上大大降低汽車尾 氣對環(huán)境的污染。二、設計安全氣囊問題探究：1 . NaN3是在汽車安全氣囊系統中普遍使用的物質之一， 這種物質中含有哪 些類型的化學鍵，屬于哪類化合物？提示：存在有離子鍵、共價鍵，屬離子化合物。2 . NaN3受到撞擊，立即會產生大量氣體，放出大量的熱，安全氣囊被彈起， 其化學原理是什么(用化學方程式表示)？提示：2NaN3=2Na+ 3N2T。3

3、.如果你是設計師，你會同時在安全氣囊中加入哪些其他物質，為什么？提示：金屬鈉具有腐蝕性，可加入F&O3與其反應生成鐵和較為安全的氧化 鈉；此反應放出大量的熱量，可加入 NH4NO3吸收這些熱量，發(fā)生分解反應，生 成N2O和水蒸氣。4 .通過為安全氣囊系統選擇氣體發(fā)生劑，你對化學反應的利用有了哪些新 的認識？提示：研究化學反應時不僅關注所發(fā)生反應的物質變化，還要關注反應中的能量變化和化學反應速率等，科學合理地利用化學反應。也對點訓練1 .近年來，我國的許多城市禁止汽車使用含鉛汽油， 其主要的原因是（）A.提高汽油燃燒效率B.降低汽油成本C.避免鉛污染大氣D .鉛資源短缺C 禁止汽車使用含

4、鉛汽油，是為了避免鉛形成的化合物污染大氣。2 .汽油是多種姓類的混合物，汽車的發(fā)動機中，汽油汽化后與進入汽缸的 空氣按一定比例混合，在引擎的電火花點燃下燃燒，產生大量熱能，但進入汽缸 的空氣過少或過多都將在汽車尾氣中產生有害的大氣污染物。目前正在研究和開發(fā)一種催化式排氣凈化器，以Pt Rh及CuOC2O3作主體催化劑，它可將80% 以上的有害尾氣轉化成無毒氣體，但汽油中為增強其抗震性的添加劑（C2H5）4Pb會使這種轉化嚴重降低。下列有關說法中正確的是 （）A.汽油的來源是石油的常壓、減壓分儲B.機動車必須使用無鉛汽油是因為它可使催化劑中毒，制約了催化劑的研 究和開發(fā)C. NO等氮的氧化物對空

5、氣的污染是十分嚴重的，它們不僅使人和動物中 毒，產生疾病，更是破壞大氣臭氧層的主要因素D .如改用柴油作為汽車的燃料，則可以相對減小汽車尾氣對大氣的污染答案C3 .疊氮化鈉（NaN3）被廣泛應用于汽車氣囊。（1）制備工業(yè)級 NaN3如下：將NaNH2與N2O氣體反應可生成 NaN3、NaOH 和水溶液呈堿性的刺激性氣體，該反應的化學方程式(2)根據制備反應，工業(yè)級NaN3中常含有N&CO3,可能原因是 (用化學方程式表示)解析將NaNH2與N2O氣體反應可生成NaN3、NaOH和水溶液呈堿性 的刺激性氣體(由質量守恒定律，反應前后元素種類不變，該氣體是 NH3),反應 的化學方程式：2

6、NaNH2+N2O=NaN3 + NaOH+NH3f。(2)工業(yè)級NaN3中常含有Na2CO3,是因為氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反 應生成碳酸鈉和水,反應的化學方程式：CO2+ 2NaOH=Na2CO3+ H2O。答案(1)2NaNH2 + N2O=NaN3+NaOH+ NH3 T(2)CO2 + 2NaOH=N&CO3+ H2O。4 .汽車尾氣主要含有二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等物質, 是造成城市空氣污染的主要因素之一。請回答下列問題。(1)汽車尾氣中的一氧化碳來自 , 一氧化氮來自 。汽車尾 氣對環(huán)境的危害主要有(至少填兩種)。(2)氮氣和氧氣反應生成一氧化氮的能量變化

7、值如圖所示，則由該反應生成2mol NO時，應(填“釋放”或“吸收” )kJ能量。共價修共件催彬成> mol N2(g)"2 mol N唳暝*2 mol NO釋放2 x kJ能量945 kJ能量共價鍵斷裂1 mo 02(g)m一"2 mol 0498 kJ能量答案(1)有機物不完全燃燒 氣缸中N2和02的反應 光化學煙霧、酸雨、臭氧層破壞、溫室效應(任選兩種均可)(2)吸收1835 .某汽車安全氣囊的氣體發(fā)生劑主要含有疊氮化鈉、三氧化二鐵、高氯酸 鉀、碳酸氫鈉等物質。(1)疊氮化鈉是氣體發(fā)生劑，受熱分解產生氮氣和金屬鈉。反應的化學方程式為 O(2)高氯酸鉀是助氧化劑，

8、在反應過程中與金屬鈉作用生成氯化鉀和氧化鈉 高氯酸鉀中含有的化學鍵的類型為。(3)碳酸氫鈉的作用是 。答案(1)2NaN3jL3N2 + 2Na (2)離子鍵、共價鍵(3)吸收NaN3分解放出的大量熱量，自身分解產生 CO2、Na2CO3和H2O6 .汽車尾氣(含有姓類、SO2與NO等物質)是城市空氣的污染源。治理的方 法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉換器”(用鋁鉗合金作催化劑)。它的特點是使CO和NO反應，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使姓 類充分燃燒及SO2的轉化。(1)下列說法錯誤的是。催化劑A. CO和NOx反應的化學方程式為 2xCO + 2NOx=2xCO2+N2

9、B.上述方法的缺點是由于 CO2增多，會大大提高空氣的酸度C.多植樹造體，增大綠化面積，可有效控制城市空氣各種污染源D.汽車改用天然氣為燃料或開發(fā)氫能源，都會減少對空氣的污染(2)寫出CO與NO反應的化學方程式： 0(3) “催化轉換器”的缺點是在一定程度上提高了空氣的酸度，其原因是 0(4)控制城市空氣污染源的方法可以有 (填序號)。A.開發(fā)氫能源B.使用電動車C.植樹造林D.戴上呼吸面具(5)汽下尾氣可引起光化學煙霧， 王要是 氣體。形成酸雨主要是 氣體，在尾氣轉化中，主要還會產生 氣體，造成溫室效應。解析(1)酸雨主要是由于 SO2的大量排放引起的，光化學煙霧主要是由碳 氫化合物的排放引起的。題中信息有 CO和NO反應，生成可參與大氣循環(huán)的無 毒氣體，并促使SO2轉化。反應后CO2有增加，自然界中的光合作用要消耗 CO2, 因此，從全球來看影響不大。(2)由CO、NO的組成元素及有關物質的性質知，催化劑生成的無毒氣體只能是 CO2和N2,即2CO+2NO=N2 + 2CO2。(3)根據接觸 法制硫酸的反應原理可知，SO2可催化氧化成SO3,所以SO2經“催化轉化器” 被轉化(氧化)為SO3,最后形成硫酸酸霧。(4)要控制城市的污染源，采取的方法 只能是使用不能產生污染的清潔能源，所以進 AB