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1．了解汽油的主要化學(xué)成分及其在燃燒時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。 2．了解汽車尾氣中主要有害氣體的成分以及治理方法。 3．從能源消耗及環(huán)保的角度認(rèn)識(shí)今后汽車發(fā)展的方向。,課題3 汽車燃料清潔化,通過石油分餾得到的汽油是純凈物嗎？ 提示 不是純凈物，是一定沸點(diǎn)范圍內(nèi)烴的混合物。,1.汽油是分子中含有5～ 個(gè)碳原子的 物。含有的烷烴主要是 ，完全燃燒時(shí)生成 和 ，不完全燃燒則生成 和 。汽油沸點(diǎn)低，是石油 的產(chǎn)物，但該法不能滿足汽車工業(yè)的發(fā)展需要，還需進(jìn)一步將得到的重油 ，得到更多的汽油。,11,烴的混合,己烷、庚烷、辛烷和壬烷,CO2,H2O,CO,碳單質(zhì),分餾,裂解,2．汽油抗爆震的程度以 的大小來衡量，該值越高，抗爆震程度越 ；汽油所含分子支鏈多的鏈烴、芳香烴、環(huán)烷烴的比例越高，它的抗爆震性 ，所含直鏈烴分子越多，它的抗爆震性 ，為了提高汽油的抗爆震性，人們往里加入抗震劑，最初用 ，但這樣在尾氣中增加了鉛污染，目前已禁止使用，改用 作抗震劑，簡寫為 。,辛烷值,高,越好,越差,四乙基鉛,甲基叔丁基醚,MTBE,3．汽車尾氣含有多種污染空氣的有害氣體，主要有 ， ， 等。處理措施是在汽車的排氣管上安裝 裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為 氣體。,一氧化碳,氮氧化合物,二氧化硫,催化轉(zhuǎn)化器,無害,要從根本上杜絕有害氣體的產(chǎn)生，汽車燃料必須 ，所謂清潔燃料就是以 和 為燃料，汽車最理想的清潔燃料是 ，但目前還不能廣泛使用，還需解決好 問題。,清潔化,壓縮天然氣,液化石油氣,氫氣,廉價(jià)制氫、儲(chǔ)氫,【慎思】 2011年7月3日，由國家科技部、全國“清潔汽車”行動(dòng)協(xié)調(diào)小組、北京市政府和中國石油化工集團(tuán)聯(lián)合主辦的第七屆北京國際純電動(dòng)車、混合動(dòng)力車暨清潔能源汽車及零部件展覽會(huì)上，來自20多個(gè)國家的汽車巨頭及數(shù)十家國內(nèi)企業(yè)、科研院所，爭相把最新研制的電動(dòng)車、清潔燃料汽車及相關(guān)技術(shù)帶到人們面前，讓人們感受到“清潔汽車”時(shí)代就要來臨。請(qǐng)?jiān)诓殚嗁Y料的基礎(chǔ)上，探究出現(xiàn)“清潔汽車”的原因是什么？可以取代石油制品作為汽車動(dòng)力的清潔能源有哪些？,提示 汽車作為推動(dòng)人類文明向前躍進(jìn)的現(xiàn)代社會(huì)產(chǎn)物，在給人類生活帶來便捷舒適的同時(shí)，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的惡化也有難以推卸的責(zé)任。據(jù)報(bào)道城市大氣的污染物主要來自工業(yè)污染和汽車尾氣，近年來汽車持有量增長率已達(dá)20%，99%的一氧化碳和一氧化氮的排放來源于汽車尾氣。所以電動(dòng)車、清潔燃料汽車及相關(guān)技術(shù)出現(xiàn)是必然的。,現(xiàn)在汽車使用的主要燃料——汽油來自石油，而石油是非再生資源，并非取之不盡，用之不竭。不用多久，就可能消耗殆盡，而且汽車排放出大量廢氣和發(fā)出嗓音，污染環(huán)境，危害人們的身體健康。因此，汽車制造商在不斷完善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒系統(tǒng)，采用先進(jìn)的電子控制技術(shù)和高性能的污染物凈化裝置，使用無鉛汽油等的同時(shí)，投入巨額資金，研制污染排放少、有利于環(huán)境保護(hù)的代用燃料汽車。就世界范圍而言，最成功的代用燃料是液化石油氣（LPG）和壓縮天然氣（CNG）。20世紀(jì)80年代后，各種代用燃料汽車及電動(dòng)汽車成了研究開發(fā)清潔燃料的熱門。,1．汽油的組成,分子中含有5～11個(gè)碳原子的烴的混合物。 主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷。,汽油進(jìn)入汽缸后，經(jīng)電火花點(diǎn)燃迅速燃燒，產(chǎn)生的熱氣體做功推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)力，使汽車前進(jìn)。,3．汽油的作用原理,（1）石油的分餾。 （2）石油的催化裂化。 （1）汽油的抗爆震的程度以辛烷值的大小來衡量。 （2）辛烷值也就是我們常說的汽油標(biāo)號(hào)。 （3）汽油中所含分子支鏈多的鏈烴、芳香烴、環(huán)烷烴的比例越高，它的抗爆震性越好。 （4）常用抗爆震劑 四乙基鉛[Pb（C2H5）4]、甲基叔丁基醚（MTBE）。,4．汽油的來源,5．汽油的標(biāo)號(hào)與抗震性,（1）汽車尾氣 若空氣不足，則會(huì)產(chǎn)生CO有害氣體；若空氣過量，則產(chǎn)生氮氧化物NOx，如N2＋O2===2NO，2NO＋O2===2NO2，其中CO、NOx都是空氣污染物。汽車尾氣中的有害氣體主要有CO、氮氧化物、SO2等。,6．汽車尾氣及處理措施,（2）尾氣處理 在汽車的排氣管上安裝填充催化劑的催化裝置，使有害氣體CO、NO x轉(zhuǎn)化為CO2和N2，例如：2CO＋2NO===2CO2＋N2。 （3）措施缺陷 ①無法消除硫的氧化物對(duì)環(huán)境的污染，還加速了SO2向SO3的轉(zhuǎn)化，使排出的廢氣酸度升高。 ②只能減少，無法從根本上杜絕有害氣體產(chǎn)生。,【例1】 在1.013×105Pa下，測得的某些烷烴的沸點(diǎn)見下表。據(jù)表分析，下列選項(xiàng)正確的是 （ ）。,A.在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)，新戊烷是氣體 B．在1.013×105Pa，20 ℃時(shí)，C5H12都是液體 C．烷烴隨碳原子數(shù)增加，沸點(diǎn)降低 D．C5H12隨支鏈增加，沸點(diǎn)降低,解析 新戊烷的沸點(diǎn)是9.5 ℃，標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液體，20 ℃時(shí)是氣體，則A、B均錯(cuò)誤；烷烴隨碳原子數(shù)的增加，沸點(diǎn)升高。C5H12的三種同分異構(gòu)體中，隨支鏈數(shù)增加，沸點(diǎn)逐漸降低。 答案 D,【體驗(yàn)1】 據(jù)媒體報(bào)道，近年來，我國許多城市實(shí)施汽車“油改氣”工程，即將燃料由汽油改為液化石油氣（含C、H元素），目的是改善城市的空氣質(zhì)量。排放量因“油改氣”工程而減少的氣體是 （ ）。 ①SO2 ②CO ③CO2 ④NO2 A．①② B．②④ C．①③ D．①④,解析 汽油的成分主要是C5～C11之間的液體碳?xì)浠衔?，主要含有烷烴、環(huán)烷烴、烯烴等，還有少量的硫、氮、氧等元素的烴類衍生物和金屬化合物，所以燃燒會(huì)產(chǎn)生SO2、NO2等氣體，液化石油氣主要成分是丙烷、丁烷等，與汽油相比，它的燃燒溫度低，不容易產(chǎn)生SO2、NO2等污染物。 答案 D,（1）汽車尾氣是城市空氣的主要污染源之一，嚴(yán)重影響著人們的身體健康和生態(tài)環(huán)境。 （2）給汽車安裝尾氣凈化器只能部分地減少汽車尾氣的污染，不能杜絕汽車尾氣中含有的有害氣體。要想從根本上解決汽車的尾氣污染，只能使汽車燃料或動(dòng)力清潔化。,1．必要性,（1）以壓縮天然氣和液化石油氣為燃料。 （2）以氫氣為燃料。 （3）研制以壓縮空氣為動(dòng)力的氣動(dòng)汽車。 （4）研制以燃料電池、太陽能電池、超級(jí)電容、大功率可充電電池等為動(dòng)力的電動(dòng)汽車。,2．做法,【例2】 近年來，在許多城市街頭會(huì)發(fā)現(xiàn)不少公交車和出租車上印有“CNG”的標(biāo)識(shí)，表示它們是以天然氣作燃料的汽車。推行這一改革的主要目的是 （ ）。 A．延長發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命 B．促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，增加再就業(yè)機(jī)會(huì) C．節(jié)約能源 D．減少大氣污染 解析 天然氣燃燒產(chǎn)生的產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染小。 答案 D,【體驗(yàn)2】 為減少汽車對(duì)城市大氣的污染，近年來中國成功地開發(fā)出了以新燃料作能源的“綠色汽車”。這種汽車可避免有毒的有機(jī)鉛、苯和苯的同系物以及多環(huán)芳烴的排放，保護(hù)環(huán)境。這種“綠色汽車”的燃料可能是 （ ）。 A．甲醇 B．汽油 C．柴油 D．重油 解析 甲醇為新燃料，而汽油柴油重油均來自石油，為常規(guī)化石燃料。 答案 A,【案例】 下表表示的是汽車的行駛速度與所產(chǎn)生的大氣污染物的質(zhì)量之間的關(guān)系（按汽車平均行駛1 km計(jì)算）。,（1）當(dāng)汽車速度增加時(shí)，氣體的質(zhì)量增加的最快的是 。 （2）要使污染程度減到最小，汽車的速度應(yīng)保持在 。 （3）從上表中還能得出的結(jié)論是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。,解析 該汽車的行駛速度與排放的污染物總質(zhì)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：50 km·h－1——10 g，80 km·h－1——7.5 g，120 km·h－1——14.2 g。 答案 （1）氮的氧化物 （2）80 km·h－1 （3）本題具有開放性，以下解答僅供參考。 結(jié)論1：無論汽車以什么速度行駛，尾氣中一氧化碳的質(zhì)量總是最大。,結(jié)論2：當(dāng)汽車速度從50 km·h－1提高到80 km·h－1時(shí)，尾氣中一氧化碳和碳?xì)浠衔锏馁|(zhì)量減小，原因可能是速度提高，溫度升高，燃料燃燒充分；當(dāng)汽車速度提高到120 km·h－1時(shí)，尾氣中一氧化碳和碳?xì)浠衔锏馁|(zhì)量又增大，原因可能是速度過高，消耗的燃料增多而造成的。 結(jié)論3：要使尾氣中污染物的排放總量達(dá)到最小，汽車速度不能過高或過低，要保持在一個(gè)合適的速度。,