课题3　汽车燃料清洁化
学习目标
1.了解汽油的主要化学成分以及在汽缸中发生的主要化学反应。
2.了解汽油燃烧后产生的主要有害气体成分，以及治理汽车尾气的主要方法。
3.了解清洁燃料汽车所用燃料及理想的清洁燃料氢气。
   
课堂互动讲练
探究整合应用
知能优化训练
课题3
　汽车燃料清洁化
课前自主学案
课前自主学案
一、从汽油谈起
1．汽油的基本特点
5～11
分馏
催化裂化
轿车
2．汽油的标号与抗爆震性
(1)汽油的燃烧与爆燃
汽缸中的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，出现清脆的金属敲击声，这种燃烧称为_____或______。
(2)辛烷值
爆燃
爆震
汽油的抗爆震的程度以________的大小来衡量，即通常所说的汽油标号，汽油的辛烷值越高，汽油中所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例______，它的抗爆震性越好。
(3)常用抗震剂
___________[Pb(C2H5)4]是常用的抗震剂，其中还添加1,2-二溴乙烷(CH2Br－CH2Br)，这样汽车尾气中又增加了____等引起大气污染的有害物质。目前部分城市已禁止使用含铅汽油，现用汽油抗震剂是___________________。
辛烷值
越高
四乙基铅
铅
甲基叔丁基醚
3．汽车尾气及处理措施
(1)汽车尾气中有害气体的产生途径
①烃不完全燃烧产生的_____气体。
②电火花放电使N2和O2反应产生____________。
③汽油中的硫氧化生成的________气体。
(2)汽车尾气的危害
①形成_______________。
②形成酸雨。
③产生大量温室气体_____。
CO
氮氧化物
SO2
光化学烟雾
CO2
②推广使用___________等无铅汽油。
③使用清洁燃料或新型能源。
CO2和N2
乙醇汽油
思考感悟
提高汽油品质有何方法？
【提示】　(1)向汽油中加抗震剂。
(2)增加汽油中支链烷烃、芳香烃和环烷烃的比例。
(3)催化重整：在催化剂的作用下，使汽油中烃分子的结构进行重新排列形成新的分子结构。
二、汽车燃料的清洁化
1．清洁燃料车
清洁燃料车是以______________和_____________为燃料的机动车，其优点是：
(1)大大减少了____________的排放，降低了对环境的污染。
(2)延长了___________________。
2．氢气——汽车最理想的清洁燃料
压缩天然气
液化石油气
CO、NOx
发动机的使用寿命
(1)优点
①_______________，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_____________，氢气燃烧生成水，没有灰渣和废气。
(2)不足：当前制取氢气_____高，氢气_____困难。
释放能量多
环境污染小
成本
贮存
(3)发展方向：研究新的制氢技术和氢气贮存方法，如____________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____，负极输进____________等，通过化学反应将化学能转化成_____，能量转换效率显著提高，且不会产生污染。
光电解水
O2
H2或甲醇
电能
1．确定汽油是一种混合物的方法是(　　)
A．测量浓度　　　　　　　　B．测量沸点
C．将它燃烧                                 D．闻气味
解析：选B。由于混合物没有固定的熔、沸点，而纯净物有固定的熔、沸点，利用此性质可以鉴别一种物质是否为混合物。
解析：选D。以汽油为燃料的汽车，若燃烧不充分，则汽车尾气中含有碳氢化合物，SO2、CO和CO2等；若燃烧充分，则汽车尾气中含有CO2、SO2、NOx等，因此会形成酸雨或光化学烟雾，但肯定不会造成土壤盐碱化；由于汽油中可能含有抗震剂(四乙基铅)，因此会造成铅污染，故选D项。
3．下列烷烃含量越高，汽油品质越好的是(　　)
A．CH3(CH2)6CH3
B．CH3CH(CH3)CH2CH2CH3
C．(CH3)2CHCH2C(CH3)3
D．CH3(CH2)14CH3
解析：选C。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，抗爆震性越差。
课堂互动讲练
           硝酸工业产生的尾气(NO、NO2等)对环境造成污染，同时汽车尾气(含烃类、CO、SO2与NO等)是城市空气的污染源。
(1)汽车以汽油作为发动机燃料，在不断启动打火的过程中产生了CO、NO等有毒气体，若供氧不足，主要产生的污染物是________，若供氧充足，主要产生的有毒气体是________。
(2)简述CO、NO对人体产生的影响是
________________________________________________________________________。
(3)汽车尾气污染物造成的影响有：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)控制城市空气污染的方法有________。
A．开发氢能源                     B ．使用电动车
C．植树造林                         D  ．戴上呼吸面具
【解析】　(1)若供氧不足，汽油中的烃(C5H12等)不完全燃烧，产生CO，若供氧充足，C5H12等烃完全燃烧，但N2、O2在电火花作用下生成NO和NO2。
(2)CO、NO极易与血红蛋白结合，难分离，使血液失去供氧能力，使人体中毒，同时NO在人体中含量不正常，可导致心脑血管病、高血压、中风、糖尿病等疾病。
(3)汽车尾气排放过多，可形成酸雨和光化学烟雾而污染环境，引起呼吸严重障碍，导致心肺衰竭。
(4)控制城市污染源，避免汽车燃烧汽油，所以必须开发新的能源，如开发氢能源、使用电动车等，从根源上消除污染。
【答案】　(1)CO　NO、NO2等
(2)使血液失去供氧能力，导致心脑血管病等
(3)污染环境，引起呼吸严重障碍，导致心肺衰竭
(4)AB
变式训练　　汽车尾气(含烃类、CO、NO和SO2等)是空气的主要污染源。治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转化器”，使CO和NO反应产生可参与大气循环的无毒气体，促使烃类充分燃烧及SO2的转化。下列说法中错误的是(　　)
解析：选C。此方法的缺点是由于催化转换器促使了SO2转化成为SO3，从而提高了空气的酸度。
探究整合应用
汽车燃料的清洁化和新能源开发探究
【举例】　“零油耗，零排放”的雪佛兰Equinox燃料电池车作为2010年温哥华冬奥会官方用车，实现了冬奥会更加环保的目标。
(1)雪佛兰燃料电池车与单纯燃油车相比的优点是____________________________。
(2)雪佛兰燃料电池车的工作原理是______________________________，与内燃机相比，燃料电池的优点________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)氢能与其他能源相对比，具有的优点是______________________________，氢燃料电池汽车的普及还十分困难，你认为其中的原因有________________________(填一项即可)。
(4)我国推广使用乙醇汽油，它是在汽油中加入适量乙醇形成的混合燃料。下列叙述中正确的是________。
A．使用乙醇汽油能减少有害气体的排放，是一种改善环境的清洁能源
B．燃料中的乙醇可以通过粮食发酵或化工合成等方法制得
C．乙醇汽油是一种新型化合物
D．燃烧乙醇汽油可以减少对大气的污染是因为它不含硫元素和氮元素
【解析】　本题是关于新动力及新能源的考查，结合相关知识即可做答。
【答案】　(1)低燃料消耗和低排放
(2)从电池的正极输进氧气，负极输进燃料如甲醇、氢气等，通过电池内发生的化学反应将燃料的化学能转化为电能　能量转化率高，环保
(3)原料来源广，易燃烧，热值高而且没有灰渣和废气，不会污染环境　制取氢气耗能大，成本高，储存和运输困难，安全性低，加氢站建设投资大等(回答一项即可)
(4)AB