高中化学 第2章 化学键 化学反应规律 微项目 研究车用燃料及安全气囊——利用化学反应解决实际问题教案 鲁科版必修第二册-鲁科版高中必修第二册化学教案VIP专享VIP免费

微项目研究车用燃料及安全气囊——利用化学反应解决实际问题1．了解汽车燃料，尝试选择、优化车用燃料，建立化学反应中物质变化和能量变化的关联，初步形成利用化学反应中的物质变化和能量变化指导生产实践的基本思路。2．通过设计安全气囊，初步认识从化学反应中的物质变化和能量变化及反应速率的视角科学解决问题的思路。[必备知识]1．庚烷(C7H16)燃烧的化学方程式：C7H16＋11O2――→7CO2＋8H2O。2．庚烷燃烧反应的能量变化与物质内部能量的关系3．为汽车选用安全气囊的气体发生剂时，要考虑所选物质的性质，还要关注所发生反应中的物质变化、能量变化和反应的化学反应速率。4．NaN3常温下较稳定，受撞击时可迅速分解，产生氮气和金属钠，同时释放大量的热。[项目活动1]选择车用燃料[问题探究]1．庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一。请利用图示的说法说明庚烷燃烧过程中发生能量变化的本质原因。提示：C7H16＋11O2――→7CO2＋8H2O。因为庚烷燃烧过程中断裂C—H、C—C、OO键吸收的能量E1、远小于新形成CO、O—H键释放的能量E2，故此反应会放出大量的能量。2．汽车尾气中都含有哪些污染物？分别是如何产生的？提示：汽车排放的尾气中含有多种污染空气的有害气体，主要有烃及不完全氧化产物CO，电火花放电使气缸中的N2与O2反应生成的氮氧化物，以及汽油中的硫氧化生成的SO2等。3．如何解决汽车尾气带来的环境污染问题？提示：①在汽车排气管上安装填充有催化剂的催化转化器，加速有害气体的转化。②使用汽油发动机和电动机驱动的混合动力汽车，实现了低消耗和低排放。③使用以天然气、液化石油气、氢气为燃料的机动车，从根本上大大降低汽车尾气对环境的污染。[探究总结]1．车用燃料燃料通常指能够将自身存储的化学能通过化学反应(燃烧)转变为热能的物质。目前汽车所使用的燃料主要是汽油和柴油。而随着汽车保有量的逐年增加，汽车排放造成的环境污染问题以及石油资源逐渐匮乏的问题已不容忽视，因此各种代用燃料也得到了越来越广泛的应用。目前国内开发使用的发动机代用燃料包括天然气、液化石油气、甲醇、乙醇、生物质燃料、氢气以及二甲基醚等。2．三元催化器，可将汽车尾气排出的CO、碳氢化物和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、碳氢化合物和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化还原化学反应，其中CO在高温下被氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体，碳氢化物在高温下氧化成水和二氧化碳，NOx转化为氮气和氧气。三种有害气体都变成无害气体，汽车尾气得以净化。[项目活动2]设计安全气囊[问题探究]1．NaN3是在汽车安全气囊系统中普遍使用的物质之一，这种物质中含有哪些类型的化学键，属于哪类化合物？提示：存在有离子键、共价键，属离子化合物。2．NaN3受到撞击，立即会产生大量气体，放出大量的热，安全气囊被弹出，其化学原理是什么(用化学方程式表示)?提示：2NaN3===2Na＋3N2↑。3．如果你是设计师，你会同时在安全气囊中加入哪些其他物质，为什么？提示：金属钠具有腐蚀性，可加入Fe2O3与其反应生成铁和较为安全的氧化钠；此反应放出大量的热量，可加入NH4NO3吸收这些热量，发生分解反应，生成N2O和水蒸气。4．通过为安全气囊系统选择气体发生剂，你对化学反应的利用有了哪些新的认识？提示：研究化学反应时不仅关注所发生反应的物质变化，还要关注反应中的能量变化和化学反应速率等，科学合理地利用化学反应。[探究总结]1．安全气囊爆炸的化学反应原理叠氮化钠、硝酸铵，经过猛烈撞击后，这些物质发生分解反应，产生大量的气体充满气囊，保护乘车人员的头部安全。2NaN3===2Na＋3N2↑2NH4NO3===2N2↑＋O2↑＋4H2O2．目前使用的气体发生剂主要由叠氮化钠、三氧化二铁、硝酸铵等物质按一定比例混合而成。1．近年来，我国的许多城市禁止汽车使用含铅汽油，其主要的原因是()A．提高汽油燃烧效率B．降低汽油成本C．避免铅污染大气D．铅资源短缺C[禁止汽车使用含铅汽油，是为了避免铅形成的化合物污染大气。]2．汽油是多种烃类的混合物，汽车的发动机中，汽油汽化后与进入汽缸...