資源簡介

(共35張PPT)
汽車發(fā)展，歷程回顧
高一化學 魯科版必修第二冊
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
項目學
習目標
通過設計安全氣囊,初步形成從化學反應中的物質變化和能量變化及反應速率的視角科學解決問題的思路。
了解汽車燃料,嘗試選擇、優(yōu)化車用燃料,建立化學反應中物質變化與能量變化的關聯(lián),初步形成利用化學反應中的物質變化和能量變化指導生產實踐的基本思路。
進一步促進學生“變化與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學態(tài)度與社會責任”等化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。
1
2
3
嚴謹奉獻 合作創(chuàng)新
車用燃料
安全氣囊
尾氣處理
車用燃料的發(fā)展史
1769年
居紐
蒸汽三輪車
1885年
卡爾.本茨
汽油三輪車
1886年
戴姆勒
汽油四輪車
1914年
亨利.福特
將汽車量產
環(huán)節(jié)一：車用燃料，選擇優(yōu)化
問題1、從化學反應能量變化的角度考慮，如何選擇車用燃料？除此之外，還需要考慮哪些問題？
環(huán)節(jié)一：車用燃料，選擇優(yōu)化
【資料卡片】
結論1：最難點燃物質______;易點燃物質_______________。
結論2：根據實驗數據反映出熱值較大的是________
焦炭
酒精
汽油
環(huán)節(jié)一：車用燃料，選擇優(yōu)化
1.庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一，已知庚烷在汽缸會發(fā)生的主要反應？
（1）1 mol 庚烷燃燒產生 CO2和水蒸氣所釋放能量為？
（2）試用能量變化圖像表示庚烷燃燒釋放能量過程？
3820.4KJ
環(huán)節(jié)一：車用燃料，選擇優(yōu)化
1.庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一，已知庚烷在汽缸會發(fā)生的主要反應：
環(huán)節(jié)一：車用燃料，選擇優(yōu)化
燃
點
熱值
2. 某同學根據所查閱的資料，繪制了三種可燃物在空氣中發(fā)生燃燒反應的能量變化示意圖。根據示意圖，你認為哪種物質更適合用作車用燃料？為什么？
可燃物A
可燃物B
可燃物C
答案：選擇可燃物A。
因為燃料A達到燃點所需的能量少，且放出的熱量多。
環(huán)節(jié)一：車用燃料，選擇優(yōu)化
車用燃料選擇的依據
熱值
燃點
環(huán)節(jié)一：車用燃料，選擇優(yōu)化
成本來源
儲存運輸
甲烷
CH4
538
55
3000
環(huán)節(jié)一：車用燃料，選擇優(yōu)化
【資料卡片】
還需要考慮的問題：
環(huán)節(jié)二：尾氣問題，安全處理
環(huán)保問題！
尾氣
進氣
壓縮
做功
排氣
發(fā)動機的工作原理
汽油+空氣
環(huán)節(jié)二：尾氣問題，安全處理
閱讀課本P66，汽車尾氣中對環(huán)境不利的成分有哪些物質？
環(huán)節(jié)二：尾氣問題，安全處理
1.尾氣成分：
汽車尾氣中含有150～200種化合物，主要對環(huán)境不利的成分為 、 、 、 、 _________、_________以及微量的醛、酚、過氧化物等。
一氧化碳
二氧化碳
二氧化硫
硫化氫
碳氫化合物
氮氧化合物
環(huán)節(jié)二：尾氣問題，安全處理
問題2：從物質變化的角度分析，
對環(huán)境不利的成分是如何產生的？
小組討論
2.主要污染物來源：一氧化碳來自 ，二氧化硫來自于 ，碳氫化合物來自燃料未燃燒或未完全燃燒的燃油、潤滑油及其產物等。NOx來自________
，
燃料不完全燃燒
含硫化合物的燃燒
環(huán)節(jié)二：尾氣問題，安全處理

對照組
實驗組
模擬汽車內缸點火裝置，探究汽車尾氣NOX生成及造成的環(huán)境污染
模擬實驗
紅棕色氣體產生
PH試紙變紅
有紅棕色氣體產生 PH試紙試紙變紅
N2→NO→NO2→HNO3
汽車尾氣中含有氮氧化合物
能引起酸雨和光化學煙霧
實驗現象：__________________________
實驗結論：_______________________
對照組
實驗組
模擬汽車內缸點火裝置，探究汽車尾氣NOX生成及造成的環(huán)境污染
環(huán)節(jié)二：尾氣問題，安全處理
問題3：守護綠色中國，如何利用化學反應知識降低汽車尾氣污染？
CO NOx
催化劑----加快反應速率
3.汽車尾氣處理即將有毒氣體變成無毒氣體，排放到大氣中，如將CO轉化為 ，將NOx轉化為 ，減少對大氣環(huán)境的污染。從氧化還原反應的角度分析，尾氣處理中CO是 劑，NOx是 劑。
NO和CO生成無污染性物質的化學方程式 。
CO2
N2
還原
氧化
2NO＋2CO=N2+2CO2
環(huán)節(jié)二：尾氣問題，安全處理
三元催化器
環(huán)節(jié)二：尾氣問題，安全處理
乙醇汽油
環(huán)節(jié)二：尾氣問題，安全處理
甲醇汽油
環(huán)節(jié)二：尾氣問題，安全處理
氫燃料
太陽能
2021年4月22日
習近平主席在“領導人氣候峰會”中提到
中國將力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和。
這是中國基于推動構建人類命運共同體的責任擔當和實現可持續(xù)發(fā)展的內在要求作出的重大戰(zhàn)略決策。
安全氣囊作為車身被動安全性輔助配置,越來越受到人們的重視。現代安全氣囊系統(tǒng)由碰撞傳感器、緩沖氣囊、氣體發(fā)生器及其控制系統(tǒng)等組成。
2NaN3 = 3N2↑ ＋ 2Na
300℃
放出能量
溫度升高
如何解決？
做保護氣
易燃，強還原性
如何處理？
環(huán)節(jié)三：安全氣囊，合理設計
方案 選擇的 化學藥品 選擇化學藥品的思路 每種化學藥品的作用
1
2
3
利用化學反應知識設計方案
【小組討論】利用以下物質設計安全氣囊內的反應：NaN3、KClO4、Fe2O3、KNO3、NH4NO3、NaHCO3
環(huán)節(jié)三：安全氣囊，合理設計
選擇的化學藥品 選擇化學藥品的思路 每種化學藥品的作用
硝酸銨
氧化鐵
疊氮化鈉（NaN3）
產生保護氣
吸收反應產生的熱量,同時產生氣體
反應除去生成的腐蝕性強的物質
環(huán)節(jié)三：安全氣囊，合理設計
2NaN3===2Na＋3N2↑
利用以下物質設計安全氣囊內的反應：NaN3、KClO4、Fe2O3、KNO3、NH4NO3、NaHCO3
下表為某汽車在不同速率時所產生的空氣污染物質量(按汽車平均行駛1公里計算)。
根據上表,下列說法不正確的是(　　)
A.汽車行駛時,污染物中CO含量最高
B.汽車速率為120 km·h-1時,污染最嚴重
C.從環(huán)保角度考慮,最合適的汽車速率為50 km·h-1
D.汽車速率增大時,產生的氮的氧化物也隨之增多
C
環(huán)節(jié)四：課堂檢測，效果反饋
2．黨的十九大報告指出：“堅持人與自然和諧共生，堅定走生態(tài)良好的
文明發(fā)展道路，建設 美麗中國，為人民創(chuàng)造良好的生活環(huán)境”。下列行
為與該主題不相吻合的是(　　)
A．發(fā)展農村沼氣，將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源
B．實施礦物燃料的脫硫脫硝技術，可以減少氮氧化物的排放
C．開著大排量的家用汽車直播聲討霧霾天氣
D．在推廣乙醇汽油的同時，研究開發(fā)太陽能電池和氫燃料電池汽車
C
環(huán)節(jié)四：課堂檢測，效果反饋
汽車發(fā)展史回顧 —— 車用燃料項目探究 —— 尾氣問題項目探究 —— 安全氣囊項目探究
幾個重要過程
煤
燃油
三元催化器
NaN3
Fe2O3
NH4NO3
化學反應過程
物質變化
能量變化
（類型、利用、回收、處理）
（本質、利用、效率、轉化）
化學反應的應用
反應快慢
反應限度
通過調控
達到更好的效果
環(huán)節(jié)五：課堂小結，自我歸納
“綠水青山就是金山銀山”
2030年碳達峰
2060年碳中和
主席的承諾
嚴謹奉獻 合作創(chuàng)新
項目成果展示
1.針對2021年習近平主席在領導人氣候峰會上提出的實現碳達峰、碳中和的情況，收集資料制作一份對汽車新能源展望的手抄報 。
2.概括、提煉你在應用化學反應分析和解決實際問題過程中形成的核心思路與同學交流分享。
汽車改變了 我們的世界 ， 又有誰知 道， 未來汽 車將會把我 們帶到何方 ？
未來可期！努力吧， 少年！

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