高中化学主题3合理利用化学能源课题3汽车燃料清洁化学业分层测评鲁科版选修1
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3.3汽车燃料清洁化一、单选题(共10题;共20分)1.有一种锂电池,用金属锂和石墨做电极材料,电解质溶液是由四氯铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯()中而形成的,电池总反应方程式为:8Li+3SOCl2═6LiCl+Li2SO3+2S,下列叙述中正确的是()A. 电解质溶液中混入水,对电池反应无影响B. 金属锂作电池的正极,石墨作电池的负极C. 电池工作过程中,亚硫酰氯(SOCl2)被还原为Li2SO3D. 电池工作过程中,金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4:12.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生.下列属于未来新能源标准的是()①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能⑧氢能.A. ①②③④B. ⑤⑥⑦⑧C. ①③⑤⑥⑦⑧D.③④⑤⑥⑦⑧3.用电动公交车初步替代燃油公交车是天津市节能减排、控制雾霾的重要举措之一.Li﹣Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:2Li++FeS+2e﹣═Li2S+Fe,有关该电池的下列说法中,正确的是()A. 电池反应的化学方程式为:2Li+FeS═Li2S+FeB. 负极的电极反应式为:Al﹣3e﹣=Al3+C. Li﹣Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价是+1D. 电池充电时,阴极反应为:Li2S+Fe﹣2e﹣═2Li++FeS4.我们现在所使用的能源分为“一次能源”和“二次能源”。
根据能源的分类,下列全部属于“一次能源”的是()A. 天然气蒸汽风力 B. 石油流水天然铀矿C. 原煤核能电力 D. 焦炭酒精潮汐能5.有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点.假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,下列关于其有利因素的说法中,你认为不妥的是()A. 便于运输、储存,从安全角度考虑,硅是最佳的燃料 B. 自然界的含硅化合物易开采C. 硅燃烧放出的热量大,燃烧产物对环境污染程度低且容易有效控制D. 自然界中存在大量单质硅6.能源可划分为一级能源和二级能源,自然界以现成方式提供的能源称为一级能源;需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源.氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取;未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生.下列叙述正确的是()A. 水煤气,电能是一级能源B. 天然气,水力是二级能源C. 核能,煤,石油符合未来新能源标准D. 太阳能,生物质能,风能,氢能符合未来新能源标准7.一种光化学电池的结构如图所示,电池总反应为AgCl(s)+Cu+(aq)═Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl﹣(aq),下列关于该电池在工作时的说法中正确的是()A. 生成108 g银,转移电子个数为1 molB. Cu+在负极发生氧化反应C. Ag电极活泼,Ag失电子发生氧化反应D. Cl﹣由负极迁移到正极8.某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见图,电池总反应可表示为:2H2+O2═2H2O,下列有关说法不正确的是()A. 电子通过外电路从a极流向b极 B. b极上的电极反应式为:O2+4H++4e﹣═2H2OC. 每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2D. H+由a极通过固体酸电解质传递到b极9.锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池.该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中.下列说法正确的是()A. 外电路的电流方向是由a极流向b极B. 电池正极反应式为MnO 2+e﹣=MnOC. 用稀硫酸代替有机溶剂,增加自由移动的离子浓度,可以增加电池的电流强度D. Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO210.下列说法中,错误的是()A. 我国目前最主要的能源是煤炭B. 人体运动所消耗的能量与化学反应无关C. 人类目前所直接利用的能量大部分是由化学反应所产生的D. 煤、石油、天然气是当今世界最重要的三种化石燃料二、填空题(共4题;共20分)11.能源是人类生存和发展的重要支柱.请回答以下有关能源的问题:(1)能源可分一级能源和二级能源等,直接从自然界获得的能源称为一级能源;需要依靠其他能量间接制取的能源称为二级能源.煤、煤气、石油、天然气、水能、风能和生物能等等多年来大量使用的能源,称为________ 能源.而电能、氢能、水煤气等都被称为________ 能源.(2)煤、石油、天然气等能源以热的形式供给人们需要.写出煤、天然气燃烧供热时的化学反应方程式(试以它们各自的主要成分C和CH4代表):________ 在质量相同时,燃料________ 对环境造成的负面影响(温室效应)小.(3)科学家认为,氢气是一种高效而无污染的理想能源.以氢气作为燃料,4gH2的燃烧生成液态水时放出热量为571.6kJ,试写出表示H2燃烧热的热化学方程式:________(4)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置,其能量转化主要形式是________ ,当用KOH溶液做电解质溶液时,正极的反应式为:________ 负极的反应式为:________ .甲烷也可以作为燃料电池的原料,此时在负极上反应的物质是________ (填化学式)12.有效地利用现有新能源和开发新能源已受到各国的重视.(1)工业上可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能.例如,加入CH3OC(CH3)3,来生产无铅汽油”. H3COC(CH3)3分子必存在的原子间连接形式有________ .(填写编号,多选不得分)①>C=O ②>C=C<③④(2)天然气的燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便,将成为我国西部开发的重点之一,天然气常和石油伴生,其主要的成分是甲烷.能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是________ .(填写编号)①其一氯取代物不存在同分异构体②其二氯取代物不存在同分异构体(3)1980年我国首次制成一辆燃氢汽车,乘员12人,以50km/h行驶了40km.为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气.下列可供开发又较经济的制氢方法是________①电解水②锌和稀硫酸反应③光解海水(4)其次,制得纯氢气后,还需要解决的问题是________ .(写出其中的一个)13.如图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题①电池的负极是________ (填“a”或“b”)电极,该电池的正极反应式是________②电池工作一段时间后电解质溶液的pH________ (填“增大”、“减小”或“不变”).14.I甲烷是一种高效清洁的新能源,0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出222.5KJ热量,则甲烷燃烧的热化学方程式为________Ⅱ科研人员新近开发出一种由甲醇(CH3OH)和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,可供手机连续使用一个月才充一次电,据此请回答以下问题:(1)甲醇是________ 极,电极反应为________ (2)电池反应的离子方程式:________三、综合题(共2题;共10分)15.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压.高铁电池的总反应为:请回答下列问题:3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH.(1)高铁电池的负极材料是________.(2)放电时,正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应;已知负极反应为Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn(OH),则正极反应为________.2(3)放电时,________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强.(4)充电时,阴极的电极反应式为________.(5)充电时,理论上分析,每生成0.15moLK2FeO4转移电子数为________.16.中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图所示.(1)该电池工作时,b口通入的物质为________,c口通入的物质为________.(2)该电池负极的电极反应式为________.(3)工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有________ N A个电子转移.答案解析部分一、单选题1.【答案】D【解析】【解答】解:A.锂性质活泼,易与水反应,则电解质为非水溶液,故A错误;B.该电池的负极材料为锂,被氧化生成LiCl和Li2SO3,故B错误;C.根据总反应8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S可知,亚硫酰氯(SOCl2)被还原为S,故C错误;D.根据总反应8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S可知,8mol锂反应失去8mol电子,生成2molS,金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4:1,故D正确.故选D.【分析】该电池的负极材料为锂,性质活泼,易与水反应,则电解质为非水溶液,根据总反应8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S可知,亚硫酰氯(SOCl2)被还原为S,由反应的总方程式可知金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比.2.【答案】B【解析】【解答】煤、石油、天然气是化石能源,能引起严重的空气污染,不是新能源.常见新能源有:太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等,这些能源对环境污染小,属于对环境友好型能源,故答案为:B.【分析】根据绿色化学的理念、环境保护的原则进行判断即可.3.【答案】A【解析】【解答】解:A、根据正极反应2Li++FeS+2e﹣═Li2S+Fe与负极反应2Li﹣2e﹣═2Li+相加可得反应的电池反应式为:2Li+FeS═Li2S+Fe,故A正确; B、负极应该是Li失去电子而不是Al,发生反应为:Li﹣e﹣═Li+,故B错误;C、Li和Al都属于金属,在电池中作为负极材料,所以Li﹣Al应该属于合金而不是化合物,因此化合价为0价,故C错误;D、充电时为电解池原理,阴极发生还原反应,正确的反应式是2Li++2e﹣═2Li,故D错误.故选A.【分析】Li和Al都属于金属,合金中Li较Al活泼,根据正极反应式知,原电池的电极材料Li﹣Al/FeS,判断出负极材料为Li,发生反应为:Li﹣e﹣═Li+,又知该电池中正极的电极反应式为:2Li++FeS+2e﹣═Li2S+Fe,所以电池反应为:2Li+FeS═Li2S+Fe,充电时为电解池原理,阴极发生还原反应,反应式是2Li++2e﹣═2Li.4.【答案】B【解析】【解答】一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源,它包括:原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等;由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品,称为二次能源,例如:电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等;A.蒸汽是二次能源,选项A不符合题意;B. 石油、流水、天然铀矿均为一次能源,选项B符合题意;C.电力是二次能源,选项C不符合题意;D. 焦炭、酒精是二次能源,选项D不符合题意。
课题3 汽车燃料清洁化1971年,日本东京发生了严重的光化学烟雾事件,使一些学生中毒昏倒。
同一天,在日本的其他城市也有类似的事件发生。
此后,日本一些大城市连续不断出现光化学烟雾。
造成光化学烟雾的最主要原因是汽车尾气。
我国虽然只在少数城市发现过光化学烟雾污染,但随着社会经济的发展,汽车拥有量的急剧增加,很多城市都存在潜在的威胁。
请问:行驶中的汽车尾部喷着浓浓的黑烟中的黑色颗粒物是什么?为什么会出现这种现象?一、从汽油谈起1.汽油是分子中含有5~11个碳原子的烃的混合物,含有的烷烃主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷,其沸点较低。
2.汽油抗爆震的程度以“辛烷值”的大小来衡量。
辛烷值也就是我们常说的汽油标号,它是车用汽油的重要质量指标。
辛烷值越高,抗爆震程度越高。
3.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,它的抗爆震性越差。
4.目前,部分城市已禁止使用含铅汽油,代替四乙基铅作为汽油抗爆震剂的是甲基叔丁基醚。
5.汽车排放的尾气中含有多种污染空气的有害气体,主要有CO、氮氧化物、二氧化硫等。
二、汽车燃料的清洁化1.清洁燃料车。
清洁燃料车是以压缩天然气和液化石油气为燃料的机动车。
其优点是:(1)大大减少了CO、NO x的排放,降低了对环境的污染;(2)延长了发动机的使用寿命。
2.氢气——汽车最理想的清洁燃料。
(1)优点:①释放能量多,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环境污染小,氢气燃烧生成水,没有灰渣和废气。
(2)不足:当前制取氢气成本高,氢气贮存困难。
3.目前,世界各国都在研制以燃料电池为动力的电动汽车。
,1.下列物质中,可作为汽车最理想的清洁燃料的是(C)A .汽油B .煤C .氢气D .沼气解析:氢气燃烧不会污染环境。
我国已研制成功液氢环保汽车。
2.机动车的汽缸中空气进量过少或过多时,产生的主要有害气体依次是(B )A .气态烃和NO 、NO 2等B .CO 、气态烃和NO 、NO 2等C .CO 和CO 2D .气态烃和CO 2解析:若空气进量过少,汽油不能完全燃烧,则会有CO 和碳单质生成,还有未参与反应的汽油;若空气进量过多,汽油完全燃烧,过量的O 2会与N 2发生反应:N 2+O 2=====放电2NO ,2NO +O 2===2NO 2,故选B 项。
主题3 合理利用化学能源课题3 汽车燃料清洁化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:由于混合物没有固定的熔沸点,而纯净物有固定的熔沸点,利用这一性质可以进行鉴别。
答案:B2.以氢燃料电池为动力的客车现正在北京的部分公交路线试运行。
和普通客车不同的是,氢燃料客车运行过程中不排放任何有害气体,称为“零排放”汽车。
其原因是( ) A.氢气比空气轻B.氢气有广泛的来源C.氢气燃烧时放热多D.氢气燃烧后只生成水解析:以氢气为燃料,其产物只有水,没有任何污染,氢燃料电池为动力汽车实现汽车燃料的清洁化。
答案:D3.2010年冬奥会的官方用车为雪佛兰燃料电池车,其产物仅为无污染的水,实现了冬奥会“更环保”的目标。
通常用的清洁燃料是指压缩天然气和液化石油气,有关说法不正确的是( )A.压缩天然气和液化石油气都属于碳氢化合物B.氢燃料电池车可实现城市污染物的“零排放”C.使用清洁能源主要是考虑防爆震D.燃料电池车能量的转化方式是:化学能→电能→机械能解析:天然气的主要成分为甲烷,液化石油气的主要成分为丙烷和丁烷,它们均属于碳氢化合物;由于氢燃料电池车在运行过程中不排放任何有害气体,所以可以实现城市污染物的“零排放”;使用清洁能源主要是考虑防止有害气体对环境的污染;燃料电池车能量的转化方式为:贮存在燃料中的化学能→电能→机械能。
答案:C4.某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面,观察到这辆卡车在启动、制动时排黑烟,由此可推断这辆卡车所用的燃料是( )A.酒精B.汽油C.柴油D.液化石油气答案:C5.以汽油为燃料的汽车不可能会造成的危害是( )A.铅污染大气B.形成酸雨C.形成光化学烟雾D.造成土壤盐碱化答案:D1.目前部分城市已禁止销售使用含铅汽油,其原因是( )A.含铅汽油价格太高B.含铅汽油热值低C.尾气中的铅能污染大气D.这些城市已经用H2做汽车燃料解析:汽油中含重金属铅,在燃烧后汽车尾气中含有铅对大气造成很大的污染。
课题3 汽车燃料清洁化1.了解汽油燃烧的原理及抗爆震性。
(难点)2.认识汽车尾气的成分、危害及治理。
(重点)3.了解清洁燃料汽车所用燃料及理想的清洁燃料氢气。
(重点)汽油是分子中含有5~11个碳原子的烃的混合物,含有的烷烃主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷。
2.汽油的作用原理汽油进入汽缸后,经电火花点燃迅速燃烧,产生的热气体做功推动活塞往复运动产生动力,使汽车前进。
3.汽油的燃烧特点以分子中含有5个碳原子的戊烷为例:①完全燃烧: C 5H 12+8O 2――→点燃5CO 2+6H 2O 。
②不完全燃烧: 2C 5H 12+11O 2――→点燃10CO +12H 2O ; C 5H 12+3O 2――→点燃5C +6H 2O 。
4.汽油的抗震性汽油抗爆震的程度以“辛烷值”的大小来衡量。
辛烷值越高,抗爆震程度越高。
为提高汽油的抗爆震性,可向汽油中添加四乙基铅或甲基叔丁基醚做抗震剂。
5.汽车尾气及危害汽车尾气中含有的有害物质有CO、氮氧化物、SO2、烃类等。
造成的危害主要是形成酸雨和光化学烟雾。
1.怎样提高汽油的品质?【提示】(1)向汽油中加抗震剂。
(2)增加汽油中支链烷烃、芳香烃、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。
①所用燃料:压缩天然气和液化石油气②2.氢气——汽车最理想的清洁燃料(1)优点①释放能量多: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环境污染小:氢气燃烧生成水,没有灰渣和废气。
(2)不足:当前制取氢气成本高,氢气贮存困难。
(3)发展方向:研究新的制氢技术和氢气贮存方法,如光电解水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O2,负极输进H2或甲醇等,通过化学反应将化学能转变成电能,能量转换效率显著提高,且不会产生污染。
2.你知道怎样制备乙醇汽油吗?乙醇汽油与汽油相比,有何优点?【提示】以玉米及其他农副产品、含糖类废物等为原料,经发酵、蒸馏制得乙醇,再以乙醇、汽油为原料,辅以少量添加剂,可以制成乙醇汽油。
课题3 汽车燃料清洁化1.了解汽油燃烧的原理及抗爆震性。
(难点) 2.认识汽车尾气的成分、危害及治理。
(重点)3.了解清洁燃料汽车所用燃料及理想的清洁燃料氢气。
(重点)汽油是分子中含有5~11个碳原子的烃的混合物,含有的烷烃主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷。
2.汽油的作用原理汽油进入汽缸后,经电火花点燃迅速燃烧,产生的热气体做功推动活塞往复运动产生动力,使汽车前进。
3.汽油的燃烧特点以分子中含有5个碳原子的戊烷为例: ①完全燃烧:C 5H 12+8O 2――→点燃5CO 2+6H 2O 。
②不完全燃烧:2C 5H 12+11O 2――→点燃10CO +12H 2O ; C 5H 12+3O 2――→点燃5C +6H 2O 。
4.汽油的抗震性汽油抗爆震的程度以“辛烷值”的大小来衡量。
辛烷值越高,抗爆震程度越高。
为提高汽油的抗爆震性,可向汽油中添加四乙基铅或甲基叔丁基醚做抗震剂。
5.汽车尾气及危害汽车尾气中含有的有害物质有CO 、氮氧化物、SO 2、烃类等。
造成的危害主要是形成酸雨和光化学烟雾。
1.怎样提高汽油的品质? 【提示】 (1)向汽油中加抗震剂。
(2)增加汽油中支链烷烃、芳香烃、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。
①所用燃料:压缩天然气和液化石油气②2.氢气——汽车最理想的清洁燃料(1)优点①释放能量多: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环境污染小:氢气燃烧生成水,没有灰渣和废气。
(2)不足:当前制取氢气成本高,氢气贮存困难。
(3)发展方向:研究新的制氢技术和氢气贮存方法,如光电解水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O2,负极输进H2或甲醇等,通过化学反应将化学能转变成电能,能量转换效率显著提高,且不会产生污染。
2.你知道怎样制备乙醇汽油吗?乙醇汽油与汽油相比,有何优点?【提示】以玉米及其他农副产品、含糖类废物等为原料,经发酵、蒸馏制得乙醇,再以乙醇、汽油为原料,辅以少量添加剂,可以制成乙醇汽油。
1.下列物质中,可作为汽车最理想的清洁燃料的是( )A.汽油B.煤C.氢气D.沼气【解析】氢气燃烧不会污染环境,我国已研制成功液氢环保汽车。
【答案】 C2.汽油燃烧产生的汽车尾气中,含有多种污染空气的有害气体,这些气体包括( )①一氧化碳②二氧化硫③氮氧化物④磷的氧化物A.只有①② B.①②③C.只有②③ D.①②③④【解析】汽车尾气中的有毒气体有CO、SO2和NO x。
【答案】 B3.以汽油为燃料的汽车不可能会造成的危害是( )A.铅污染大气B.形成酸雨C.形成光化学烟雾D.造成土壤盐碱化【解析】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,则含有SO2、CO2、NO2等,因此会形成酸雨或光化学烟雾;由于汽油中可能含有四乙基铅,因此会造成铅污染。
【答案】 D4.(2018·高密模块质检)为减少汽车对城市大气的污染,我国成功地开发出以新燃料做能源的“绿色汽车”,这种汽车可避免有毒的有机铅、芳香烃等有害物质的排放,保护环境。
这种“绿色汽车”的燃料是( ) A.甲醇 B.汽油 C.柴油 D.重油【解析】甲醇有燃烧充分,产物无污染等特点,可作为“绿色汽车”的燃料。
【答案】 A5.目前部分城市已禁止销售使用含铅汽油,其原因是( )A.含铅汽油价格太高B.含铅汽油热值低C.尾气中的铅能污染大气D.这些城市已经用H2做汽车燃料【解析】汽油中含重金属铅,在燃烧后汽车尾气中含有铅对大气造成很大的污染。
【答案】 C6.海湾战争中,科威特有几百口油井燃烧达数日之久,产生大量的废气:①浓烟中的炭粒;②氮的氧化物;③碳的氧化物;④硫的氧化物;⑤碳氢化合物及其衍生物蒸气等。
其中对大气造成污染并导致雨水酸化的有毒气体是( )A.①③⑤B.②④C.②③④D.①②④⑤【解析】能导致酸雨的污染气体有硫的氧化物和氮的氧化物。
【答案】 B7.(2018·东城学业水平模拟)下列措施不利于环境保护的是( )A.推广使用无铅汽油B.提倡使用太阳能C.大力开发氢能D.提倡个人使用大排量汽车【解析】个人使用大排量汽车会加剧空气污染,不利于环境保护。
课题3 汽车燃料清洁化,)[基础达标]1.以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。
下列做法违背发展低碳经济的是( )A.发展氢能和太阳能B.限制塑料制品的使用C.提高原子利用率,发展绿色化学D.尽量用纯液态有机物代替水做溶剂解析:选D。
所谓低碳经济,是指在可持续发展理念指导下,通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段,尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。
发展氢能和太阳能、限制塑料的使用和发展绿色化学都符合低碳经济。
2.目前许多城市的大街上出现了采用“PLG+汽油”双燃料系统的出租车,其尾气中的有害气体比普通车型下降了80%左右,较大程度地减轻了汽车尾气对城市环境造成的污染。
下列物质中不属于汽车尾气有害物质的是( )A.CO和SO2B.NO和NO2C.CO2和H2O D.炭粒和含铅化合物解析:选C。
CO2虽能引发温室效应,但它是大气的组分之一,不是大气污染物。
3 1 km计算):污染物速率/km·h-150 80 120一氧化碳/g 8.7 5.4 9.6氮的氧化物/g 0.6 1.5 3.8碳氢化合物/g 0.7 0.6 0.8A.汽车行驶时,污染物中CO含量最高B.汽车速率为120 km·h-1时,污染最严重C.从环保角度考虑,最合适的汽车速率为50 km·h-1D.汽车速率增加时,氮氧化物的质量增加得最快解析:选C。
由表中数据可知,汽车速率为80 km·h-1时,污染物相对最少。
4.据媒体报道,近年来,我国许多城市实施汽车“油改气”工程,即将燃料由汽油改为液化石油气(含C、H元素),目的是改善城市的空气质量。
排放量因“油改气”工程而减少的气体是( )①SO2②CO③CO2④NO2A.①②B.②④C.①③D.①④解析:选D 。
汽油的成分主要是C 5~C 11之间的液态碳氢化合物,主要含有烷烃、环烷烃、烯烃等,还有少量的硫、氮、氧等元素的烃类衍生物和金属化合物,所以燃烧会产生SO 2、NO 2等气体,液化石油气主要成分是丙烷、丁烷等,与汽油相比,它的燃烧温度低,不容易产生SO 2、NO 2等污染物。
课题3 汽车燃料清洁化学习目标:1.了解汽油燃烧的原理及抗爆震性。
(难点)2.认识汽车尾气的成分、危害及治理。
(重点)3.了解清洁燃料汽车所用燃料及理想的清洁燃料氢气。
(重点)[自 主 预 习·探 新 知]一、从汽油谈起1.汽油的组成汽油是分子中含有5~11个碳原子的烃的混合物,辛烷和壬烷。
2.汽油的作用原理汽油进入汽缸后,经电火花点燃迅速燃烧,力,使汽车前进。
3.汽油的燃烧特点以分子中含有5个碳原子的戊烷为例:①完全燃烧:C 5H 12+8O 2――→点燃5CO 2+6H 2O 。
②不完全燃烧:产生强大的压力脉冲,导致出现清脆的金属敲击辛烷值就是我们常说的汽油标号。
(3)汽油所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例越高,汽油的抗爆震性越好;所含直链烃分子越多,它的抗爆震性越差。
(4)在汽油中添加四乙基铅、甲基叔丁基醚可以提高汽油的抗爆震程度。
5.汽车尾气及危害汽车尾气中含有的有害物质有CO 、氮氧化物、SO 2、烃类等。
造成的危害主要是形成酸雨和光化学烟雾。
二、汽车燃料的清洁化1.清洁燃料车(1)所用燃料:压缩天然气和液化石油气(2)2.氢气——汽车最理想的清洁燃料(1)优点①释放能量多: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环境污染小:氢气燃烧生成水,没有灰渣和废气。
(2)不足:当前制取氢气成本高,氢气贮存困难。
(3)发展方向:研究新的制氢技术和氢气贮存方法,如光电解水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O2,负极输进H2或甲醇等,通过化学反应将化学能转变成电能,能量转换效率显著提高,且不会产生污染。
[基础自测]1.判断对错(对的在括号内打√,错的在括号内打×)(1)汽油是分子中含有5~11个碳原子的烃的混合物。
( )(2)辛烷值越小,抗爆震程度越高。
( )(3)汽车最理想的清洁燃料是氢气。
( )(4)汽车尾气催化装置能从根本上杜绝有害气体的产生。
综合检测(三)主题3 合理利用化学能源(时间:60分钟分值:100分)一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共计60分)1.下列关于原电池的叙述中错误的是( )A.构成原电池的正极和负极可以是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生还原反应D.原电池放电时,电流的方向是从正极到负极【解析】原电池中,电子流出的一极是负极,发生的是氧化反应。
【答案】 C2.焦炉气的主要成分是( )A.乙烯和丙烯B.CO、CO2和N2C.CO、H2、CH4和C2H4D.CH4和N2【解析】煤干馏所得的焦炉气成分复杂,主要含CO、H2、CH4、C2H4等可燃气体。
【答案】 C3.(2018·临沂高二期末)液化石油气作为燃料,已普遍进入城市家庭,它是含有下列物质的混合物,在常压下,这些物质的沸点如下表所示:( ) A.乙烷、丙烷和丁烷B.乙烷和丙烷C.只有乙烷D.戊烷和己烷【解析】最终剩下的是常温常压下为液态的物质,由表中数据可知,乙烷、丙烷、丁烷常温下为气体,戊烷、己烷常温下为液体,故选D项。
【答案】 D4.关于天然气的下列叙述中不正确的是( )A.天然气和沼气的主要成分都是甲烷B.改液化石油气为天然气燃料,燃烧时应减少进空气量或增大进天然气量C.天然气燃料的废气中,SO2等污染物的含量少D.天然气与空气混合点燃,不会发生爆炸【解析】由C3H8、C4H10、CH4的燃烧的热化学方程式可知,等体积的甲烷燃烧耗氧量少,则改液化石油气为天然气燃料时,应减少进空气量或增大进天然气量。
天然气与空气的混合气体点燃可能爆炸。
故选D。
【答案】 D5.国家决定推广乙醇汽油的应用。
所谓乙醇汽油就是在汽油中加入适量乙醇混合而成的一种燃料。
下列叙述错误的是( )A.乙醇汽油是一种新型化合物B.汽车使用乙醇汽油能减少有害气体的排放C.用石油可以制得汽油D.用玉米、高粱发酵可以制得乙醇【解析】乙醇汽油是成分多样的混合物,不属化合物。
汽车燃料清洁化
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.下列物质中,可作为汽车最理想的清洁燃料的是( )
A.汽油B.煤
C.氢气D.沼气
【解析】氢气燃烧不会污染环境,我国已研制成功液氢环保汽车。
【答案】 C
2.汽油燃烧产生的汽车尾气中,含有多种污染空气的有害气体,这些气体包括( )
①一氧化碳②二氧化硫③氮氧化物④磷的氧化物
A.只有①②B.①②③
C.只有②③D.①②③④
【解析】汽车尾气中的有毒气体有CO、SO2和NO x。
【答案】 B
3.以汽油为燃料的汽车不可能会造成的危害是( )
A.铅污染大气B.形成酸雨
C.形成光化学烟雾D.造成土壤盐碱化
【解析】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,则含有SO2、CO2、NO2等,因此会形成酸雨或光化学烟雾;由于汽油中可能含有四乙基铅,因此会造成铅污染。
【答案】 D
4.为减少汽车对城市大气的污染,我国成功地开发出以新燃料做能源的“绿色汽车”,这种汽车可避免有毒的有机铅、芳香烃等有害物质的排放,保护环境。
这种“绿色汽车”的燃料是( )
A.甲醇B.汽油
C.柴油D.重油
【解析】甲醇有燃烧充分,产物无污染等特点,可作为“绿色汽车”的燃料。
【答案】 A
5.目前部分城市已禁止销售使用含铅汽油,其原因是( )
A.含铅汽油价格太高
B.含铅汽油热值低
C.尾气中的铅能污染大气
D.这些城市已经用H2做汽车燃料
【解析】汽油中含重金属铅,在燃烧后汽车尾气中含有铅对大气造成很大的污染。
【答案】 C
6.将某汽车清洁燃料——液化石油气蒸发为气体,充分燃烧后,在相同条件下测得生成的二氧化碳的体积是该石油气体积的1.2倍,则石油气中一定含有( ) A.甲烷B.丁烷
C.戊烷D.乙烷
【解析】因相同条件下,石油气燃烧生成的CO2体积是石油气体积的1.2倍,故石油气的平均分子组成中的碳原子数为1.2,其所含成分中有的分子中碳原子数多于1.2,有的少于1.2。
在给出的选项中,B、C、D分子中碳原子数均多于1.2,A分子中碳原子数少于1.2。
【答案】 A
7.我国多位工程院院士指出:发展生物柴油具有战略意义。
所谓生物柴油就是以大豆、油菜籽等油料作物,油棕、黄连木等油料林木果实,工程微藻等水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料,是优质的石油柴油代用品。
据以上信息,下列有关生物柴油的说法错误的是( )
A.生物柴油是可再生能源
B.生物柴油的组成成分与矿物柴油完全相同
C.发展生物柴油有益于保护生态环境
D.发展生物柴油有利于调整产业结构、增加农民收入
【解析】本题涉及环境、能源、产业结构调整等多学科的问题。
通过本题可以了解我国的能源状况及发展能源的概念和意义。
矿物柴油主要是石油分馏后的C15~C18的多种烃的混合物,而生物柴油的组成成分主要为甘油和高级脂肪酸形成的酯。
根据题中叙述不难得出答案。
【答案】 B
8.汽油是多种烃类的混合物。
在汽车的发动机中,汽油汽化后与进入汽缸的空气按一定比例混合,在引擎的电火花点燃下燃烧,产生大量热能,但进入汽缸的空气过少或过多都将在汽车尾气中产生有害的大气污染物。
目前正在研究和开发的一种催化式排气净化器,是以Pt—Rh及CuO—Cr2O3做主体催化剂,它可将80%以上的有害尾气转化成无毒气体。
但汽油中为增强其抗震性而添加的Pb(C2H5)4会使这种转化明显降低。
汽缸中空气进量过少或过多时,产生的主要有害气体依次是( )
A.气态烃和NO、NO2等
B.CO、气态烃和NO、NO2等
C.CO和CO2
D.气态烃和CO2
【解析】空气过少,碳不完全燃烧产生CO;空气过多,N元素被氧化为氮氧化物。