2019年高二化学选修一3.3《汽车燃料清洁化》教案

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，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．汽油的爆震(1)汽油在发动机中燃烧产生爆震的原因，是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，导致出现清脆的金属敲击声。

(2)汽油的抗爆震的程度用“辛烷值”的大小来衡量。

辛烷值就是我们常说的汽油标号。

汽油的辛烷值越高，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，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。

教育公众参与汽车燃料清洁化的教案设计随着社会经济的发展和科技的不断进步，汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。

然而，随着汽车数量的增加和使用频率的提高，汽车排放对环境的影响逐渐加大。

燃油燃烧产生的氮氧化物、PM2.5等有害气体对空气质量和人类健康造成了严重危害。

国家对汽车污染治理也越来越严格。

而要减少汽车排放，一个不可或缺的手段就是汽车燃料清洁化。

因此，让公众参与到汽车燃料清洁化中来，成为了现代教育的必要内容之一。

一、教学目标1.了解汽车污染对环境和人类健康的影响；2.了解汽车排放及其成分；3.了解汽车燃料清洁化的概念、意义及实现途径；4.了解公众如何参与到汽车燃料清洁化中来；5.提高学生对环境保护和可持续发展的意识，增强其环保意识与责任感。

二、教学内容1.了解汽车污染对环境和人类健康的影响汽车污染对环境的影响主要表现在空气、水、土壤等方面。

其中，空气污染受到广泛关注。

汽车在行驶时，发动机燃烧燃料产生的排放物主要包括二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、挥发性有机物和颗粒物等。

二氧化碳是主要温室气体，其所产生的温室效应已经引起全球气候变化；一氧化碳，是一种无色、有毒、易燃气体，对人体有很大危害；氮氧化物，会通过氧化作用形成臭氧，臭氧浓度过高会对肺、眼等造成刺激作用，长期接触会导致呼吸系统疾病；挥发性有机物，会参与到光化反应中，形成臭氧和PM2.5等危害气体；颗粒物，会对人体的呼吸系统造成极大的危害。

2.了解汽车排放及其成分汽车排放是指汽车运行时排出的废气、废水和废渣。

其中，废气是主要污染物。

废气的成分主要包括一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、挥发性有机物和颗粒物。

其中，一氧化碳是目前较难控制的成分之一，因为它的产生过程与燃烧反应密切相关。

废气的排放浓度、颗粒物大小和化学成分与排放源、空气温度、湿度和风速有关。

3.了解汽车燃料清洁化的概念、意义及实现途径汽车燃料清洁化是指通过多种科技手段，控制和降低汽车排放的有害气体和颗粒物，在保证车辆性能的情况下，提高其燃烧效率和污染控制能力。

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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，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错误!10CO ＋12H 2O ；C 5H 12＋3O 2错误!5C ＋6H 2O.4．汽油的爆震(1)汽油在发动机中燃烧产生爆震的原因，是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,导致出现清脆的金属敲击声.（2)汽油的抗爆震的程度用“辛烷值”的大小来衡量.辛烷值就是我们常说的汽油标号。

汽油的辛烷值越高，抗爆震程度越高。

课题3 汽车燃料的清洁化教案资源1.开发氢能源传统的制氢方法是电解水制氢或高温高压制氢，都需要消耗大量的电能或煤、天然气，消耗的能量比氢气燃烧所产生的能量还多。

这种费用上的不划算使它只能用于推进太空火箭或在航天器中维持燃料电池。

科研人员经过多年的研究，已寻找出两种较为方便的制氢方法：其一是光电化学电池分解水制氢。

利用太阳光照射到半导体氧化钛表面时，在氧化钛上产生的电流会使水分解，产生氢气，效率已达12％。

其二是生物制氢，人工模仿植物光合作用分解水制氢气。

目前，美国、英国用1 g叶绿素每小时可产生1 L的氢气，转化效率高达75％。

日本则宣称研制成了分解水的新型催化剂，在阳光中的可见光波段就能把水分解为燃料电池所必需的氢和氧。

这种仅用阳光和水就能生产出氢和氧的技术将成为“人类的理想技术之一”。

科学家预言：氢燃料电池将最终结束内燃机一百年的统治。

氢燃料电池高效、无噪音、零污染。

虽然早在20世纪60年代就已成功应用在航天技术中，但因成本高，不能进入市场。

氢燃料电池的能源转换率高达60％～80％，装置可大可小，不用修建昂贵的输变电路，节省了传统火力发电70％的能源。

在解决了氢氧燃料电池的大量廉价制取和方便安全地贮存和运输时，氢能就可以进入实用阶段。

2．新配方汽油和新配方柴油石油工业的不少成就，都是以环境道德和环境友好作为指导思想的。

在这种思想指导下，就应开发出新配方汽油、新配方柴油和性能更好的润滑油。

新配方汽油的产生促使炼厂努力开发新工艺，增产高辛烷值的调和组分。

将更多的烃转化为高辛烷值组分采用的是重整工艺。

重整汽油在夏天更缓慢的挥发，并能进一步减少烟雾和尾气中其他污染物的排放，如减少一氧化碳和烃类引发的臭氧对空气的污染。

全沸程新配方汽油要求限制汽油的蒸气压、苯含量和硫含量，还将逐步限制芳烃总量和烯烃总量，还要求在汽油中加入相当数量的含氧化合物，如甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚。

柴油中硫的含量高，会使生成的颗粒物明显增加。