第2章化學鍵化學反應規律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高中化學高一年級第2章化學鍵化學反應規律微項目研究車用燃料及安全氣囊一.構建對化學反應的系統認識模型化學反應反應調控限度快慢反應物濃度、壓強、催化劑等物質變化能量變化1.反映：物質性質2.途徑：元素化合價變化、物質類別變化3.實質：舊化學鍵的斷裂，新化學鍵的形成4.化學鍵：相鄰原子間的強相互作用實質形式化學能熱能化學能電能一.構建對化學反應的系統認識模型化學反應反應調控限度快慢反應小組自主查閱資料繪制海報小組自主查閱資料繪制海報高一化學微項目研究車用燃料及安全氣囊課件高一化學微項目研究車用燃料及安全氣囊課件成果展示成果展示二.項目活動1選擇車用燃料1.基于能量變化本質對燃料進行初步篩選庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一，已知庚烷在汽缸會發生C7H16(g)＋11O2(g)7CO2(g)＋8H2O(g)。(1)試從化學鍵的角度計算1mol庚烷燃燒產生CO2和水蒸氣所釋放的能量。則：1mol庚烷燃燒產生CO2和水蒸氣所釋放能量為

。3820.4KJ試用能量變化圖像表示庚烷燃燒釋放能量過程。二.項目活動1選擇車用燃料1.基于能量變化本質對燃料進行初步下圖為三種可燃物在空氣中燃燒的能量變化圖，試分析哪種作汽車燃料較好？為什么？選用A燃料較好，因為A達到燃點所需要的能量少且放出的熱量多。下圖為三種可燃物在空氣中燃燒的能量變化圖，試分析哪種作汽車燃2.綜合考慮能量變化和物質變化對燃料進行優選汽車尾氣的成分及防治(1)尾氣成分：汽車尾氣中含有150～200種化合物，主要對環境不利的成分為

、

、

、

、

、______以及微量的醛、酚、過氧化物等。(2)主要污染物來源：一氧化碳來自

，NOx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。碳氫化合物氮氧化合物一氧化碳二氧化碳二氧化硫硫化氫燃料不完全燃燒高溫或放電條件下N2和O2反應含硫化合物的燃燒2.綜合考慮能量變化和物質變化對燃料進行優選汽車尾氣的成分及（3）汽車尾氣的防治汽車尾氣的防治，從根本上是開發新能源，如太陽能、氫能源等。汽車尾氣處理即汽車尾氣由原有毒氣體，變成無毒氣體，再排放到大氣中，從而可減少對大氣環境的污染。比如，將CO和CxHy轉化為

將NOx轉化為

CO2N2試從氧化還原反應的角度，分析NO和CO生成無污染性物質的化學方程式___________

。2NO＋2CO為什么尾氣中還會存在這兩種物質？（3）汽車尾氣的防治CO2N2試從氧化還原反應的角度，分析N三元催化器閱讀課本66-67頁總結：從化學反應中能量變化的角度選擇汽車燃料時，既要考慮燃料發生的化學反應所能釋放能量的多少，也要考慮達到燃料燃點時需要吸收能量的多少，還要考慮燃料的來源、價格以及生成物對環境的影響等因素，做到既經濟實惠又趨利避害。三元催化器閱讀課本66-67頁總結：從化學反應中能量變化由學習小組的同學關于汽車安全氣囊展示他們的自主研究成果三.項目活動2設計安全氣囊講解：李樂予查找安全氣囊的位置：李先瑩查找安全氣囊的材料：張秉政查找額外問題：亓雨凡海報設計：李心怡（手繪版），亓浩亮（電子版）由學習小組的同學關于汽車安全氣囊展示他們的自主研究成果三.項講解：李樂予查找安全氣囊的位置：李先瑩查找安全氣囊的材料：張秉政查找額外問題：亓雨凡海報設計：李心怡（手繪版），亓浩亮（電子版）講解：李樂予（1）功能性需求出發，氣體發生器中的物質應具有哪些性質？氣囊中物質常溫下穩定，但在一定條件下可以迅速分解，產生大量氣體，將氣囊彈開。（2）實用性角度出發，安全氣囊系統中加入哪些其它物質，為什么？目前，疊氮化鈉（NaN3）是在汽車安全氣囊系統中普遍使用的物質之一。汽車受到猛烈碰撞時，點火器點火引發疊氮化鈉迅速分解，產生氮氣和金屬鈉，同時釋放大量的熱。如果你是設計師，你會同時在安全氣囊系統中加入哪些其他物質？為什么？（1）功能性需求出發，氣體發生器中的物質應具有哪些性質？氣囊分析疊氮化鈉作為氣體發生劑的優缺點疊氮化鈉作為氣體發生劑的優點：受撞擊時釋放大量的無毒、無味氣體——氮氣，可以滿足安全氣囊的功能需求。缺點：生成活潑金屬鈉，并釋放大量的熱，會對人員造成二次傷害。顯然，除了疊氮化鈉外，還需要選擇能吸收熱量且不產生有害物質、能與金屬鈉反應且不產生有害產物的物質做助劑。分析疊氮化鈉作為氣體發生劑的優缺點疊氮化鈉作為氣體發生劑的優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1Fe2O3鐵的活潑性比鈉弱，鐵沒有腐蝕性2KClO4分解產生氧氣，可以將金屬鈉轉化為氧化鈉3NH4NO3分解吸收熱量，防止氣囊爆炸方案設計Fe2O3＋6Na===3Na2O＋2FeKClO4＋8Na===KCl＋4Na2O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1Fe（3）總結通過為安全氣囊系統選擇氣體發生劑，你對化學反應的利用有了哪些新的認識？（3）總結通過為安全氣囊系統選擇氣體發生劑，你對化學反應的利四、跟蹤強化隨著汽車進入尋常百姓家，人們對駕駛汽車的安全性越來越關注，在新型汽車的方向盤和前排乘客座位前的儀表板內都有折疊安全氣囊，該汽車安全氣囊中的填充物主要為NaN3、KNO3和SiO2。（1）當汽車發生猛烈碰撞時，NaN3可在0.03s內發生迅速分解生成鈉并放出單質氣體X，NaN3是_________（填“離子”或“共價”）化合物（2）KNO3的作用是與鈉反應生成氧化鉀和氧化鈉，同時又有X生成，相關的化學方程式為：___________________2KNO3+10Na===K2O＋5Na2O＋N2↑離子（3）碰撞后瞬間釋放的氣體使安全氣囊脹大，從而能阻擋人體前沖。在此后的0.1S內，氣體通過氣囊上的小孔迅速消散，氣囊收縮，氣囊中的二氧化硅是為了與氧化鉀和氧化鈉反應生成硅酸鹽，這一步有必要性嗎？請談談你的看法

四、跟蹤強化隨著汽車進入尋常