(共30张PPT)
汽车尾气及处理
【典例1】汽车作为曾经推动人类文明向前跃进的现代社会产物，在给人类生活带来便捷舒适的同时，对自然生态环境也带来了害处，它是城市空气的重要污染源之一。
(1)车用汽油是由多种烃组成的混合物，写出己烷完全燃烧的方程式________________________________________。
若燃烧不完全会产生______和______等大气污染物。
(2)汽车尾气中的大气污染物除(1)中所述，还有(写化学式)__________、__________。
(3)治理尾气的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”(用铂、钯合金作催化剂)，它的作用是使CO和NO反应，生成两种气体，其中一种可以参与植物的光合作用，另一种是空气中含量最多的气体。请写出CO与NO反应的化学方程式___________________________________。
【思路点拨】烃不完全燃烧会生成碳单质或CO，汽缸内电子点火使N2和O2反应生成NO，另有汽油中的硫生成SO2。
【自主解答】(1)己烷完全燃烧可生成CO2和H2O，不完全燃烧则有C或CO等大气污染物生成。
(2)发动机气缸内因电子点火使N2和O2反应，化学方程式为N2+O2 2NO，同时汽油中的硫燃烧生成SO2。
(3)CO和NO反应，生成两种气体，其中可以参与植物的光合作用的是CO2，另一种是空气中含量最多的气体N2。
放电
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答案：(1)2C6H14+19O2 12CO2+14H2O
C CO (2)SO2 NOx
(3)2CO+2NO 2CO2+N2
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催化剂
点燃
【互动探究】在汽车的排气管上装一个“催化转化器”(用铂、钯合金作催化剂)，它的作用是使CO和NO反应，生成两种气体CO2和N2，同时也促进了某气体的转化，增加了空气酸度，增大了酸雨的产生概率，该气体是什么？
提示：汽油中含有一定量的硫元素，燃烧生成了SO2，催化转化器会加速SO2转化为SO3，进而形成强酸——H2SO4，从而增加了空气酸度并形成酸雨。
【变式训练】国家规定，从2001年2月1日起全国停止生产含铅汽油，提倡使用无铅汽油。其主要原因是( )
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
【解析】选C。含铅汽油形成的汽车尾气中也含铅等有害物质，对人体尤其是儿童危害严重。
汽车燃料的清洁化
【典例2】2010年11月在中国深圳召开的世界电动车大会，雪佛兰Equinox氢燃料电池车亮相，其主要动力来自以氢气为燃料的氢镍燃料电池组。
(1)雪佛兰燃料电池车与单纯燃油车相比的优点是______。
(2)雪佛兰燃料电池车的工作原理是__________________。
(3)氢能与其他能源相比，具有的优点是______________，
氢燃料电池汽车的普及还十分困难，你认为其中的原因有____________________________________(填一项即可)。
【思路点拨】燃料电池常用的燃料是H2、CH4、乙醇等，发生原电池反应时，生成CO2和H2O，能量转化率高，无污染。燃料不在汽缸内燃烧，不产生氮氧化物。
【自主解答】(1)燃料电池比直接燃烧燃料的优点主要是能量利用率高、不产生CO、氮氧化物等污染性物质。
(2)将燃料的化学能转化为电能。
(3)原料来源广，易燃烧，热值高而且没有灰渣和废气，不会污染环境；制取氢气耗能大，成本高，储存和运输困难，安全性低，加氢站建设投资大等。
答案：(1)低燃料消耗和低排放、低污染
(2)从电池的正极输进氧气或空气，负极输进燃料如甲醇、氢气等，通过电池内发生的化学反应将燃料的化学能转化为电能，能量转化率高，环保
(3)原料来源广，易燃烧，热值高而且没有灰渣和废气，不会污染环境 制取氢气耗能大，成本高，储存和运输困难，安全性低，加氢站建设投资大等(回答一项即可)
【互动探究】将乙醇制成燃料电池和将乙醇制成乙醇汽油作为汽车动力，哪个更好？
提示：制成乙醇燃料电池更好。因为乙醇燃料电池的反应产物是CO2和H2O，无污染。电动汽车噪音小，而乙醇汽油仍然是燃料，在汽缸内燃烧仍会产生CO、氮氧化物等污染物，只是比纯汽油少些。
【变式训练】如图是对三种不同类型汽车(以序号1、2、3表示)的废气排放情况进行的比较。这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为1的是_____汽车，序号为3的是__
___汽车。
【解析】以汽油为燃料的汽车产生的尾气中有大量的碳氢化合物、CO、NOx和CO2四种气体；以天然气为清洁燃料的汽车产生的尾气中含有以上四种气体较少一些；而电动车(以蓄电池为动力)放出的四种气体最少，故序号为1的是电动汽车，序号为3的是以汽油为燃料的汽车。
答案：电动 以汽油为燃料的(共31张PPT)
煤及煤的使用
【典例1】煤是一种重要的能源和化工原料，根据有关知识和信息，回答下列问题：
(1)有关煤的叙述正确的是_______。
A.煤是由焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气组成的混合物
B.煤可以转化为气体或液体燃料
C.煤直接燃烧不仅利用率低，而且污染环境
D.煤是一种可再生能源
(2)已知煤的部分结构模型如图所示，从煤的结构模型来看，煤是工业上获得______烃的重要来源。如果充分燃烧生成的大气污染物是______、______。
(3)城市家用燃料大多为天然气、石油液化气或煤气，煤气的主要成分为CO和H2，CO和H2是用焦炭和水蒸气反应制得的，写出制取水煤气的主要化学方程式______________。
(4)水煤气不仅是优良的气体燃料，还是重要的化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成：a.甲醇 b.甲醛 c.甲酸 d.乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应，合成上述______(填序号)物质时原子利用率为100%。
【思路点拨】煤的部分结构中含苯环，干馏可得芳香烃，因煤中含S、N元素，完全燃烧可生成SO2、NOx等大气污染物。
【自主解答】(1)焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气是煤的干馏产物，而不是组成煤的成分；煤是不可再生能源。
(2)从煤的结构看，它是工业获取苯等芳香烃的原料，又因含S、N，完全燃烧生成SO2、NOx等大气污染物。
(3)C和H2O在高温下反应生成CO和H2。
(4)当CO和H2按1∶1的体积比混合反应生成(甲醛)CH2O时原子利用率为100%。
答案：(1)B、C (2)芳香 SO2 NOx
(3)C+H2O CO+H2 (4)b
高温
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【互动探究】(1)煤的气化和干馏是物理变化还是化学变化？
提示：从煤的结构判断可知煤并不是由苯、甲苯、CO、H2、CH4、氨水等组成，而气化时会生成CO、H2，干馏时生成焦炭、煤焦油、焦炉气，所以煤的气化、干馏都是化学变化。
(2)煤直接燃烧有哪些弊端？
提示：因煤中含有硫、氮、磷、硅、铝、铁等元素，直接燃烧时会产生CO、SO2、氮氧化物等有害气体，还会产生大量的固体灰尘和固体垃圾，污染空气、水源等。
【变式训练】如图是实验室模拟煤干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是( )
A.图示实验中发生了化学变化
B.实验后水溶液的pH>7，溶液Y是黑色黏稠的煤焦油，上层X是粗苯等
C.气体Z易燃，可以还原氧化铜
D.液体Y是一种纯净物
【解析】选D。将煤隔绝空气加强热使其分解，可得到多种物质，属于化学变化，故A项正确；所得的产物有焦炉气(含有甲烷、氢气、乙烯、一氧化碳等)、煤焦油(不溶于水的多成分混合物)、粗氨水、焦炭等，由于焦炉气中的氢气可以还原CuO，且CH4、H2、C2H4、CO均易燃，故C项正确；由于氨水的pH>7，煤焦油居于水层以下，苯及二甲苯等居于水层以上，故B项正确，D项错误。
气体燃料及使用
【典例2】(1)家用液化石油气的主要成分之一是丙烷，若一瓶液化气瓶中装有15 kg液化气且全部是丙烷，试写出其完全燃烧时的化学方程式_________________。并计算完全燃烧所需要的空气体积(标准状况下)________________。
(2)管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见表：
试解释严寒的冬季有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因：_____________________________________。
(3)在首尔兰芝岛上的足球场下面填埋着首尔人15年的垃圾，垃圾发酵产生的沼气为足球场提供部分能源。
①沼气燃烧的化学方程式为：_____________________。
②下列说法正确的是(填序号)_____。
a.把秸秆、杂草等废弃物放在密闭池中发酵可以产生沼气
b.沼气的应用对解决农村燃料问题、改善环境有重要意义
c.沼气的主要成分是甲烷
d.点燃沼气与空气的混合气体可能发生爆炸
【思路点拨】(1)正确写出燃烧方程式，计算时注意单位。
(2)丁烷的沸点为-0.5 ℃，冬天气温低时会液化。
(3)沼气的主要成分为CH4。
【自主解答】(1)C3H8 + 5O2 3CO2+4H2O
44 g 5×22.4 L
15×103 g 21%·V
V≈1.82×105 L
(2)由题目提供的熔沸点可知丁烷沸点高，易液化，造成气体量减少。
点燃
(3)①沼气的主要成分是CH4，其燃烧方程式：
CH4+2O2 CO2+2H2O
②由沼气的制备、成分及意义即可作答。
答案：(1)C3H8+5O2 3CO2+4H2O 1.82×105 L
(2)冬天气温低，丁烷等容易液化
(3)①CH4+2O2 CO2+2H2O
②a、b、c、d
点燃
点燃
点燃
【互动探究】相同质量的甲烷和丁烷完全燃烧，哪个消耗的氧气多？哪个产生的CO2多？
提示：可根据方程式计算。也可根据含碳量推断，含碳量越高，消耗的氧气越少，产生的CO2越多。故消耗氧气多的为CH4，产生CO2多的为C4H10。
【变式训练】天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应前者大。下列是有关天然气的几种叙述：①天然气与煤相比较，天然气是较洁净的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是( )
A.只有① B.只有②
C.①② D.①②③
【解析】选C。等质量的CH4和CO2，CH4的物质的量还大，故温室效应更大；燃烧天然气不会产生酸雨。(共5张PPT)
要点归纳整合
)要点归纳整合
王题3合理剂用化学能源
电池探秘
原电池的氧化还
内部变化原反应
电池的工
活泼性不同
作原理
的两个电极
组成原电
电解质溶液
电池
池的条件
闭合回路
探秘
自发的氧化
丕原反应
锌锰干电池
认识各种
实际电池
铅酸蓄电池
燃料电池
废旧电池回收利用
单元质量评估
二、家用燃料的更新
组成、分类
历史悠久的
煤球和
燃料——煤
蜂窝煤
综合
利用
煤的气化:
(1)发生炉煤气
(2)水煤气
(3)干馏煤气
家用
组成:丙烷、丁烷以及
燃料液化石
少量的丙烯和丁烯
的更
油气
使用:(1)要充分燃烧
新
(2)气罐中的残留物不能
随意倾倒
天然气主要成分
洁净燃料
沼气
均为甲烷
课题3
课题1
课题2
目录)首页,(末页
章首
、汽车燃料清洁化
成分:分子中含有
个碳原子的烃的混合物
燃烧:加入甲基叔丁基醚
提高抗爆
气车尾气处理:排气管上
装催化转化器
的清洁化
的
天然气
燃
常用
洁燃料
石油气
氢气
电动汽车(共34张PPT)
原电池的构成和工作原理
【典例1】实验室备有如下用品：铁片、铜片、锌片、碳棒、FeCl3溶液、CuCl2溶液、ZnCl2溶液及导线。
(1)若选用铜片、碳棒、FeCl3溶液及导线构成原电池，画出其装置图：
判断该电池的正极材料是_______，负极材料是_______，
正极反应式______________________________________，
负极反应式______________________________________，
电池反应式______________________________________。
(2)以下装置属于原电池的是___________________，并在是原电池的装置图上画出电子流动的方向。
【思路点拨】掌握原电池的工作原理和构成原电池的三个条件是解答本题的关键。
【自主解答】(1)铜与氯化铁溶液可发生反应2FeCl3+
Cu====CuCl2+2FeCl2，铜做负极，电极反应式Cu Cu2++
2e-，碳棒做正极，电极反应式2Fe3++2e- 2Fe2+。
(2)B没有构成闭合回路，不是原电池；C的两极材料相同不能形成原电池；A、D符合原电池的构成条件，是原电池，且电子分别从Zn电极沿导线流向Cu电极和从铁电极沿导线流向碳棒。
答案：(1)
碳棒 铜片 2Fe3++2e- 2Fe2+
Cu Cu2++2e-
2Fe3++Cu ==== Cu2++2Fe2+
(2)A、D
【互动探究】(1)若从题干中的材料中选择所有电极材料和CuCl2溶液及导线，能组成几组原电池？
提示：只要有一个电极材料能与CuCl2发生反应，另一电极能导电即可组成原电池。所以可以组成5组。电极材料分别为：铁、铜；铁、碳；锌、铁；锌、铜；锌、碳。
(2)D项装置若能发生原电池反应，请写出负极反应式。
提示：负极：2Fe 2Fe2++4e-。
【规律方法】确定原电池负极的常用方法
(1)根据电极材料：活泼性相对较强的金属为负极(例外：Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中，Al为负极等)。
(2)根据电子流向：电子流出的一极。
(3)根据电流流向：电流流入的一极。
(4)根据离子的移动方向：阴离子移向的一极。
(5)根据反应类型：发生氧化反应的一极。
(6)根据反应现象：电极不断溶解或质量不断减小的一极(例外：燃料电池等)。
【变式训练】一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+
Cu2+====Zn2++Cu，该反应的原电池的正确组成是( )
【解析】选D。A、C中电极材料反了，B中电极反应式为Zn+2H+ ==== Zn2++H2↑。
原电池原理的应用和常见电池
【典例2】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是______，在导线中电子流动方向为______(用a、b表示)。
(2)如果电解质溶液为KOH溶液，则负极反应式为_______。
(3)电极表面镀铂粉的原因是________________________。
(4)该电池工作时，H2和O2由外部连续供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li+H2 2LiH
Ⅱ.LiH+H2O====LiOH+H2↑
反应Ⅰ中的还原剂是______，反应Ⅱ中的氧化剂是_____。
△
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【思路点拨】解答本题需要注意以下两点：
【自主解答】(1)原电池的工作原理是将化学能转化成电能。由于燃料电池的电池反应式就是它燃烧的化学方程式，所以该燃料电池的电池反应式为：2H2+O2====2H2O，其中氢元素从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H+，当电解质溶液为KOH溶液时，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH-；正极为得电子的一极，O2获得电子生成OH-。(3)铂粉的吸附气体的能力强，可增大电极单位面积吸附的H2、O2的分子数，加快电极反应速率。(4)Ⅰ.Li从零价升至+1价，做还原剂。Ⅱ.H2O中的氢从+1价降至H2中的零价，做氧化剂。
答案：(1)由化学能转化为电能 由a到b
(2)2H2+4OH- 4H2O+4e-(或H2+2OH- 2H2O+2e-)
(3)增大电极单位面积吸附的H2、O2的分子数，加快电极反应速率
(4)Li H2O
【互动探究】若该电池为宇航员提供1 kg水，两极间转移电子的物质的量是多少？
提示：
【变式训练】下列有关电池的说法不正确的是( )
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D.锌锰干电池中，锌电极是负极
【解析】选B。在铜锌原电池中，铜做正极，锌做负极，电子从负极流出经外电路流向正极，即电子沿外电路从锌电极流向铜电极。
