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第2章　化学键　化学反应规律
微项目　研究车用燃料及
安全气囊——利用化学
反应解决实际问题
1.了解汽车燃料，尝试选择、优化车用燃料，建立化学反应中物质变化与能量变化的关联，初步形成利用化学反应中的物质变化和能量变化指导生产实践的基本思路。
2.通过设计安全气囊，初步形成从化学反应中的物质变化和能量变化及反应速率的视角解决问题的思路。
【项目活动1】　选择车用燃料
1.车用燃料发展史
(1)1769年，法国人居纽最早使用______作汽车燃料，这种汽车行驶速度慢，笨重而且不能长时间行驶。
(2)1885年，德国工程师卡尔·本茨制造了用_______作燃料的汽车，这种燃料汽车行驶速度快、轻便，便于长时间、长距离行驶。
(3)现代汽车燃料仍在不断优化，现已广泛使用电能为能源的汽车，氢能源汽车也逐步走进现实生活。
煤
汽油
2.车用燃料的反应原理
庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一，庚烷在汽缸发生的反应为______________ ______________________________。
3.车用燃料的选择
(1)选择依据
化学键角度：断裂旧化学键吸收能量低，形成新化学键释放能量高。
(2)燃料在汽缸工作环境：燃料燃烧易控制，不爆燃，能完全燃烧。
(3)其他因素：要参考燃料的来源、价格，生成物对环境的影响等因素。
C7H16(g)＋
4.汽车尾气的处理
(1)尾气成分：汽车排放的尾气中含有多种污染空气的有害气体，主要有烃的不完全氧化产物一氧化碳、电火花放电使进入汽缸中的氮气与氧气反应生成的氮氧化物，以及汽油中的硫氧化生成的二氧化硫等，它们对人体健康和植物生长都有严重的危害。
1.作为车用燃料，随着科技的发展越来越多元化，已知完全燃烧1 mol氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)分别释放出285.8 kJ、283 kJ、5518.0 kJ、890.3 kJ热量，下列有关车用燃料的说法正确的是(　　)
A.辛烷C8H18(g)来自于石油，是一种可再生能源
B.相同质量的H2、CO、CH4、C8H18完全燃烧时，放出热量最多的是C8H18
C.氢气可作为未来车用能源的主要燃料
D.甲烷是一种清洁能源，燃烧时不产生任何污染
解析　辛烷来自于石油，是一种不可再生能源，A错误；根据题给信息，每克物质完全燃烧时放出的热量分别为H2 142.9 kJ，CO 10.1 kJ，C8H18 48.4 kJ，CH4 55.6 kJ，则相同质量的H2、CO、CH4、C8H18完全燃烧时，放出热量最多的是H2，B错误；燃烧等质量的题给燃料，氢气放出的热量最多，而且其燃烧产物为水，对环境没任何污染，因此可作为未来车用能源的主要燃料，C正确；甲烷为一种清洁能源，但如果不完全燃烧，可产生一氧化碳等污染性气体，D错误。
解析　N2是还原产物，A错误；N2不是污染物，B错误；NO与O2通常状况下就反应生成NO2，C错误。
3.试从化学键的角度计算1 mol庚烷(C7H16)燃烧产生CO2和水蒸气所释放的能量。
则：1 mol庚烷燃烧产生CO2和水蒸气所释放能量为__________。
3820.4 kJ
4.汽车的发明与使用是人类智慧的杰出体现，它为人们的生活和生产带来了极大的方便，但同时由此引发的环境污染问题也越来越引起人们的关注，人们开始研究新的清洁燃料。
(1)新型环保出租车采用LPG＋汽油的双燃料系统，其尾气中的有毒气体成分较普通车型下降80%左右，缓解了汽车尾气排放给城市环境造成的污染问题。下列物质中不属于有害气体的是________。
A.CO2和H2 B.NO2和NO
C.CO和SO2 D.碳粒和含铅化合物
A
(2)为了减少大气污染，许多城市推广使用汽车清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气，另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分都是________。
A.碳水化合物 B.碳氢化合物 C.氢气 D.醇类
(3)我国推广使用乙醇汽油，它是在汽油中加入适量乙醇形成的混合燃料。下列叙述中正确的是________。
A.使用乙醇汽油能减少有害气体的排放，是一种改善环境的清洁能源
B.燃料中的乙醇可以通过粮食发酵或化工合成等方法制得
C.乙醇汽油是一种新型化合物
D.燃烧乙醇汽油可以减少对大气的污染是因为它不含硫元素和氮元素
B
AB
(4)氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括________。
①原料来源广　②易燃烧，热值高　③储存方便　④制备工艺简单易行
A.①② B.①③
C.③④ D.②④
A
【项目活动2】　设计安全气囊
1.现代安全气囊系统由_____________、___________、____________及其控制系统等组成。
2.汽车安全气囊系统中使用的作为气体发生剂的物质一般具有生成物______、低腐蚀、有毒组分含量低、产气量_____、产气速度_____等特点。目前使用的气体发生剂主要由叠氮化钠、三氧化二铁、硝酸铵等物质按一定比例混合而成。叠氮化钠受到撞击后放出的热量被硝酸铵吸收，发生分解反应，生成一氧化二氮气体和水蒸气。同时，金属钠会与铁的氧化物反应，生成铁和较为安全的氧化钠。
碰撞传感器
缓冲气囊
气体发生器
清洁
大
快
5.氮和钠可形成离子化合物Na3N，它能与水剧烈反应产生NaOH和NH3。下列叙述正确的是(　　)
A.Na3N中钠离子半径比氮离子半径小
B.Na3N含离子键和非极性键
C.Na3N属于共价化合物
D.Na3N中两元素都是ⅠA族元素
6.下列说法错误的是(　　)
A.安全气囊系统是一种被动安全性的保护系统
B.安全气囊从技术上讲其实是一种化学反应，能够生成气体来填充囊袋
C.开车时必须系上安全带，否则的话安全气囊会对人体造成伤害
D.可以用水去直接冲洗安全气囊位置
7.某品牌安全气囊的气体发生剂主要有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。
(1)NaN3是气体发生剂，受热或撞击产生N2和Na，并释放大量的热，Fe2O3作用为吸收产生的Na生成一种单质和一种氧化物，反应方程式为________________________________。
(2)KClO4为助氧化剂，在反应过程中与金属Na反应生成KCl和Na2O，反应方程式为____________________________；KClO4中含有的化学键类型为__________________。
(3)NaHCO3的作用为_______________________________________________ _____________________________，反应方程式为___________________________ _____________________________。
KClO4＋8Na===KCl＋4Na2O
离子键和共价键
吸收反应释放的热，并吸收反应生成的强腐蚀性的
Na2O，防止造成人的二次伤害

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