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第 2 章 专题 5 研究车用燃料及安全气囊
一、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煤作汽车燃料，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·本茨制造了用汽油作燃料的汽车，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。
2．车用燃料的反应原理
庚烷(C H )是汽油的主要成分之一，已知庚烷在汽缸中会发生反应： C H (g)＋
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11O(g)――→7CO(g)＋8HO(g)。
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3．车用燃料的选择
(1)选择依据（化学键角度）：断裂旧化学键吸收的能量低，形成新化学键释放的能量高。
(2)燃料在汽缸中的工作环境：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、价格以及生成物对环境的影响等因素。
4．汽车尾气的成分及防治
(1)尾气成分：汽车尾气中含有150～200种化合物，其中对环境不利的成分主要为碳氢化
合物、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢，以及微量的醛、酚、过氧化
物等。
(2)主要污染物来源：一氧化碳来自燃料的不完全燃烧，一氧化氮来自高温或放电条件下N
2
和O 的反应，二氧化硫来源于含硫化合物的燃烧，碳氢化合物来源于燃料未燃烧或未完全
2
燃烧的燃油、润滑油及其产物等。
(3)尾气的防治
汽车尾气的防治，从根本上是开发新能源，如太阳能、氢能源等。
下图为汽车尾气处理系统中“三元催化器”的工作原理，试从氧化还原反应的角度，书写
NO和CO在催化剂作用下生成无害物质的化学方程式：2NO＋2CO=====N＋2CO。
2 2二、设计安全气囊
1．现代安全气囊系统的组成：碰撞传感器、缓冲气囊、气体发生器及其控制系统等。
2．气体发生器中的物质应有的性质
(1)气囊中物质常温下稳定，但在一定条件下可以迅速分解，产生大量气体，放出大量的热，
将气囊弹开。
(2)发生器中另外物质能快速吸收热量，防止人被烧伤或灼伤。
(3)发生器中的物质可以迅速吸收生成的有害的腐蚀性物质，防止对人造成二次伤害。
3．已知NaN 受到撞击时，会发生反应：2NaN ===2Na＋3N↑，同时放出大量的热，结合
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已有知识设计安全气囊中所加入的物质及作用。
方案 选择化学试剂的思路 选择的化学药品 化学药品的作用
试剂发生反应放出大量气 NaN 分解产生大量气体；
3
体将气囊迅速胀开，辅助 NaN 、Fe O、 Fe O 吸收NaN 产生的Na；
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1
试剂吸收热量及腐蚀性物 NH NO NH NO 吸收产生的热量，同
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质，防止二次伤害 时释放大量气体
NaN 分解产生大量气体；
3
试剂发生反应放出大量气 Fe O 吸收Na生成NaO和
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体将气囊迅速胀开，辅助 NaN 、Fe O、 Fe，KClO 作助氧化剂，吸
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2
试剂吸收热量及腐蚀性物 KClO、NaHCO 收Na生成KCl和NaO；
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质，防止二次伤害 NaHCO 吸收热量，同时释放
3
CO
2
NaN 分解产生大量气体；
3
试剂反应放出大量气体， KNO 吸收Na生成KO、
3 2
NaN 、KNO、
3 3
3 辅助试剂吸收热量及腐蚀 NaO和N；SiO 和生成的
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SiO
2
性物质 KO及NaO反应生成
2 2
KSiO、NaSiO
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写出上述三个方案中相关反应的化学方程式：
(1)Fe O 和Na反应：Fe O＋6Na=====3NaO＋2Fe。
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(2)NH NO 分解生成NO和HO：NH NO =====NO↑＋2HO↑。
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(3)KClO 和Na反应生成NaO和KCl：KClO＋8Na===KCl＋4NaO。
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(4)SiO 和NaO反应生成NaSiO：NaO＋SiO===Na SiO。
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(5)SiO 和KO反应生成KSiO：KO＋SiO===K SiO。
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