Question

【題目】汽車尾氣污染已成為一大公害。汽車內燃機中，汽油氣化后與空氣按一定比例混合進入汽缸，引擎用電火花引燃。汽油燃燒使氣缸內溫度迅速升高，氣體體積急劇膨脹，產生壓力推動活塞。燃燒時產生的有害氣體通過尾氣排出，從而污染大氣。為簡化討論，假設汽油的成分全部為辛烷，并假設空氣中氧氣的體積分數為20%，其余為氮氣。請回答下列問題：

(1)設辛烷氣體與空氣的體積比為a，要使辛烷完全燃燒，則a的最大值為_____________。

(2)若辛烷與空氣的體積比大于a的最大值時，污染大氣的有害氣體相對增多的是______________________。

(3)若辛烷與空氣的體積比小于a的最大值時，則尾氣中所含污染大氣的有害氣體增多的是_____________，產生此氣體的化學方程式是____________________________。

(4)當辛烷與空氣的體積比小于a的最大值時，從能量角度來分析，有利也有弊，如其有利的因素是氧氣過量，有利于汽油完全燃燒，提高能源利用率。請你舉出一個不利的因素：_________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 0.016 CO NO和NO2N2+O22NO 2NO+O2=2NO2 空氣量相對增大，排走時帶走的熱量較多，利用率有所降低

【解析】試題分析：(1)由辛烷的燃燒方程式2C8H18+25O216CO2+18H2O可知：當辛烷與氧氣按物質的量之比為2：25時恰好反應，氧氣在空氣中的含有20%。

(2)若辛烷與氧氣的體積比大于0.016時，即空氣不足，辛烷不能完全燃燒，將會產生大量的CO氣體。

(3)若辛烷與氧氣的體積比小于0.016時，即空氣過量，辛烷完全燃燒生成CO2和水， CO2不屬于大氣污染物，從空氣的角度來思考，污染大氣的有害氣體增多的是氮氧化合物；

(4)空氣量相對增大，排走剩余空氣時帶走的熱量較多。

解析：(1)由辛烷的燃燒方程式2C8H18+25O216CO2+18H2O可知：當辛烷與氧氣按物質的量之比為2：25時恰好反應，由于氣化后的辛烷氣體與空氣是處于同溫同壓的條件下，故此，當辛烷與氧氣的體積比為2∶25時恰好反應，a的最大值應為 0.016。

(2)若辛烷與氧氣的體積比大于0.016時，即空氣不足，辛烷不能完全燃燒，會產生大量的CO氣體。

(3)若辛烷與氧氣的體積比小于0.016時，即空氣過量，辛烷完全燃燒生成CO2和水， CO2不屬于大氣污染物，從空氣的角度來思考，污染大氣的有害氣體增多的是氮氣與氧氣反應生成的NO和NO2；方程式為N2+O22NO；

(4)若空氣過多，排走剩余空氣時帶走的熱量較多，利用率有所降低。