Question

汽车尾气污染已成为一大公害。汽车内燃机中，汽油气化后与空气按一定比例混合进入汽缸，引擎用电火花引燃。汽油燃烧使气缸内温度迅速升高，气体体积急剧膨胀，产生压力推动活塞。燃烧时产生的有害气体通过尾气排出，从而污染大气。为简化讨论，假设汽油的成分全部为辛烷，并假设空气中氧气的体积分数为20%，其余为氮气。请回答下列问题：

(1)设辛烷气体与空气的体积比为a，要使辛烷完全燃烧，则a的最大值为_____________。

(2)若辛烷与空气的体积比大于a的最大值时，污染大气的有害气体相对增多的是_____________。

(3)若辛烷与空气的体积比小于a的最大值时，则尾气中所含污染大气的有害气体增多的是_____________，产生此气体的化学方程式是____________________________。

(4)当辛烷与空气的体积比小于a的最大值时，从能量角度来分析，有利也有弊，如其有利的因素是氧气过量，有利于汽油完全燃烧，提高能源利用率。请你举出一个不利的因素：_________________________________________________________________。

Answer 1

解析：此题是以环境污染及其防治为出发点进行命题的，立意较高，同时要求的思维强度也较大，但其知识的立足点却较为基本。

(1)由辛烷的燃烧方程式2C₈H₁₈+25O₂16CO₂+18H₂O可知：当辛烷与氧气按物质的量之比为2：25时恰好反应，由于气化后的辛烷气体与空气是处于同温同压的条件下，故此，当辛烷与氧气的体积比为2∶25时恰好反应，a的最大值应为=0.016。

(2)若辛烷与氧气的体积比大于0.016时，即空气不足，辛烷不能完全燃烧，将会产生大量的CO气体。

(3)若辛烷与氧气的体积比小于0.016时，即空气过量，辛烷完全燃烧生成CO₂和水，而没有污染大气的有害气体成分生成(因为CO₂不属于大气污染物)，此时我们必须转换思维角度，从空气的角度来思考问题，即可得出结论：氮氧化合物。

答案：(1)0.016

(2)CO

(3)NO和NO₂   N₂+O₂2NO，2NO+O₂2NO₂

(4)空气量相对增大，排走时带走的热量较多，利用率有所降低