在2019版化學(xué)魯科版教材中出現(xiàn)了一個(gè)嶄新的欄目“微項(xiàng)目”,設(shè)置的目的是激發(fā)同學(xué)們科學(xué)探究的興趣,提高同學(xué)們科學(xué)探究的水平。本文擬談?wù)勓芯寇囉萌剂霞鞍踩珰饽业奈㈨?xiàng)目學(xué)習(xí)的設(shè)想與操作流程。
一、項(xiàng)目目標(biāo)分析
本項(xiàng)目有兩個(gè)目標(biāo):(1)了解汽車燃料,嘗試選擇、優(yōu)化車用燃料,建立化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化與能量變化的關(guān)聯(lián),初步形成利用化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐的基本思路。(2)通過設(shè)計(jì)安全氣囊,初步形成從化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化及反應(yīng)速率的視角科學(xué)解決問題的思路。
二、項(xiàng)目前期準(zhǔn)備與實(shí)施
1.前期準(zhǔn)備:同學(xué)們預(yù)習(xí)教材,利用周末時(shí)間了解家人、親戚或鄰居的汽車使用的燃料情況,走近汽車觀察汽車的結(jié)構(gòu);走進(jìn)加油站,向加油員了解車用燃料知識(shí);走進(jìn)汽車維修站,向維修師傅了解汽車結(jié)構(gòu)知識(shí);查閱資料,了解汽車的發(fā)展史、車用燃料的選擇、汽車的安全措施等。
2.微項(xiàng)目分項(xiàng)實(shí)施:選擇車用燃料。
(1)汽車的燃料與研發(fā)大體分為三個(gè)階段:第一階段,研發(fā)階段——利用煤燃燒產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)的汽車;第二階段,能源替換階段——以燃油為能源的動(dòng)力汽車;第三階段,新能源時(shí)代——以天然氣、氫氣等為能源的汽車。
(2)必備知識(shí)歸納:車用燃油的來源目前是石油的冶煉,燃油有汽油和柴油兩種,目前,汽油和柴油仍是汽車的首選燃料。我國(guó)現(xiàn)在推廣的車用汽油均為無鉛汽油,根據(jù)辛烷的含量將汽油劃分為89號(hào)、92號(hào)、95號(hào)三個(gè)標(biāo)號(hào),以適應(yīng)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)缸筒和不同用戶的需求。目前,大部分地區(qū)已實(shí)施國(guó)家第六階段機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn),以推動(dòng)車用油品升級(jí),切實(shí)改善空氣質(zhì)量。
(3)車用燃料的設(shè)計(jì)與調(diào)控:汽車尾氣中含有多種對(duì)環(huán)境和人體健康造成危害的物質(zhì),目前,解決汽車尾氣污染問題所采取的措施,除了推廣實(shí)施符合“國(guó)六”標(biāo)準(zhǔn)的燃油外,各地還根據(jù)時(shí)間、天氣等適時(shí)發(fā)布限行或優(yōu)化措施,調(diào)整城市、城郊交通政策。當(dāng)然,這種限行或優(yōu)化的方法并不是長(zhǎng)久之計(jì),還應(yīng)加速開發(fā)、普及商用環(huán)保型汽車,減少對(duì)汽油、柴油等化石燃料的依賴。同時(shí)加大資金投入力度,由政府出面或汽車制造商牽頭進(jìn)一步研發(fā)先進(jìn)的、高效的、低廉的汽車尾氣處理技術(shù),并對(duì)不符合尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的汽車進(jìn)行改造或淘汰。汽車尾氣中氮氧化物治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個(gè)“催化轉(zhuǎn)換器”。
(4)車用燃料選擇的討論:從化學(xué)反應(yīng)中能量變化的角度選擇汽車燃料時(shí),既要考慮燃料發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)所能釋放能量的多少,也要考慮達(dá)到燃料燃點(diǎn)時(shí)需要吸收能量的多少,還要考慮燃料的來源、價(jià)格,以及生成物對(duì)環(huán)境的影響等因素,做到既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠又趨利避害。
3.微項(xiàng)目分項(xiàng)實(shí)施:設(shè)計(jì)安全氣囊。
安全氣囊作為車身被動(dòng)安全性輔助保護(hù)設(shè)備,越來越受到人們的重視。目前,安全氣囊系統(tǒng)由碰撞傳感器、緩沖氣囊、氣體發(fā)生器及其控制系統(tǒng)等組成。疊氮化鈉(NaN3)是在汽車安全氣囊系統(tǒng)中普遍使用的物質(zhì)之一。汽車受到猛烈碰撞時(shí),點(diǎn)火器點(diǎn)火引發(fā)疊氮化鈉迅速分解,產(chǎn)生氮?dú)夂徒饘兮c,同時(shí)釋放大量的熱。如果你是設(shè)計(jì)師,你會(huì)同時(shí)在安全氣囊系統(tǒng)中加入哪些其他物質(zhì)?為什么?在選擇安全氣囊的氣體發(fā)生劑時(shí),不僅要考慮所選物質(zhì)的性質(zhì),還要關(guān)注所發(fā)生反應(yīng)中的物質(zhì)變化、能量變化和反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率,科學(xué)、合理地利用化學(xué)反應(yīng)。
作者單位:海南省??谑泻D先A僑中學(xué)