Question

(10分)2006年6月14日《中國證券報》報道，我國燃料乙醇的生產將步入快速發展階段，以取代現在的汽油燃料。
汽車尾氣污染已成為一重大公害。汽車內燃機中，汽油汽化后與空氣按一定比例混合進入汽缸，引擎用電火花引燃。燃燒使汽缸內溫度迅速升高，氣體體積急劇膨脹，產生壓力推動活塞。燃燒時產生有害氣體通過尾氣排出污染大氣。為簡化討論，設汽油成分全部為辛烷，并設空氣中O₂體積占1/5，其余為N₂。試定量討論分析如下問題：
(1)設辛烷氣體與空氣的體積比(相同條件下)為a，要使辛烷完全燃燒，a的最大值為(用小數表示，設其為a′)_______________。
(2)若辛烷氣體與空氣的體積比大于a′時，污染大氣的有害氣體相對增多的是__________。當它含x mol時，化學方程式為_________________________________________________。
(3)若辛烷氣體與空氣的體積比小于a′時，則尾氣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為_____________________________________________________。

Answer 1

(1)0.016
(2)CO  C₈H₁₈+O₂→xCO+(8-x)CO₂+9H₂O
(3)NO、NO₂  N₂+O₂2NO  2NO+O₂====2NO₂

(1)辛烷完全燃燒的反應式：
2C₈H₁₈+25O₂16CO₂+18H₂O
a′==0.016
(2)若辛烷氣體與空氣的體積比大于a′，則C₈H₁₈不完全燃燒，會產生大氣污染物CO，當CO為x mol時，反應式為：C₈H₁₈+O₂xCO+(8-x)CO₂+9H₂O。
(3)若辛烷氣體與空氣的體積比小于a′，則空氣過量，空氣中的N₂和O₂在高溫、高壓、放電的條件下會生成NO，進一步氧化會生成NO₂。