^`
第四章 燃料及其燃烧
第一节 燃烧与灭火
1、 燃烧的定义
(1) 狭义的燃烧:通常的燃烧指可燃物与空气中的氧气发生的一种发光发热的
剧烈氧化反应。
(2) 广义的燃烧:具有剧烈的发光发热现象的化学反应。
例如:镁在二氧化碳中燃烧,钠在氯气中燃烧。
2、 燃烧的条件
(1)可燃物 (2)与氧气(或空气)接触 (3)达到燃烧最低温度(着火点)
3、 灭火与防火
(1) 灭火的方法
① 使可燃物隔绝空气
② 将可燃物的温度降到着火点一下 ③ 隔离(移走)可燃物
(2) 几种常见灭火器
① 泡沫灭火器。使用方法:头朝下倒转过来,使筒内两种药液混合;灭火原理:
二氧化碳和泡沫使可燃物与空气隔绝;可用来扑灭木材、棉布等引起的火灾。 ② 干粉灭火器。灭火原理:用压缩的CO2吹出干粉(NaHCO3), NaHCO3遇热分解
产生CO2和水。可用来扑灭一般火灾及油、气等燃烧引起的火灾
③ 液态二氧化碳灭火器。 使用方法:手先握在钢筒上的木柄,然后打开螺帽;
可用来扑灭图书、档案、贵重设备、紧密仪器等处的火灾。
4、 燃烧、爆炸、缓慢氧化、自燃的比较 5、 燃料的完全燃烧与不完全燃烧
① 一定量的燃料燃烧需要一定量的氧气,含碳燃料在氧气充足时,能完全燃烧,
生成二氧化碳;在氧气不充足时,不能完全燃烧,生成一氧化碳。 ② 燃料不完全燃烧的后果:浪费燃料 产生有毒气体(CO等)污染环境
^`
③ 促进完全燃烧的方法:增大燃料与空气接触面积;供给足够量的氧气。
例题
[例1] 通常使可燃物燃烧的条件是 ( )
(1)可燃物跟氧气(或空气)接触 (2)将可燃物加热 (3)使可燃物跟气体接触 (4)达到可燃物的着火点 (A)(1)和(2) (B)(3)和(4) (C)(2)和(4) (D)(1)和(4)
[例2] 关于燃烧,下列说法正确的是 (A)可燃物燃烧时,一定有发光、发热的现象 (B)都是有氧气参与的反应
(C)可燃物燃烧时一定有火焰产生 (D)在纯氧中任何物质都可以燃烧
[例3] 点燃的火柴竖直向上,火柴梗不易继续燃烧,其原因主要是 (A)火柴梗温度达不到着火点 (B)火柴梗着火点较高 (C)火柴梗潮湿不易燃烧 (D)火柴梗接触氧气较少
[例4] 点燃下列混合气体,有可能发生爆炸的是 (A)汽油蒸气和氮气 (B)氢气和乙醚蒸气 (C)酒精蒸气和空气 (D)二氧化碳和天然气
[例5] 下列关于燃烧的叙述,正确的是 (A)有发热发光现象的变化一定是燃烧
(B)可燃物燃烧时一定有发光、发热的现象 (C)可燃物燃烧时一定有火焰
(D)在纯氧中能燃烧的物质在空气中也一定能燃烧
[例6] 下列措施中,符合易燃易爆物的安全要求是 ( A)为了安全,存放易燃物的仓库要尽可能封闭,不让风吹进来 (B)为了节约运费,把酒精和鞭炮等物品同时装地一辆货车上运送 (C)只要不影响工作,面粉加工厂的工人可以在车间内吸烟
(D)生产酒精的车间里,所有的照明设备均采用隔离和封闭装置
[例7] 下列说法正确的是 (A)可燃物的温度达到着火点时,就能燃烧 (B)凡有发光、发热现象产生的都是燃烧
(C)不是所有的物质与氧气接触,且提供足够的热量都会燃烧 (D)物质跟氧气发生的反应都能产生燃烧现象
[例8] 用扇子一扇,燃着的蜡烛立即熄灭,其原因是 (A)供给的氧气减少 (B)供给的空气增加
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( ) ^`
(C)使蜡烛的着火点降低 (D)温度低于蜡烛的着火点
[例9] 小明用如图所示装置探究可燃物燃烧的条件,他发现热水中的白磷熔化成一白色小
液滴。不久,铜片上的白磷开始燃烧,而红磷及水中的白磷都不燃烧,请回答:
(1)可燃物燃烧需要同时满足的条件是_________________________________________; (2)白磷具有的物理性质是___________________________________________________; (3)实验完毕,小明将烧杯中的热水慢慢倒出,水快倒完时,小明发现白磷刚露出水面
就剧烈燃烧起来,请解释该现象___________________________________________;
(4)通常保存少量白磷的方法是___________________________。
[例10] 某同学对蜡烛(主要成分是石蜡)及其燃烧进行了如下探究。请填写下列空格
(1)取一支蜡烛,用小刀切下一小块,把它放人水中,蜡烛浮在水面上。 结论:石蜡的密度比水 。
(2)点燃蜡烛,观察到蜡烛火焰分为外焰、内焰、 焰心三层。把一根火柴梗放在蜡烛的火焰中(如右 图)约1s后取出可以看到火柴梗的 处最先碳 化。
结论:蜡烛火焰的 层温度最高。
(3)再将一只干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方,烧杯内
壁出现水雾。取下烧杯,迅速向烧杯内倒人少量澄清的石灰水,振荡,澄清石灰水变浑浊。结论:石蜡中一定含 、 元素。
第二节 碳
1、同素异形现象与同素异形体
金刚石、石墨和C60 都是由碳元素组成的几种单质,这种现象叫做同素异形体。常见
的还有 红磷与白磷、氧气和臭氧。(活性炭是混合物)
2、金刚石与石墨性质与作用的比较 物理性质 原子排列结构 用途 金刚石 自然界最硬的矿物之一;晶莹剔透,不易导电导热 立体网状 切割玻璃,做钻探机的钻头,做装饰品 石墨 深灰色的细鳞片状固体;软而滑;可导电,易传热。 片层结构 铅笔芯,润滑剂,电极等 ^`
化学性质 相似,因为都是由碳原子构成 3、无定形碳 定义:木炭、活性炭、焦炭、炭黑等由碳元素形成的无固定几何形状的单质。
木炭和活性炭具有疏松多孔的结构,因此具有吸附能力,可吸附气体或溶液里的色素。
活性炭常用于防毒面具以及制糖工业里脱色。
4、单质碳的化学性质
(1)稳定性 常温下化学性质不活泼。
(2)可燃性 ①C+O2 →点燃 CO2 (空气足量)
②2C+O2 →点燃 2CO(空气不足量)
(3)还原性 单质碳在高温下,能与某些氧化物反应。反应为吸热反应,需要大
量的热。因此条件为高温。
①2CuO+C →高温2Cu+ 2CO2↑
在木炭还原氧化铜实验中,注意试管口略向下倾斜,木炭粉应过量,防止已经还原的铜被氧气重新氧化;在实验结束后先撤导管,后撤酒精灯,防止石灰水回流 ②3C+2Fe2O3→高温4Fe+3CO2↑
③C+ CO2 →高温2CO
5、氧化反应与还原反应。
物质与氧发生的反应叫氧化反应;含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。在反应中,能供给氧的物质叫氧化剂,它具有氧化性;得到氧的物质叫还原剂,它具有还原性。 氧化反应与还原反应存在于同一个反应中。
6、 性质 物理性质 二氧化碳 一氧化碳 无色、无味的气体;密度大于空气;能溶于水;无色无味的气体;密度略小于固态二氧化碳叫“干冰”;干冰能升华 空气;难溶于水 既不可燃也不助燃,不能供给呼吸 与水反应 CO2+H2O→ H2CO3 在CO2溶于水时,只有1%跟水发生化学反应;可使紫色石蕊溶液变红,碳酸不稳定易分解。 化学性质 与碱溶液反应CO2+Ca(OH)2→CaCO3 ↓+H2O 当二氧化碳过量时,沉淀又会消失 CaCO3+ H2O+ CO2→Ca(HCO3)2 具有氧化性 C+ CO2 →高温2CO 无毒,单页不能供给呼吸,当其在空气中含量过高时还可能使人昏迷甚至死亡 用途 ①灭火;干冰可作制冷剂;②参与光合作用,可用作气体肥料③用作化工原料④能溶于水制汽水 可燃性 2CO+O2 →点燃2CO2 不能与水反应 不能与碱反应 具有还原性 CO+CuO →△ Cu + CO2 3CO+ Fe2O3→高温2 Fe+3CO2 有毒,与人体血液中的血红蛋白结合而使人窒息死亡 燃料,冶炼金属 ^`
对环境影响 温室效应 7、石灰石、钟乳石(主要成分是CaCO3) 物理性质:CaCO3是白色难溶于水固体。 化学性质: 可溶于酸 CaCO3+2HCl → CaCl2+ CO2↑+ H2O 实验室制取CO2原理 高温分解 CaCO3 →高温CaO + CO2↑ 工业制取CO2原理 CaO+ H2O → Ca(OH) 2
Ca(OH) 2 + CO2 → CaCO3 ↓+H2O
与二氧化碳和水反应 CaCO3+ H2O+ CO2 → Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 →△ CaCO3↓+ H2O+ CO2↑ 钟乳石的形成原理 例题
[例1] 区别CO、CO2、O2 三种气体,应采用的方法是 ( )
A、将气体分别通入水中 B、将气体分别通入澄清石灰水中 C、将气体分别通入紫色石蕊试液
D、将燃着的木条分别伸入到三个盛气体的集气瓶中
[例2] 在新刷石灰浆的房间里往往放一个燃烧的炭盆,这样做的主要目的是 ( )
A.烘干墙壁 B.使房间保温
C.消耗房间内的O2,防止墙皮氧化脱落 D.提供CO2,促进墙壁变白变硬
[例3] 下列关于二氧化碳的叙述中,错误的是 ( )
A.自然界中二氧化碳处于循环状态 B.二氧化碳可用于生产碳酸饮料 C.干冰可用于储藏食物和人工降雨 D.可用氢氧化钠溶液检验二氧化碳
[例4] “转变传统观念,推行低碳生活”的主题旨在倡导节约能源和利用清洁能源,减
少温室气体二氧化碳的排放。下列措施①少用煤作燃料;②减少使用私家车次数、多乘公交车或骑自行车;③废旧电池回收再利用;④开发新能源,如太阳能;⑤焚烧废旧塑料可解决“白色污染”中符合该主题的有效措施是 ( ) A.①②④ B.①②③⑤ C.①③④ D.①②③④
[例5] 常温下块状大理石投入足量稀硫酸中,刚开始能产生气体,但很快就停止产生。
而将大理石粉末逐步加人足量稀硫酸中却能持续产生气体。由此得出的结论或推理正确的是 ( )
A. 物质间是否发生化学反应,只和反应的条件有关 B.反应物之间必须直接接触才会发生化学反应 C.块状大理石与粉末状大理石的化学性质不同 D.硫酸钡粉末也可和盐酸发生化学反应而溶解