内容正文:
第七单元 燃料及其应用
【学习目标】
重点:
1. 物质燃烧的条件。
2. 灭火的原理和方法。
3. 化石燃料的形成过程及其不可再生性。
4. 化石燃料的特点及用途。
5. 化学反应中的能量变化。
6. 化石燃料的利用及其燃料燃烧对环境的影响。
7. 使用和开发新能源。
难点:
1. 物质燃烧的条件。
2. 灭火的原理和方法。
3. 化学反应中能量变化。
4. 燃料燃烧对环境的影响。
(
(1)
白磷
白磷
红磷
热水
①
②
③
)第一节 燃烧和灭火
1. (
白磷
热水
氧气
(2)
)燃烧
a) 定义:通常的燃烧是指可燃物跟氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
b) 探究燃烧的条件(本实验要在通风橱或抽风设备下进行):
【实验操作】a. 如右图(1),在500 mL的烧杯中注入400 mL热水,并放入用硬纸圈圈住的一小块白磷。在烧杯上盖一片薄铜片,铜片上一端放一小堆干燥的红磷,另一端放一小块已用滤纸吸去表面上水的白磷,观察现象。
b. 如右图(2),用导管对准上述烧杯中的白磷,通入少量氧气(或空气),观察现象。
【实验现象】a. 铜片上的白磷燃烧,铜片上的红磷和水中的白磷没有燃烧。
b. 白磷在水下燃烧。
【实验分析】如右图(1)。
①与②对比,说明:物质是否发生燃烧与可燃物燃烧所需要的温度有关。
①与③对比,说明:物质是否发生燃烧与是否与氧气(空气)接触有关。
③与图(2)对比,再次说明:燃烧必须有氧气(空气)。
【实验结论】燃烧的条件:可燃物、与氧气(或空气)接触、温度达到着火点
c) 通风橱是一种不完善的尾气处理装置,若改进上述实验,可将红磷和白磷装入密闭的容器内(还要套一个气球),这样便于进行尾气处理。
d) 燃烧的条件:① 可燃物;② 与氧气(或空气)接触;③ 温度达到着火点。
【注意事项】① 着火点不是固定不变的。对固体燃料来说,着火点的高低跟表面积的大小、颗粒可惜的粗细、导热系数的大小等都有关系。
② 并非所有的燃烧都需要氧气,如氢气在氯气中燃烧生成氯化氢。
③ 只有三个条件全部满足,燃烧才能发生。
e) 自燃:由缓慢氧化引起的自发燃烧。
2. 灭火
a) 灭火的原理:
① 清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离;
② 隔绝氧气(空气);
③ 降低可燃物的温度,使其降低到着火点以下。
【注意事项】
① 着火点是可燃物着火燃烧时所需的最低温度,是物质的一种性质,不随外界条件的变化而变化。
② 在燃烧的三个条件中,只需破坏一个条件就可以使燃烧停止。
b) 灭火器
i. 泡沫灭火器的反应原理:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
ii. 干粉灭火器的反应原理:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
iii. 二氧化碳灭火器内盛装的是液态二氧化碳,使用时不会留下任何痕迹。
3. 爆炸
a) 定义:可燃物在有限的空间内急剧地燃烧,就会在短时间内聚积大量的热,使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸。
i. 爆炸还包括物理爆炸,它们是物理变化。
ii. 除了可燃性气体能发生爆炸外,可燃性粉尘如面粉、煤粉等也能发生爆炸。
b) (
鼓气
)粉尘爆炸实验
【实验操作】取一空金属罐和小塑料瓶,剪去金属罐和小塑料瓶的上部,并在金属罐和小塑料瓶的底侧各打一个比橡皮管外径略小的小孔。像右图那样连接好装置,在小塑料瓶中放入干燥的面粉,点燃蜡烛,用塑料盖盖住罐。从橡皮管一端快速鼓入大量的空气,使面粉充满罐,观察现象并分析原因。
【实验现象】“砰”地一声响,伴随一团火光产生;放热;塑料盖被掀起。
【实验分析】面粉被吹起后与空气充分接触,又被蜡烛点燃。在有限的空间内发生急剧燃烧并放出大量热,产生的气浪将塑料盖掀起,说明可燃性的粉尘在有限的空间内急剧燃烧能发生爆炸。
【注意事项】
① 面粉应该是干燥的;
② 气囊的作用:使面粉与空气充分混合。
③ 鼓气球与金属罐之间的连接管可稍长一些,人距离该装置远一些,以防危险。
c) 油库、面粉加工厂、纺织厂和煤矿的矿井内等地方必须做的安全措施:通风、严禁烟火。
第二节 燃料和热量
1. 三大化石燃料:煤、石油、天然气(均为混合物,并且均为不可再生能源)
a) 煤——“工业的粮食”
i. 煤中主要含碳元素。
ii. 煤燃烧排放的污染物:SO2、NO2、CO、烟尘等。(SO2、NO2可导致酸雨)
iii. 为了使煤得到综合利用,可以将煤干馏,即隔绝空气加强热,使煤分解为焦炭、煤焦油、煤气等有用的物质。(干馏是化学变化)
b) 石油——“工业的血液”
i. 石油中主要含碳、氢元素。
ii. 汽车尾气中的污染物:CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘。
iii. 利用石油中各成分的沸点不同,可以将石油分馏,使石油中各成分分离。(分馏是物理变化)
iv. 由石油炼制