第六单元 控制燃烧（知识清单）化学鲁教版2024九年级上册

第六单元 控制燃烧 01 思维导图 02 考点速记 第一节 燃烧与灭火 一、 燃烧的条件 1．实验探究燃烧的条件 步骤 已知：白磷着火点为40oC ；红磷着火点为240oC。 （1）在 500 mL 烧杯中加入 300 mL 80℃左右的热水，在水底放入一小块白磷。然后在烧杯上盖一片薄铜片，铜片上一侧放少量的红磷，另一侧放一小块已用吸水纸吸过水的白磷，分别用倒置的小烧杯罩住，观察现象 （2）在烧杯中的白磷上方通入氧气，观察现象 图示 现象 铜片上的白磷燃烧，产生大量白烟 铜片上的红磷不燃烧 水中的白磷不燃烧 通氧气后，热水中的白磷在水下燃烧 结论 铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，说明燃烧需要温度达到着火点 铜片上的白磷燃烧，热水中的白磷不燃烧，说明燃烧需要与氧气（或空气）接触 热水中的白磷通氧气前不燃烧，通氧气后燃烧，说明燃烧需要与氧气（或空气）接触 分析 说明 铜片的作用：导热、放置药品； 热水的作用：①使水中白磷与空气隔绝，②为薄铜片上的药品提供热量； 红磷和白磷燃烧都会产生能污染空气的白色粉状固体五氧化二磷，实验过程中要注意通风，也可在密闭容器中进行。 【易错提醒】 （1）该实验中有三组对比实验 A．铜片上的白磷与红磷对比：白磷燃烧而红磷不燃烧，说明了燃烧需要温度达到着火点； B．铜片上的白磷与水中的白磷对比：铜片上的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧，说明了燃烧需要氧气； C．热水中的白磷通氧气前后对比：通氧气前不燃烧，通氧气后燃烧，说明燃烧需要与氧气（或空气）接触。 （2）使用白磷时应注意：白磷的着火点低，应贮存在装有水的试剂瓶中。 2．控制变量法 科学实验中，如果发现某个事物或问题有多个影响因素（即多个变量），常采用控制变量的方法，把对多因素的研究分解成对多个单一因素的研究。即每次实验只改变其中一个因素（称为自变量），而控制其他因素始终保持不变，从而可知被改变的这个因素对该事物（称为因变量）的影响，然后综合分析所有实验结果，得出最终结论。 3．燃烧的条件 （1）物质本身是可燃的（可燃物）； （2）可燃物与充足的氧气接触； （3）达到可燃物燃烧所需的最低温度（着火点）。 三者缺一不可。 4．燃烧 （1）燃烧：通常情况下，可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。 （2）着火点：可燃物燃烧所需要的最低温度。着火点是物质的性质，一般不改变。 （3）燃烧与缓慢氧化的比较： 相同点：都是氧化反应、都放热； 不同点：燃烧发光、反应剧烈；缓慢氧化不发光、反应很慢。 【易错提醒】 （1）发光放热的反应不一定是燃烧，如灯泡发光。 （2）广义的燃烧指的是伴有发光发热的剧烈的化学反应，不一定需要氧气；如：H2在Cl2中的燃烧，化学方程式：H2 + Cl2 2HCl。 二、认识灭火的原理 方法 典例 灭火的原理 燃烧的条件决定着灭火原理，只要破坏燃烧的任何一个条件，就可以达到灭火的目的 灭火的方法 （1）清除可燃物 熄灭燃气灶，关闭阀门； 森林着火砍掉树木，开辟隔离带； （2）隔绝氧气（或空气） 油锅着火盖锅盖；酒精在桌面上燃烧，用湿抹布扑盖； 灯帽盖灭酒精灯等； （3）降温到着火点以下。 消防员用水灭火；油罐着火，喷淋降温； 油锅着火，放青菜；吹灭蜡烛等 【易错提醒】 （1）室内起火，如果打开门窗，会增加空气的流通，增加氧气的浓度，反应剧烈，燃烧更旺。 （2）炉火越扇越旺是因为：空气流动虽然降低了温度，但没有降至着火点以下，反而增加了空气的流通，所以越扇越旺。蜡烛火焰一扇就灭是因为：虽然增加了空气的流通，但温度却降低至着火点以下，所以一扇就灭。 （3）电器着火，先应切断电源，再灭火，防止触电。 （4）如图所示，分别点燃两根火柴，将其中一根火柴头竖直向上，另一根火柴头略斜向下。火柴在哪种情况下更容易持续燃烧。为什么？ 火柴头略斜向下时更容易持续燃烧‌。这是因为当火柴头略斜向下时，燃烧产生的热量能够给火柴梗预热，使其更容易达到着火点，从而持续燃烧‌ 三、 促进燃烧的方法 1．燃料的充分燃烧 （1）影响燃烧现象剧烈程度的因素：①可燃物的性质；②氧气的浓度；③与氧气的接触面积。 氧气的浓度越大，燃烧就越剧烈；可燃物与氧气接触面积越大，燃烧就越剧烈。 （2）使燃料充分燃烧要考虑两点： ①燃烧时要有足够的氧气（空气）； ②燃料与空气要有足够大的接触面。 （3）燃料不充分燃烧的缺点：产生的热量少，浪费资源，生成CO等污染空气的物质。 【思考与讨论】 燃气灶做饭时，火焰呈黄色或橙色，锅底有黑色固体出现的原因：氧气不足，燃烧不充分。此时应该采取的措施：将炉具的进风口“调大”，增大空气的进气量。 【名师拓展】 将煤块粉碎变成煤粉，增大与空气的接触面积，燃烧更旺； 烧烤时，向烤炉扇风，增大与空气的接触面积，炭火会燃烧更旺。 篝火晚会时，木材架空，增大氧气的量，篝火燃烧更旺。 2．碳单质的可燃性 （1）常用燃料的主要组成元素是碳。在氧气供给充足时，燃料中的碳充分燃烧，生成二氧化碳。若氧气供给不足，碳燃烧不充分，生成一氧化碳。 化学方程式： C + O2（充足）点燃 CO2 2C + O2（不充足）点燃 2CO 此外，在高温下，炽热的木炭也可使二氧化碳转变成一氧化碳。 化学方程式：C + CO22CO （2）一氧化碳是无色无味的气体，它的存在不容易被觉察。当一氧化碳随呼吸进入人体血液后，便与血液中的血红蛋白结合，使血液失去了输送氧气的能力，导致一氧化碳中毒。人吸入少量的一氧化碳就会头痛，吸入较多量时，就可能导致死亡。煤炉、煤气灶及燃气热水器中的燃料不充分燃烧时会产生一氧化碳气体，使用时一定要保持良好的通风和有效的排气，确保安全。 四、爆炸是如何发生的 1．氢气的燃烧与爆炸 将一个塑料瓶的瓶底剪下，在瓶塞处插入一根带有止水夹的尖嘴玻璃管。用排水法集满纯净的氢气后，将塑料瓶移出水面，固定在铁架台上。打开止水夹，在尖嘴处点燃氢气。观察现象。 思考：为什么刚开始时氢气能够在导管的尖嘴处安静地燃烧，而片刻后却发生爆炸了呢？ 当氢气刚开始燃烧时，只有少量氢气在玻璃管口跟氧气接触发生反应，产生的热量不多，很快就散失到空气中。随着燃烧的进行，空气从瓶底涌入，在瓶子中与氢气相互混合后，大量氢气分子和氧气分子同时接触，反应瞬间释放出大量的热，使气体体积在有限的空间里急剧膨胀，就发生了爆炸。 2.可燃物在有限空间内急剧燃烧，在短时间内积聚大量的热，使气体迅速膨胀而引起爆炸。 （1）是化学变化的爆炸：烟花爆竹、火药、汽油、油罐等爆炸 （2）是物理变化的爆炸：车胎、气球、高压锅、锅炉等爆炸 3.可燃气体的爆炸极限 （1）概念：可燃气体与空气形成混合气体，遇明火发生爆炸的浓度范围（即可燃气体占混合气体的体积分数范围），称为该可燃气体的爆炸极限。可燃气体的浓度低到不能发生爆炸的限度，称为爆炸下限；可燃气体的浓度高到不能发生爆炸的限度，称为爆炸上限。 （2）可燃性气体或粉尘与空气或氧气混合，遇到明火可能会发生爆炸；所以可燃性气体在点燃或加热前都要验纯，以防止发生爆炸。 （3）常见可燃性气体：氢气、一氧化碳、甲烷、天然气、煤气；可燃性粉尘：面粉、煤粉； 4.防火防爆常识 （1）加油站、油库、纺织厂、面粉加工厂、煤矿的矿井内都有“严禁烟火”的字样或消防安全标志。 （2）燃气泄漏需要立即关闭阀门并打开窗户通风。杜绝一切可能引起火星或火花的操作。 （3）在生产、运输、使用和存放易燃物和易爆物时，必须严格遵守有关规定，绝不允许违章操作。 5．与燃烧和爆炸有关的标志 第二节 化石燃料的利用 一、 化石燃料的燃烧 1．化石燃料 化石燃料是古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的，主要有煤、石油、天然气。化石燃料都是不可再生能源。 2．煤、石油和天然气 煤、汽油、煤油、柴油和液化石油气等燃料中，除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素，它们在燃烧时会转化为二氧化硫和氮的氧化物，释放到大气中，造成环境污染。 天然气的主要成分是甲烷，是一种清洁能源。用压缩天然气（CNG）驱动汽车，能够显著改善汽车尾气带来的污染现象。我国有些农村地区把农作物的秸秆、杂草、人畜粪便等储存在密闭的池子中发酵，可以产生沼气。沼气的主要成分也是甲烷。 世界上多数国家利用的能量（如热能、电能等）主要来自化石燃料的燃烧。例如在我国，很大一部分电能是由煤燃烧产生的热能转化而来的。 3．选择合适的燃料 不同的燃料，成分不尽相同，性质存在差异。没有任何一种燃料是最理想的。煤炭价廉、易于储存和运输，但难以点燃且燃烧时会产生大量的二氧化硫和烟尘；天然气热值高，燃烧时不会污染环境，但是不易储存和运输……在选择燃料时要综合考虑各方面的因素。 【易错提醒】 （1）用作居民生活燃气的煤气，如果泄漏，不仅遇明火会引起爆炸，还会因含有一氧化碳使人中毒。 （2）将煤隔绝空气加强热，发生的是化学变化。 二、化石燃料的综合利用 1．石油的综合利用 人们把石油称为“工业的血液”。改变石油中的分子，使大分子断裂为小分子，再将小分子按需要组合成大分子，从而把石油转化成塑料、合成橡胶、合成纤维、药物和染料等。 2．煤的综合利用 （1）我国的能源资源现状：“富煤、贫油、少气”。煤炭储量占我国化石能源总储量的90%以上。能源消费结构也以煤为主。煤炭燃烧带来的资源浪费和环境污染非常严重。 （2）煤的综合利用主要有煤的焦化、液化和气化，其产物是化肥、农药、合成材料及冶金等领域的重要原料。 3．未来燃料发展的重要方向 清洁化、低碳化是未来燃料发展的重要方向。一方面大力研发化石燃料的高效清洁利用技术，另一方面积极探索其他可再生的替代能源，尤其是污染性小的绿色能源，如氢能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等，以保持人类社会与自然的和谐可持续发展。 三、碳单质 1．碳单质的物理性质和用途 碳单质 金刚石 石墨 C60 化学式 C C C60 构成微粒 由碳原子构成 由碳原子构成 由C60分子构成 结构 物理性质 无色透明的的固体。天然存在的最硬的物质。 特殊条件下制备的金刚石薄膜透光性好、硬度大；导热性好。 灰黑色的有金属光泽的固体；很软，有滑腻感；熔点高，有良好的导电性。 有特殊的物理性质 用途 制装饰品(钻石)；制钻头、切割大理石、裁玻璃； 金刚石薄膜用作光学窗口和透镜的涂层；用于集成电路基板散热。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 用于超导、催化、材料科学等领域 物理性质不同的原因 金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因： 原子的排列方式不同 【易错提醒】 1．C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。 2．同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等） 3．同种元素组成的纯净物才是单质。 4．石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。 2．其它碳单质 （1）焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。 木炭、活性炭有疏松多孔的结构，因此有吸附性，活性炭的吸附作用比木炭强。 （2）活性炭的应用：可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；水的净化处理；冰箱去味；吸附装修产生的有害气体。 防毒面具 环保活性炭包 冰箱除臭剂 （3）活性炭、木炭的吸附性是物理性质而不是化学性质。 第三节 碳达峰与碳中和 一、了解自然界中的碳循环 碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳元素参与物质循环的主要形式之一。 （1）产生二氧化碳：生物的呼吸作用、生物体被微生物分解、海水中的弱酸分解、化石燃料的燃烧等。 （2）消耗二氧化碳：绿色植物吸收大气中的二氧化碳，通过光合作用产生碳水化合物；江河湖海的水体也会溶解二氧化碳，一部分最终转化为碳酸盐。 （3）二氧化碳的循环对自然界和人类社会的重要意义。 ①二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造有机物和释放氧气。 ②二氧化碳对人类社会也有重要意义。首先，二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造有机物，这将严重影响人类的粮食生产。其次，二氧化碳可以通过化学反应生产出甲醛、乙烯、甲酸、甲醇等化工产品，对工业生产具有重要意义。 （4）造成大气中二氧化碳含量增加的主要原因：大量燃烧化石燃料‌。化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳，随着工业的发展，人类使用的化石燃料大量增加，这是导致大气中二氧化碳含量增加的主要原因。‌ 二、认识二氧化碳 1．二氧化碳的物理性质 无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，在高压低温下可得固体——干冰。 【易错提醒】二氧化碳能溶于水，通常状况下，1体积的水能溶解约1体积的二氧化碳，增加压强会溶解更多。生产汽水等碳酸饮料就是利用增大压强使之溶解更多二氧化碳。 2．探究二氧化碳物理性质的两个实验 倾倒二氧化碳 溶解性实验 实验装置图 实验操作 向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。 向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡。 实验现象 蜡烛自下而上依次熄灭 塑料瓶变瘪了 实验分析 二氧化碳密度比空气大（物理性质）； 二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧（化学性质）。 原因：二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，大气压将瓶子压瘪。 3．二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。 （2）不能供给呼吸。 （3）与水反应：CO2 + H2O === H2CO3 （4）与澄清石灰水反应： 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊： Ca(OH)2 + CO2 ==== CaCO3 ↓+ H2O 该反应用于检验CO2气体：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则为二氧化碳气体。 （5）与灼热的碳反应： C + CO2高温 2CO（吸热反应） 【点拨】二氧化碳与澄清石灰水反应在生活中的应用： （1）用石灰浆抹墙一段时间后变硬：氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体； （2）在刚抹过石灰浆的室内生一盆炭火，墙壁变得更湿：氢氧化钙吸收二氧化碳生成了水； （3）实验室里久置的石灰水上层和试剂瓶内壁会有一层白膜的原因； （4）用石灰水保存鲜鸡蛋：鸡蛋呼出的二氧化碳与氢氧化钙反应生成的碳酸钙难溶，堵住了鸡蛋上的小孔。 4．二氧化碳的用途 （1）固体二氧化碳（干冰）的用途： ①制冷剂：食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液和疫苗的储存与运输。 ②用于人工增雨：利用干冰升华吸热的原理。 ③制造舞台烟雾效果。 （2）灭火和作保护气：既利用二氧化碳的物理性质（密度比空气大），又利用二氧化碳的化学性质（不能燃烧,也不支持燃烧）。 （3）农业生产中的气体肥料 （4）工业生产中制作碳酸饮料（利用二氧化碳能溶于水）、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。 5．实验室制取二氧化碳 （1）药品：块状石灰石（或大理石）与稀盐酸 （2）化学方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 注意：①不用稀H2SO4的原因：生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在石灰石（或大理石）表面，阻止反应的进行。 ②不用浓盐酸的原因：浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（HCl）气体混入生成的CO2中，使制得的气体不纯。 ③不能用纯的碳酸钙或碳酸钠反应的原因：反应速率太快，不易控制。 【易错提醒】实验室制取二氧化碳的药品只能写“大理石（或石灰石）”和“稀盐酸”，不能写“碳酸钙”或“CaCO3”和“HCl”。因为石灰石和大理石是混合物，不能用化学式表示，它们的主要成分是碳酸钙。纯碳酸钙是粉末状，反应速度太快，来不及收集，也不能使用；“盐酸”是氯化氢气体的水溶液，也是混合物，不能用化学式表示。“HCl”既可以表示盐酸，还可以表示氯化氢气体。 （3）装置：固液不加热型 （4）气体收集方法：向上排空气法（集气瓶口朝上） 实验室制取二氧化碳的两种装置 【易错提醒】（1）用排空气法收集气体时，注意集气瓶口的方向。集气瓶口朝上，表明空气从上方排出，为向上排空气法；集气瓶口朝下，表明空气从下方排出，为向下排空气法； （2）用排空气法收集气体时，玻璃导管应伸到集气瓶底部，便于排尽空气。 （5）实验步骤： ①连接仪器 ②检查装置气密性 ③装化学试剂（先装固体试剂后装液体试剂） ④收集气体 （6）检验方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，若变浑浊，则气体是二氧化碳。 验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已集满二氧化碳。 三、实现“双碳目标”的路径 1．碳循环的严重失衡 当大量排放的二氧化碳在短期内无法被吸收时，就造成了碳循环的严重失衡，导致大气温室效应加剧，引发全球气候变化。 2．碳达峰与碳中和 碳排放的最高点即碳峰值被称为碳达峰；达峰之后，人为碳排放与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为碳吸收达到平衡，即为碳中和。 3．中国“双碳”目标 2020年9月，我国在联合国大会上承诺：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。 4．实现“双碳”目标的思路 一方面要从源头上减少化石燃料的利用，控制二氧化碳的产生，从而减少二氧化碳的排放，比如开发能替代化石燃料的绿色能源等。另一方面，对于不得不排放的二氧化碳就要加大力度促进二氧化碳的吸收和转化。比如通过植树造林提高植物的光合作用，通过人工方法对二氧化碳进行捕集、利用与封存（包括海洋封存、陆地封存、矿石碳化、地质利用、化工利用、生物利用等）。依据二氧化碳的性质可以寻求降低大气中二氧化碳含量的方法，重塑碳循环的健康模式。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第六单元 控制燃烧 01 思维导图 02 考点速记 第一节 燃烧与灭火 一、 燃烧的条件 1．实验探究燃烧的条件 步骤 已知：白磷着火点为40oC ；红磷着火点为240oC。 （1）在 500 mL 烧杯中加入 300 mL 80℃左右的热水，在水底放入一小块白磷。然后在烧杯上盖一片薄铜片，铜片上一侧放少量的红磷，另一侧放一小块已用吸水纸吸过水的白磷，分别用倒置的小烧杯罩住，观察现象 （2）在烧杯中的白磷上方通入氧气，观察现象 图示 现象 铜片上的白磷燃烧，产生大量白烟 铜片上的红磷不燃烧 水中的白磷不燃烧 通氧气后，热水中的白磷在水下燃烧 结论 铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，说明燃烧需要温度达到着火点 铜片上的白磷燃烧，热水中的白磷不燃烧，说明燃烧需要与氧气（或空气）接触 热水中的白磷通氧气前不燃烧，通氧气后燃烧，说明燃烧需要与氧气（或空气）接触 分析 说明 铜片的作用：导热、放置药品； 热水的作用：①使水中白磷与空气隔绝，②为薄铜片上的药品提供热量； 红磷和白磷燃烧都会产生能污染空气的白色粉状固体五氧化二磷，实验过程中要注意通风，也可在密闭容器中进行。 【易错提醒】 （1）该实验中有三组对比实验 A．铜片上的白磷与红磷对比：白磷燃烧而红磷不燃烧，说明了燃烧需要温度达到着火点； B．铜片上的白磷与水中的白磷对比：铜片上的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧，说明了燃烧需要氧气； C．热水中的白磷通氧气前后对比：通氧气前不燃烧，通氧气后燃烧，说明燃烧需要与氧气（或空气）接触。 （2）使用白磷时应注意：白磷的着火点低，应贮存在装有水的试剂瓶中。 2．控制变量法 科学实验中，如果发现某个事物或问题有多个影响因素（即多个变量），常采用控制变量的方法，把对多因素的研究分解成对多个单一因素的研究。即每次实验只改变其中一个因素（称为自变量），而控制其他因素始终保持不变，从而可知被改变的这个因素对该事物（称为因变量）的影响，然后综合分析所有实验结果，得出最终结论。 3．燃烧的条件 （1）物质本身是可燃的（可燃物）； （2）可燃物与充足的氧气接触； （3）达到可燃物燃烧所需的最低温度（着火点）。 三者缺一不可。 4．燃烧 （1）燃烧：通常情况下，可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。 （2）着火点：可燃物燃烧所需要的最低温度。着火点是物质的性质，一般不改变。 （3）燃烧与缓慢氧化的比较： 相同点：都是氧化反应、都放热； 不同点：燃烧发光、反应剧烈；缓慢氧化不发光、反应很慢。 【易错提醒】 （1）发光放热的反应不一定是燃烧，如灯泡发光。 （2）广义的燃烧指的是伴有发光发热的剧烈的化学反应，不一定需要氧气；如：H2在Cl2中的燃烧，化学方程式：H2 + Cl2 2HCl。 二、认识灭火的原理 方法 典例 灭火的原理 燃烧的条件决定着灭火原理，只要破坏燃烧的任何一个条件，就可以达到灭火的目的 灭火的方法 （1）清除可燃物 熄灭燃气灶，关闭阀门； 森林着火砍掉树木，开辟隔离带； （2）隔绝氧气（或空气） 油锅着火盖锅盖；酒精在桌面上燃烧，用湿抹布扑盖； 灯帽盖灭酒精灯等； （3）降温到着火点以下。 消防员用水灭火；油罐着火，喷淋降温； 油锅着火，放青菜；吹灭蜡烛等 【易错提醒】 （1）室内起火，如果打开门窗，会增加空气的流通，增加氧气的浓度，反应剧烈，燃烧更旺。 （2）炉火越扇越旺是因为：空气流动虽然降低了温度，但没有降至着火点以下，反而增加了空气的流通，所以越扇越旺。蜡烛火焰一扇就灭是因为：虽然增加了空气的流通，但温度却降低至着火点以下，所以一扇就灭。 （3）电器着火，先应切断电源，再灭火，防止触电。 （4）如图所示，分别点燃两根火柴，将其中一根火柴头竖直向上，另一根火柴头略斜向下。火柴在哪种情况下更容易持续燃烧。为什么？ 火柴头略斜向下时更容易持续燃烧‌。这是因为当火柴头略斜向下时，燃烧产生的热量能够给火柴梗预热，使其更容易达到着火点，从而持续燃烧‌ 三、 促进燃烧的方法 1．燃料的充分燃烧 （1）影响燃烧现象剧烈程度的因素：①可燃物的性质；②氧气的浓度；③与氧气的接触面积。 氧气的浓度越大，燃烧就越剧烈；可燃物与氧气接触面积越大，燃烧就越剧烈。 （2）使燃料充分燃烧要考虑两点： ①燃烧时要有足够的氧气（空气）； ②燃料与空气要有足够大的接触面。 （3）燃料不充分燃烧的缺点：产生的热量少，浪费资源，生成CO等污染空气的物质。 【思考与讨论】 燃气灶做饭时，火焰呈黄色或橙色，锅底有黑色固体出现的原因：氧气不足，燃烧不充分。此时应该采取的措施：将炉具的进风口“调大”，增大空气的进气量。 【名师拓展】 将煤块粉碎变成煤粉，增大与空气的接触面积，燃烧更旺； 烧烤时，向烤炉扇风，增大与空气的接触面积，炭火会燃烧更旺。 篝火晚会时，木材架空，增大氧气的量，篝火燃烧更旺。 2．碳单质的可燃性 （1）常用燃料的主要组成元素是碳。在氧气供给充足时，燃料中的碳充分燃烧，生成二氧化碳。若氧气供给不足，碳燃烧不充分，生成一氧化碳。 化学方程式： C + O2（充足）点燃 CO2 2C + O2（不充足）点燃 2CO 此外，在高温下，炽热的木炭也可使二氧化碳转变成一氧化碳。 化学方程式：C + CO22CO （2）一氧化碳是无色无味的气体，它的存在不容易被觉察。当一氧化碳随呼吸进入人体血液后，便与血液中的血红蛋白结合，使血液失去了输送氧气的能力，导致一氧化碳中毒。人吸入少量的一氧化碳就会头痛，吸入较多量时，就可能导致死亡。煤炉、煤气灶及燃气热水器中的燃料不充分燃烧时会产生一氧化碳气体，使用时一定要保持良好的通风和有效的排气，确保安全。 四、爆炸是如何发生的 1．氢气的燃烧与爆炸 将一个塑料瓶的瓶底剪下，在瓶塞处插入一根带有止水夹的尖嘴玻璃管。用排水法集满纯净的氢气后，将塑料瓶移出水面，固定在铁架台上。打开止水夹，在尖嘴处点燃氢气。观察现象。 思考：为什么刚开始时氢气能够在导管的尖嘴处安静地燃烧，而片刻后却发生爆炸了呢？ 当氢气刚开始燃烧时，只有少量氢气在玻璃管口跟氧气接触发生反应，产生的热量不多，很快就散失到空气中。随着燃烧的进行，空气从瓶底涌入，在瓶子中与氢气相互混合后，大量氢气分子和氧气分子同时接触，反应瞬间释放出大量的热，使气体体积在有限的空间里急剧膨胀，就发生了爆炸。 2.可燃物在有限空间内急剧燃烧，在短时间内积聚大量的热，使气体迅速膨胀而引起爆炸。 （1）是化学变化的爆炸：烟花爆竹、火药、汽油、油罐等爆炸 （2）是物理变化的爆炸：车胎、气球、高压锅、锅炉等爆炸 3.可燃气体的爆炸极限 （1）概念：可燃气体与空气形成混合气体，遇明火发生爆炸的浓度范围（即可燃气体占混合气体的体积分数范围），称为该可燃气体的爆炸极限。可燃气体的浓度低到不能发生爆炸的限度，称为爆炸下限；可燃气体的浓度高到不能发生爆炸的限度，称为爆炸上限。 （2）可燃性气体或粉尘与空气或氧气混合，遇到明火可能会发生爆炸；所以可燃性气体在点燃或加热前都要验纯，以防止发生爆炸。 （3）常见可燃性气体：氢气、一氧化碳、甲烷、天然气、煤气；可燃性粉尘：面粉、煤粉； 4.防火防爆常识 （1）加油站、油库、纺织厂、面粉加工厂、煤矿的矿井内都有“严禁烟火”的字样或消防安全标志。 （2）燃气泄漏需要立即关闭阀门并打开窗户通风。杜绝一切可能引起火星或火花的操作。 （3）在生产、运输、使用和存放易燃物和易爆物时，必须严格遵守有关规定，绝不允许违章操作。 5．与燃烧和爆炸有关的标志 第二节 化石燃料的利用 一、 化石燃料的燃烧 1．化石燃料 化石燃料是古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的，主要有煤、石油、天然气。化石燃料都是不可再生能源。 2．煤、石油和天然气 煤、汽油、煤油、柴油和液化石油气等燃料中，除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素，它们在燃烧时会转化为二氧化硫和氮的氧化物，释放到大气中，造成环境污染。 天然气的主要成分是甲烷，是一种清洁能源。用压缩天然气（CNG）驱动汽车，能够显著改善汽车尾气带来的污染现象。我国有些农村地区把农作物的秸秆、杂草、人畜粪便等储存在密闭的池子中发酵，可以产生沼气。沼气的主要成分也是甲烷。 世界上多数国家利用的能量（如热能、电能等）主要来自化石燃料的燃烧。例如在我国，很大一部分电能是由煤燃烧产生的热能转化而来的。 3．选择合适的燃料 不同的燃料，成分不尽相同，性质存在差异。没有任何一种燃料是最理想的。煤炭价廉、易于储存和运输，但难以点燃且燃烧时会产生大量的二氧化硫和烟尘；天然气热值高，燃烧时不会污染环境，但是不易储存和运输……在选择燃料时要综合考虑各方面的因素。 【易错提醒】 （1）用作居民生活燃气的煤气，如果泄漏，不仅遇明火会引起爆炸，还会因含有一氧化碳使人中毒。 （2）将煤隔绝空气加强热，发生的是化学变化。 二、化石燃料的综合利用 1．石油的综合利用 人们把石油称为“工业的血液”。改变石油中的分子，使大分子断裂为小分子，再将小分子按需要组合成大分子，从而把石油转化成塑料、合成橡胶、合成纤维、药物和染料等。 2．煤的综合利用 （1）我国的能源资源现状：“富煤、贫油、少气”。煤炭储量占我国化石能源总储量的90%以上。能源消费结构也以煤为主。煤炭燃烧带来的资源浪费和环境污染非常严重。 （2）煤的综合利用主要有煤的焦化、液化和气化，其产物是化肥、农药、合成材料及冶金等领域的重要原料。 3．未来燃料发展的重要方向 清洁化、低碳化是未来燃料发展的重要方向。一方面大力研发化石燃料的高效清洁利用技术，另一方面积极探索其他可再生的替代能源，尤其是污染性小的绿色能源，如氢能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等，以保持人类社会与自然的和谐可持续发展。 三、碳单质 1．碳单质的物理性质和用途 碳单质 金刚石 石墨 C60 化学式 C C C60 构成微粒 由碳原子构成 由碳原子构成 由C60分子构成 结构 物理性质 无色透明的的固体。天然存在的最硬的物质。 特殊条件下制备的金刚石薄膜透光性好、硬度大；导热性好。 灰黑色的有金属光泽的固体；很软，有滑腻感；熔点高，有良好的导电性。 有特殊的物理性质 用途 制装饰品(钻石)；制钻头、切割大理石、裁玻璃； 金刚石薄膜用作光学窗口和透镜的涂层；用于集成电路基板散热。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 用于超导、催化、材料科学等领域 物理性质不同的原因 金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因： 原子的排列方式不同 【易错提醒】 1．C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。 2．同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等） 3．同种元素组成的纯净物才是单质。 4．石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。 2．其它碳单质 （1）焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。 木炭、活性炭有疏松多孔的结构，因此有吸附性，活性炭的吸附作用比木炭强。 （2）活性炭的应用：可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；水的净化处理；冰箱去味；吸附装修产生的有害气体。 防毒面具 环保活性炭包 冰箱除臭剂 （3）活性炭、木炭的吸附性是物理性质而不是化学性质。 第三节 碳达峰与碳中和 一、了解自然界中的碳循环 碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳元素参与物质循环的主要形式之一。 （1）产生二氧化碳：生物的呼吸作用、生物体被微生物分解、海水中的弱酸分解、化石燃料的燃烧等。 （2）消耗二氧化碳：绿色植物吸收大气中的二氧化碳，通过光合作用产生碳水化合物；江河湖海的水体也会溶解二氧化碳，一部分最终转化为碳酸盐。 （3）二氧化碳的循环对自然界和人类社会的重要意义。 ①二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造有机物和释放氧气。 ②二氧化碳对人类社会也有重要意义。首先，二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造有机物，这将严重影响人类的粮食生产。其次，二氧化碳可以通过化学反应生产出甲醛、乙烯、甲酸、甲醇等化工产品，对工业生产具有重要意义。 （4）造成大气中二氧化碳含量增加的主要原因：大量燃烧化石燃料‌。化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳，随着工业的发展，人类使用的化石燃料大量增加，这是导致大气中二氧化碳含量增加的主要原因。‌ 二、认识二氧化碳 1．二氧化碳的物理性质 无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，在高压低温下可得固体——干冰。 【易错提醒】二氧化碳能溶于水，通常状况下，1体积的水能溶解约1体积的二氧化碳，增加压强会溶解更多。生产汽水等碳酸饮料就是利用增大压强使之溶解更多二氧化碳。 2．探究二氧化碳物理性质的两个实验 倾倒二氧化碳 溶解性实验 实验装置图 实验操作 向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。 向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡。 实验现象 蜡烛自下而上依次熄灭 塑料瓶变瘪了 实验分析 二氧化碳密度比空气大（物理性质）； 二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧（化学性质）。 原因：二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，大气压将瓶子压瘪。 3．二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。 （2）不能供给呼吸。 （3）与水反应：CO2 + H2O === H2CO3 （4）与澄清石灰水反应： 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊： Ca(OH)2 + CO2 ==== CaCO3 ↓+ H2O 该反应用于检验CO2气体：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则为二氧化碳气体。 （5）与灼热的碳反应： C + CO2高温 2CO（吸热反应） 【点拨】二氧化碳与澄清石灰水反应在生活中的应用： （1）用石灰浆抹墙一段时间后变硬：氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体； （2）在刚抹过石灰浆的室内生一盆炭火，墙壁变得更湿：氢氧化钙吸收二氧化碳生成了水； （3）实验室里久置的石灰水上层和试剂瓶内壁会有一层白膜的原因； （4）用石灰水保存鲜鸡蛋：鸡蛋呼出的二氧化碳与氢氧化钙反应生成的碳酸钙难溶，堵住了鸡蛋上的小孔。 4．二氧化碳的用途 （1）固体二氧化碳（干冰）的用途： ①制冷剂：食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液和疫苗的储存与运输。 ②用于人工增雨：利用干冰升华吸热的原理。 ③制造舞台烟雾效果。 （2）灭火和作保护气：既利用二氧化碳的物理性质（密度比空气大），又利用二氧化碳的化学性质（不能燃烧,也不支持燃烧）。 （3）农业生产中的气体肥料 （4）工业生产中制作碳酸饮料（利用二氧化碳能溶于水）、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。 5．实验室制取二氧化碳 （1）药品：块状石灰石（或大理石）与稀盐酸 （2）化学方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 注意：①不用稀H2SO4的原因：生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在石灰石（或大理石）表面，阻止反应的进行。 ②不用浓盐酸的原因：浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（HCl）气体混入生成的CO2中，使制得的气体不纯。 ③不能用纯的碳酸钙或碳酸钠反应的原因：反应速率太快，不易控制。 【易错提醒】实验室制取二氧化碳的药品只能写“大理石（或石灰石）”和“稀盐酸”，不能写“碳酸钙”或“CaCO3”和“HCl”。因为石灰石和大理石是混合物，不能用化学式表示，它们的主要成分是碳酸钙。纯碳酸钙是粉末状，反应速度太快，来不及收集，也不能使用；“盐酸”是氯化氢气体的水溶液，也是混合物，不能用化学式表示。“HCl”既可以表示盐酸，还可以表示氯化氢气体。 （3）装置：固液不加热型 （4）气体收集方法：向上排空气法（集气瓶口朝上） 实验室制取二氧化碳的两种装置 【易错提醒】（1）用排空气法收集气体时，注意集气瓶口的方向。集气瓶口朝上，表明空气从上方排出，为向上排空气法；集气瓶口朝下，表明空气从下方排出，为向下排空气法； （2）用排空气法收集气体时，玻璃导管应伸到集气瓶底部，便于排尽空气。 （5）实验步骤： ①连接仪器 ②检查装置气密性 ③装化学试剂（先装固体试剂后装液体试剂） ④收集气体 （6）检验方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，若变浑浊，则气体是二氧化碳。 验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已集满二氧化碳。 三、实现“双碳目标”的路径 1．碳循环的严重失衡 当大量排放的二氧化碳在短期内无法被吸收时，就造成了碳循环的严重失衡，导致大气温室效应加剧，引发全球气候变化。 2．碳达峰与碳中和 碳排放的最高点即碳峰值被称为碳达峰；达峰之后，人为碳排放与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为碳吸收达到平衡，即为碳中和。 3．中国“双碳”目标 2020年9月，我国在联合国大会上承诺：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。 4．实现“双碳”目标的思路 一方面要从源头上减少化石燃料的利用，控制二氧化碳的产生，从而减少二氧化碳的排放，比如开发能替代化石燃料的绿色能源等。另一方面，对于不得不排放的二氧化碳就要加大力度促进二氧化碳的吸收和转化。比如通过植树造林提高植物的光合作用，通过人工方法对二氧化碳进行捕集、利用与封存（包括海洋封存、陆地封存、矿石碳化、地质利用、化工利用、生物利用等）。依据二氧化碳的性质可以寻求降低大气中二氧化碳含量的方法，重塑碳循环的健康模式。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$