内容正文:
第七单元 能源的合理利用与开发
知识体系构建
燃烧的条件
1.燃烧:可燃物与 氧气 发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
氧气
可燃性
着火点
特 别 提 示
(1)燃烧不一定要有氧气参与,如镁条可以在氮气或二氧化碳中燃烧。(2)发光、放热的变化不一定就是燃烧。
燃料燃烧的调控
1.灭火的原理及方法
(1)原理:破坏燃烧条件
(2)方法
三者满足
其一即可
特 别 提 示
可燃物的着火点是可燃物本身固有的性质,不可改变,灭火时不能改变可燃物的着火点,只能降低可燃物的温度到着火点以下。
灭火实例 灭火方法 灭火原理
油锅着火 盖不锈钢锅盖 _
电器着火 沙土覆盖 _
木材着火 喷水 _
图书、档案着火 _ 降低温度、隔绝氧气
森林着火 砍掉蔓延路
线前的树木 _
清除可燃物
降低温度、隔绝空气
隔绝空气
隔绝空气
二氧化碳灭火器
(3)日常生活中的灭火实例、灭火方法及灭火原理
灭火器 适用范围
水基型
灭火器 木材、棉布等燃烧引起的火灾
_
灭火器 一般火灾以及油、气等燃烧引起的火灾
_
灭火器 图书、档案、贵重设备、精密仪器等存放场所的火灾
二氧化碳
干粉
(4)常用灭火器及其适用范围
(2)消防安全标志
2.易燃物和易爆物的安全知识
(1)爆炸:易燃物在 内急剧地燃烧,就会在短时间内聚积大量的热,使气体的 迅速膨胀而引起爆炸。
体积
有限的空间
(3)日常生活中的安全常识
①加油站、面粉加工厂、纺织厂和煤矿的矿井内,应该严禁 。
②夜晚家用天然气、煤气或液化石油气等泄漏,切不可 ,应立即关闭阀门并
开窗通风。
③室内着火,不能 ,否则会使氧气充足,导致燃烧更旺。
④被困火灾区,逃离时用 捂住口鼻,蹲下靠近地面或沿墙壁跑离着火区域。
⑤进入枯井或溶洞前应做灯火试验;启用闲置的沼气池前,切不可进行灯火试验,以防发生 。
爆炸
湿毛巾
立即打开门窗
开灯检查
烟火
3.燃料的充分燃烧与不充分燃烧
(1)燃料充分燃烧的条件: 、 _
。
(2)燃料不充分燃烧的危害:产生热量少,浪费资源;燃料中的碳不充分燃烧产生黑烟、生成 等造成空气污染。
CO
接触面
燃料与空气有足够大的
有足够的空气(氧气)
1.化学反应放热:酒精是 ( )的俗称,其燃烧放出大量的热量,化学方程式为 。
2.其他反应放热:氧化钙( )俗称 ,与水反应放出热量,化学方程式为 。
生石灰
CaO
C2H5OH
化学反应中的能量变化
乙醇
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
CaO+H2O===Ca(OH)2
化石燃料 主要成分 主要用途
煤 主要含有 元素,还含有氢、氧、氮硫等元素 将煤隔绝空气加强热分解得到 、
、 等
石油 主要含碳、氢两种元素 利用各成分的 不同分离提取汽油、柴油、溶剂油、煤油等
天然气 甲烷
( ) 作燃料,其燃烧的化学方程式为
________________________________
沸点
煤气
煤焦油
焦炭
CH4
碳
1.化石燃料的利用
化石能源是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化形成的,它们属于 能源。
化石能源的合理利用
不可再生
CH4+2O2CO2+2H2O
污染物 防治措施
煤的
燃烧 燃烧时会产生 、氮的氧化物等污染物,当其溶于雨水中时,就形成了
_ ①推广使用 ;
②改进生产中使用的脱硫设备;
③用 代替煤
汽车使
用燃料
的燃烧 汽油和柴油燃烧时产生的 、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等 ①改进发动机的燃烧方式;
②使用 装置;
③加大尾气检测力度;
④推广使用电动汽车
催化净化
天然气
脱硫煤
一氧化碳
酸雨
二氧化硫
降低化石能源的利用对环境的影响
1.氢气
(1)物理性质:在通常状况下,氢气是一种 、 、 溶于水的气体。
(2)优点:氢气作为高能燃料具有的优点是 。
热值高,产物是水,无污染等
难
无味
新能源
无色
③气体的收集:氢气是密度比较小的气体,难溶于水,所以收集氢气可采用
法或 法。
排水
(3)氢气的实验室制取
①反应原理:Zn+H2SO4=== ZnSO4+H2↑。
②制取装置
向下排空气
2.其他新能源
、 、 、潮汐能、核能和生物质能等。
地热能
风能
氢气是未来最理想的能源,但由于氢气大量制取和储运成本较高,所以目前未被广泛利用。
太阳能
例1 [2024·福建中考]下列灭火方法主要是利用“使温度降到可燃物的着火点以下”原理的是( )
A.用灯帽盖灭酒精灯火焰
B.关闭燃气处阀门熄灭火焰
C.用水浇灭炭火
D.用不锈钢锅盖盖灭油锅火焰
燃烧的条件与灭火的原理
C
中考考点讲评
1.[2024·海口一模]蔡伦发明的造纸步骤为切麻→洗涤→浸灰水→蒸煮→……→揭纸。
(1)切麻:将树皮、麻等原料切碎,此过程发生的是 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)浸灰水:将原料放进石灰水中沤浸。用生石灰制备氢氧化钙的反应会 (选填“放出”或“吸收”)热量。
(3)蒸煮:将原料放入桶中,用中火蒸煮。蒸煮过程中,将木柴架空的目的是
。
增大木柴与氧气的接触面积,使燃烧更充分
放出
物理
2.[2024·安徽中考]如图是我国西汉彩绘雁鱼青铜灯 及其示意图。灯油燃烧时,烟气通过鱼身和雁颈导入雁体内水中,减少对室内空气的污染。下列说法错误的是( )
A.该灯使用的青铜是一种金属材料
B.产生烟尘的原因是灯油不完全燃烧
C.转动灯罩隔绝空气,可使灯火熄灭
D.水能吸收烟尘,还能吸收一氧化碳
D
(1)图中有一处操作错误,请纠正: 。
(2)请回答下列问题。
①酒精灯被点燃,说明可燃物燃烧需满足的条件是 _
。
②加热完毕,用灯帽盖灭酒精灯,其灭火原理是 。
隔绝空气(或氧气)
度(着火点)
达到可燃物燃烧所需的最低温
3.[2024·河南中考]给某液体加热的操作如图所示。
加热时,应用酒精灯的外焰
(1)白磷燃烧的化学方程式为 。
(2)②中白磷剧烈燃烧时,试管内气体压强 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
例2 某兴趣小组做可燃物燃烧条件的探究实验:①在有空气的试管内放入白磷,关闭弹簧夹,白磷不燃烧(如图Ⅰ所示);②将图Ⅰ装置放到热水中形成图Ⅱ装置,白磷剧烈燃烧,气球变大。
增大
燃烧条件的探究
4P+5O22P2O5
(3)对比实验①②,说明可燃物燃烧需要的条件之一是 _
。
(4)图Ⅱ实验后试管内还有白磷残留,打开弹簧夹通入空气,白磷复燃,说明可燃物燃烧需要的另一条件是 。
充足的氧气
火点
温度需要达到可燃物的着
4.[2024·海府密卷]探究可燃物燃烧条件的实验装置如图所示。
(1)铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧,由此说明可燃物燃烧需要什么条件?
答案:可燃物燃烧需要温度达到可燃物的着火点。
(2)热水中的白磷没有燃烧,写出一种能使其燃烧的方法。
答案:通过导管向水中白磷处输送氧气(合理即可)。
(2)实验二:如图2,观察到乒乓球碎片燃烧的同时滤纸碎片并没有燃烧,由此得出物质燃烧的条件之一是 。
5.[2024·国兴中学模拟]某化学小组对物质燃烧需要哪些条件产生了兴趣,于是进行了以下相关探究活动。
[探究实验]同学们设计了如图所示的实验。
温度需达到可燃物的着火点
[解释与结论]
(1)实验一:如图1,加热片刻观察到A中棉花上的酒精燃烧,B中棉花上的水不燃烧,由此得出物质燃烧的条件之一是 。
可燃物
(4)[归纳与反思]通过以上探究实验,同学们得出了物质燃烧的条件。根据燃烧的条件,同学们联想到二氧化碳可以用来灭火,是利用了二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧且 的性质。
(3)实验三:将燃着的蜡烛放在如图3所示的密闭容器中,同时用氧气传感器(未画出)测出密闭容器中氧气体积分数的变化如图4所示,下列说法错误的是 (填字母)。
A.蜡烛燃烧需要氧气
B.蜡烛燃烧前,密闭容器中氧气的体积分数约为21%
C.蜡烛熄灭后,密闭容器中还有氧气
D.蜡烛熄灭后,密闭容器中的二氧化碳体积分数为84%
密度比空气大
D
燃料燃烧的调控
例3 [2024·湖南中考]花鼓戏《补锅》中唱道“手拉风箱呼呼响,火炉烧得红旺旺”。下列说法最合理的是( )
A.风箱拉动过程中增加了可燃物
B.手拉风箱为煤的燃烧提供了充足的氧气
C.火炉烧得旺是因为降低了煤的着火点
D.氧气能支持燃烧,说明氧气具有可燃性
B
6.[2024·椰海学校模拟]对金属进行切割和焊接时用到的焊枪组成如图,以下说法正确的是( )
A.为使燃料燃烧充分,放热多,应将燃气瓶的阀门调大,氧气瓶的阀门调小
B.乙炔被压缩后灌进燃气瓶,其分子体积变小
C.氧气瓶中的氧气为焊枪提供了燃料
D.燃气瓶中为乙炔(化学式为C2H2),乙炔中碳元素的质量分数约为92.3%
D
A.图中用灯帽盖灭酒精灯是因为灯帽能隔绝空气
B.图中将煤球变成蜂窝煤燃烧更充分,是增大了煤与空气的接触面积
C.图中火柴头斜向下时更容易燃烧,是因为氧气不充足
D.图中铜片上的乒乓球碎片燃烧而滤纸碎片不燃烧,是因为滤纸碎片的着火点高于乒乓球碎片
7.[2024·海府密卷]下列对图中相关问题的解释或推测错误的是( )
C
例4 认识安全标志,有助于防范风险。下列标志中表示“禁止烟火”的是( )
易燃物和易爆物的安全知识
A
(2)甲烷与空气的混合气体点燃时可能发生爆炸,因此点燃甲烷前,应该先
。
请在图中虚线框内补画物质C的微观模型图。
检验纯度
8.[2024·海府密卷]我国是世界上首个成功试采海域“可燃冰”的国家。“可燃冰”主要成分是甲烷水合物,具有热值高、储量巨大等优点,将成为未来新能源。
(1)如图是甲烷在氧气中充分燃烧的微观示意图。
答案:
例5 [2024·定安模拟]人类需要的能量可以由化学反应产生。下列过程中,利用了化学反应产生能量的是( )
A.火箭发射 B.风力发电
C.干冰制冷 D.水力发电
化学反应中的能量变化
A
9.元末陶宗仪《辍耕录》中记载:“杭人削松木为小片,其薄为纸,熔硫磺涂木片顶端分许,名曰发烛……盖以发火及代灯烛用也。”下列说法错误的是( )
A.“发烛”发火和燃烧伴随不同形式的能量转化
B.松木发火说明其具有可燃性
C.将松木削薄为纸片状有助于发火和燃烧
D.“发烛”发火不需要氧气
D
10.[2024·海府密卷]2022年北京冬奥会使用氢氧燃料电池为动力的汽车。利用铁酸锌(ZnFe2O4)循环制氢气的过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应Ⅰ为分解反应
B.反应Ⅱ的生成物只有氢气
C.该反应将太阳能转化为化学能
D.该反应过程中不需要额外补充铁酸锌
B
例6 [2024·海口一模]生产、生活中离不开能源。下列属于新能源的是( )
A.煤 B.石油
C.氢气 D.天然气
三大化石燃料与新能源
C
11.[2024·海口二模]我国力争在2060年前实现碳中和,下列做法不可取的是( D )
A.开发清洁能源
B.荒漠植树种草
C.减少化石燃料的使用
D.工业废气高空排放
12.[2024·云南中考]新能源的开发和利用促进了能源结构向多元、清洁和低碳转变。
(1)目前,人类利用的能量大多来自化石燃料,如石油、天然气和 。在有石油的地方,一般都有天然气存在,天然气的主要成分是甲烷,其化学式为 。
(2)做饭时,天然气燃烧不充分,锅底易出现黑色物质,此时可调 (选填“小”或“大”)燃气灶的进风口,使燃料充分燃烧,节约能源。
大
CH4
煤
(4)随着科学技术的发展,氢能源的开发和利用已取得很大进展。氢气作为燃料的优点是 (答一点即可)。
②过程Ⅰ中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物,该反应的化学方程式为 。
环保,无污染(合理即可)
(3)我国研制出一种新型催化剂,在这种催化剂作用下,二氧化碳可以转化为汽油,主要转化过程如图所示(部分生成物已略去)。
①催化剂在化学反应前后化学性质和 不变。
质量
CO2+H2CO+H2O
13.[2024·苏州中考]天然气的综合利用是重要的研究课题。
天然气是重要的化石燃料和能源,主要成分为甲烷(CH4),还含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去,其反应微观示意图如图1所示。
利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示,通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应),一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。
利用甲烷在高温、Cu-Pd催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯,石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。
②该反应过程中变化的是 (填字母)。
A.分子的数目
B.原子的种类
C.物质的总质量
(1)甲烷完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式为
。
(2)结合图1,分析甲烷与硫化氢的反应。
A
①产物“ ”中,碳元素和硫元素的质量比为 (填最简整数比)。
3∶16
CH4+2O2CO2+2H2O
(4)下列说法正确的是 (填字母)。
A.天然气属于纯净物
B.天然气和氢气均属于可再生能源
C.透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离
D.石墨烯具有优良的导电性能,是一种金属单质
(3)结合图2,分析甲烷和水蒸气制氢反应。
①甲烷和水蒸气制氢反应的化学方程式为 。
②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是 。
C
H2与O2反应放热,为制氢提供热量
CH4+H2OCO+3H2
中考实验突破
实验8 燃烧条件的实验探究
1.实验方法:控制变量法。
2.反应原理
白磷燃烧的化学方程式: 。
4P+5O22P2O5
实验操作 实验现象 结论
小煤块不燃烧,小
木块燃烧 燃烧需要
铜片上的白磷燃烧 温度达到可燃物的
且与氧气接触才能燃烧
铜片上的红磷不燃
烧 可燃物与氧气接触,但温度达不到着火点,
仍
热水中的白磷不燃烧 温度达到可燃物的 ,但不与
接触,仍不能燃烧
氧气
着火点
不能燃烧
着火点
温度达到着火点
3.实验方案的设计与结论
实验操作 实验现象 结论
热水中的白磷燃烧 温度达到可燃物的 ,同时又与
接触,可燃物才能燃烧
氧气
着火点
5.装置的创新改进
由于铜片上的白磷露置在空气中,燃烧时会对空气造成污染,所以应加以改进,让白磷在密闭的环境中燃烧(如图1、图2);将氧气直接用导管通入热水中的白磷处,出现“水火相容”的现象效果更佳(如图3)。
4.实验结论
燃烧的条件是 、 、 ,三者缺一不可。
温度达到着火点
氧气(或空气)
可燃物
1.[2024·乐山中考]为探究燃烧的条件,利用可调节温度的电炉设计如图所示装置进行实验。已知白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是260℃,氯化钠不是可燃物。
下列说法错误的是( )
A.当温度为60℃时,只有①处白磷燃烧
B.为控制变量,①②③④处所取白磷、红磷、氯化钠的质量应相等
C.当温度为260℃时,②处红磷燃烧、③处红磷不燃烧,说明燃烧需要氧气
D.当温度升至500℃时,④处氯化钠可能燃烧
D
2.火折子被誉为古代的“打火机”,如图,其制作与使用方法如下:将棉花、松香、硫黄等可燃物混合,将混合后的可燃物卷起、压实、捆紧成条状,点燃后装入竹筒,竹筒盖子上有小孔,使用时取下盖子,吹一下就能复燃。下列说法错误的是( )
A.纸和棉都属于可燃物
B.装在竹筒内的条状物仍在缓慢燃烧
C.盖子留有小孔是为了提供少量氧气
D.取下盖子一吹即可复燃是因为降低了可燃物的着火点
D
(1)仪器a的名称为 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,发生反应的化学方程式为
。用装置B收集氧气,体现了氧气的物理性质是 ;停止加热时,为防止倒吸,应先进行的操作是
(选填“熄灭酒精灯”或“把导管移出水面”)。
把导管移出水面
不易溶于水
3.[2024·云南中考]化学是一门以实验为基础的学科。
铁架台
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
向装置甲中通入空气,甲中的热水压入乙中,甲、乙中的白磷均燃烧。由液面降低后甲中白磷燃烧的事实,说明燃烧需要 ;由热水进入后乙中白磷燃烧的事实,说明燃烧需要 。
温度达到可燃物的着火点
(3)用上述收集的O2完成如图C所示的实验,观察到澄清石灰水 。
(4)某同学为探究燃烧的条件设计了如图D所示的实验。已知白磷的着火点是40℃。
与空气接触
变浑浊
中考真题集锦
燃烧的条件与灭火的原理
1.[2023·海南中考]掌握一定的灭火原理有助于减少灾害的发生,下列做法错误的是( )
A.炒菜锅着火用不锈钢锅盖盖灭
B.燃气泄漏着火先关闭燃气阀门
C.电器着火用水直接扑灭
D.酒精灯碰倒着火用湿抹布盖灭
C
2.[2021·海南中考]下列灭火方法正确的是( )
A.电器着火,用水浇灭
B.酒精灯打翻着火,用湿抹布扑灭
C.室内起火,开窗通风
D.炒菜时油锅着火,用灭火器扑灭
B
3.[2022·海南中考]北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”和火炬“飞扬”引起世人高度关注。
(1)制作“冰墩墩”的内充物聚酯塑料属于 (选填“合成”或“天然”)材料。
(2)火炬“飞扬”的燃料是液氢,其优点有 (写出一点即可)。
(3)火炬传递结束后,关闭阀门熄灭火炬,其中蕴含的灭火原理是 。
清除可燃物
生成物是水,无污染(合理即可)
合成
4.[2019·海南中考]燃烧是人类获取能量的重要方法。
(1)通常情况下,除了具有可燃性外,物质燃烧还需要哪些条件?
(2)资料显示:①H2+Cl22HCl;②2Mg+CO22MgO+C。据此你对燃烧条件有什么新的认识?
答案:燃烧不一定需要氧气参加反应(合理即可)。
答案:温度达到可燃物的着火点、与氧气接触。
燃烧条件的探究
5.[2020·海南中考]将棉手帕放入60%左右的酒精中浸湿,用坩埚钳夹住点燃,待火焰熄灭后,棉手帕依然完好,如图所示。下列有关该实验的叙述正确的是( )
A.棉手帕不是可燃物,不能燃烧
B.棉手帕接触不到氧气,不能燃烧
C.被酒精浸湿后,棉手帕的着火点升高了
D.酒精中的水蒸发使温度达不到棉手帕的着火点
D
6.[2018·海南中考]粽子是端午节的传统美食,海南粽子用料讲究,除了糯米,还有猪肉、咸蛋黄等,味道香糯可口,食之唇齿留香。
(1)在煮粽子时为了避免把锅熏黑,在锅外面贴上一层报纸,小海发现粽子煮好后,报纸仍然没有燃烧,其原因是 (填字母,下同)。
A.报纸的着火点升高了
B.温度没有达到报纸的着火点
C.报纸没有与氧气接触
(2)小海的午餐是粽子,从营养均衡的角度看,他还应该增加的食物是 。
A.馒头 B.鸡腿 C.青菜
C
B
易燃物和易爆物的安全知识
7.[2022·海南中考]下列图标中表示禁止燃放鞭炮的是( )
C
8.[2016·海南中考]厨房中蕴藏着许多化学知识。炒菜时,燃气灶的火焰呈黄色,锅底出现黑色物质,此时可将灶具的进风口 (选填“调大”或“调小”)。
燃料燃烧的调控
调大
三大化石燃料与新能源
9.[2021·海南中考]化学变化总伴随着能量的变化。如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图。下列说法不正确的是( )
A.氢气是未来最理想的绿色能源
B.任何条件下都可实现物质或能量之间的相互转化
C.氢气燃烧生成水并放出大量的热是化学能转化为热能
D.氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能
B
化学反应中的能量变化
10.[2023·海南中考]小林看到自热食品中的发热包产品说明如图所示,咨询老师后得知该配方中氧化钙和铝粉的质量相等,为了探究其发热原理,设计了如下实验,实验结果记录如下表(室温25℃)。
[品名]食品专用发热包
[主要成分]氧化钙、铝粉、碳酸钠
[净含量]50克
[使用方法]撕开塑料袋后加常温水
[贮存条件]存放于阴凉、干燥处
序号 实验方案 最高温
度/℃ 达到最高温度所需时间/min 开始降温时间
/min
1 5.0g氧化钙+15mL水 68 1 2.5
2 38 1.1 3.8
3 5.0g铝粉+15mL水 无明显
变化
4 2.5g氧化钙+2.5g铝粉+15mL水 43 1.2 2.5
序号 实验方案 最高温
度/℃ 达到最高温度所需时间/min 开始降温时间
/min
5 4.0g氧化钙+1.0g碳酸钠+15mL水 29 1 7.5
6 4.0g铝粉+1.0g碳酸钠+15mL水 无明显
变化
7 2.0g氧化钙+2.0g铝粉+1.0g碳酸钠+15mL水 96 8.1 13.4
(1)序号2的实验方案为 。
(2)根据实验结果,该发热包与纯氧化钙发热包相比具有的优势是
。
(3)查阅资料可知,该发热包的反应原理如下:
a.CaO+H2O===Ca(OH)2(反应启动)
b.Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
c.2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+ (主要放热)
①请把反应c的化学方程式补充完整。
②根据反应c的相关信息,写出该发热包使用时的注意事项:
。
3H2↑
使用时严禁明火,禁止在密闭的容器或空间内使用(合理即可)
最高温度较低,比较安全,且保温时间长
5.0g发热包粉末+15mL水
$$