第七单元课题1燃料的燃烧-2024-2025学年九年级化学人教版上册

课题1 燃料的燃烧 第一课时:燃烧与灭火 写出我们所学习过的燃烧的反应方程式 写出下列反应的化学方程式,并标出属于何种基本反应类型。(“化合”或“分解”) 1.木炭燃烧 ( 反应) 2.硫燃烧 ( 反应) 3.铁丝在氧气中燃烧 ( 反应) 4.磷燃烧 ( 反应) 5.氢气的燃烧(或爆炸) ( 反应) 6.镁条燃烧 ( 反应) 7.一氧化碳燃烧 ( 反应) 通过化学方程式,你可以推测燃烧的条件吗? 2C+O2 2CO 点燃 2CO+O2 2CO2 点燃 点燃 C+O2=====CO2 点燃 S+O2=====SO2 点燃 3Fe+2O2=====Fe3O4 点燃 4P+5O2=====2P2O5 点燃 2H2+O2=====2H2O 点燃 2Mg+O2=====2MgO 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叫作燃烧。 有发光、放热现象的变化不一定是燃烧。如灯泡通电有发光、放热现象,但无新物质生成,属于物理变化。 燃烧的条件: 你能设计实验,验证燃烧是否必须同时满足3个条件吗? ①可燃物 ②氧气(或空气) ③温度达到着火点(可燃物着火最低温度) 火三角 点燃 4P+5O2=====2P2O5 知识点 1 燃烧的条件 课堂教学展示 课堂探究 燃烧的条件 左边列出的物质中,哪些可以燃烧?哪些不能燃烧? 可燃物是燃烧发生的条件之一。 红磷 水 酒精 木炭 6 新知探究 阅读资料并观看实验 资料卡片 : 1.着火点是指物质在空气中加 热时,开始并持续燃烧的最低温度。 2.不同可燃物的着火点不同, 在一定条件下有确定的数值。 3.白磷的着火点是 40 ,红 磷的着火点是 260 。 7 1.铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧,说明燃烧需要什么条件? 着火点:可燃物燃烧所需的最低温度。 2. 铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧,说明燃烧需要什么条件? 答:温度要达到可燃物的着火点。 答:燃烧需要氧气(或空气)。 【实验思考】 物质 白磷 红磷 木材 木炭 酒精 无烟煤 着火点/ 40 240 250~330 320~370 558 700~750 在通常状况下一些常见物质的着火点 素养目标 3. 向热水中的白磷通氧气,白磷居然在水中燃烧起来,这再次说明燃烧需要什么条件? 答:燃烧确实需要氧气。 燃烧必须同时满足3个条件,缺一不可。 4.热水的作用有哪些? 点燃铜片上的白磷,隔绝热水中白磷的氧气 素养目标 控制温度、氧气等因素不变 控制温度、可燃物等因素不变 在科学探究中,如果问题涉及多个因素(变量),可以只研究因变量与一个自变量的关系,控制其他的量不变。运用控制变量的方法,可将多变量问题变成多个单变量问题分别研究,最后再综合解决问题。 知识拓展 自燃: 一些可燃物在空气中发生缓慢氧化时产生的热量没有及时散开,造成热量积累,最终使温度达到可燃物的着火点时,就会发生自然现象。 实验室为了防止白磷自燃,通常将其保存在水中。 新知探究 燃气灶是怎样利用燃料的燃烧的? 燃气灶电池的作用是什么? 12 学以致用 尝试解释中国古人节能“黑科技”——省油灯。 13 1. 要有可燃物。 2. 要有氧气(或空气)。 3. 温度要达到可燃物的着火点。 1. 清除可燃物。 2. 隔绝氧气(或空气)。 3. 降温到可燃物的着火点以下。 燃烧的条件 灭火的原理 知识点 2 灭火的原理和方法 结论: 灭火的根本就是破坏燃烧的条件。 素养目标 你能说说生活中常见的灭火实例吗? 炒菜时油锅中的油不慎 着火,可用锅盖盖灭或放入较多的蔬菜 堆放杂物的纸箱着火时,可用水浇灭 油罐着火时需用水喷淋,使罐体降温 在森林中或森林与村庄之间设置防火隔离带 高速吹风机灭火 着火情况 灭火方法 灭火原理 炒菜时油锅中 的油不慎着火 堆放杂物的纸箱着火 油罐着火 森林火灾 隔绝氧气/温度降至着火点以下 温度降低到 着火点以下 将可燃物与其他物品隔离 根据燃烧的条件及以上事实,请你归纳灭火的原理。 用锅盖盖灭/ 放入较多蔬菜 用水扑灭 将大火蔓延路线前的一片树木砍掉 用水喷淋 温度降低到 着火点以下 探究 简易灭火器的设计与制作 如图所示,点燃三支蜡烛,在其中一支蜡烛上扣一个烧杯;将另两支蜡烛分别放在两个烧杯中;然后向一个烧杯中加适量碳酸钠溶液和盐酸。蜡烛燃烧的现象有什么不同?请用灭火的原理分析和解释。 【实验与分析】 实验编号 现象 分析 烧杯内氧气逐渐减少,氧气耗尽,所以蜡烛熄灭 蜡烛与空气接触,所以持续燃烧 碳酸钠与稀盐酸反应产生二氧化碳,使蜡烛隔绝氧气而停止燃烧 蜡烛逐渐熄灭 蜡烛持续燃烧, 没有明显变化 产生大量气泡, 蜡烛迅速熄灭 根据灭火原理及上述实验 所利用的化学反应原理,可以设计一种简易灭火器,如图所示。 动手试一试! 探究 【设计与制作】 【原理】 工作原理:当把吸滤瓶底部朝上倒转过来后,吸滤瓶中的碳酸钠溶液与小试管中的盐酸混合,立即发生化学反应: ,产生大量的二氧化碳气体,吸滤瓶中气压突然增大,使吸滤瓶中的液体随二氧化碳气体从吸滤瓶的侧管处喷射出来。 灭火原理:二氧化碳和泡沫从灭火器中喷出,覆盖在可燃物表面,隔绝了空气,达到灭火目的。 资料卡片 灭火器及其灭火原理和适用范围 灭火器 灭火原理 适用范围 干粉灭火器 利用压缩的氮气等吹出干粉(主要含有碳酸氢钠或磷酸二氢铵),有隔绝空气等作用 具有流动性好、喷射率高、不腐蚀容器和不易变质等优良性能,除可用来扑灭一般火灾外,还可用来扑灭油、气等燃烧引起的火灾 灭火器 灭火原理 适用范围 二氧化碳灭火器 将液态二氧化碳储存在小钢瓶中,灭火时再将其喷出,有降温和隔绝空气的作用 灭火时不会因留下痕迹而使物体损坏,可用来扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等存放场所的火灾 灭火器 灭火原理 适用范围 水基型灭火器 产生的泡沫喷射到燃料表面,使可燃物与空气隔绝 能快速、高效灭火,可用来扑灭非水溶性可燃液体,如汽油、柴油等,以及固体材料,如木材、棉布等燃烧引起的火灾 灭火器的使用方法 住宅 灭火毯 干粉灭火器 火场逃生要点 那根蜡烛先熄灭? 燃 烧 的 条 件 灭 火 的 原 理 可燃物 氧气 着火点 降低温度到可燃物着火点以下 清除可燃物 隔绝氧气 课堂教学展示 课堂小结 素养目标 课堂教学展示 典例剖析 例 下列灭火方法不正确的是( ) A.油锅着火用水浇 B.实验桌上酒精着火用湿布盖灭 C.白磷着火用沙土盖灭 D.电器着火切断电源后用湿棉被盖灭 油类的密度比水小,会浮在水 面上并随水流淌而使火势蔓延 酒精着火用湿抹布扑盖,隔绝空气 电器着火首先切断电源后根据实际情况用湿棉被盖上 白磷着火用沙土覆盖,隔绝空气 A √ √ √ 课后反馈总结 课后练习 1. 消防队员用高压水枪灭火,此措施依据的灭火原理是什么? 2. 用扇子扇煤炉火焰,为什么越扇越旺?而用扇子扇蜡烛火焰,为什么一扇就灭? 答:此措施依据的灭火原理是使可燃物的温度降到着火点以下。 答:用扇子扇煤炉火焰时,往煤炉内吹风,供给了燃烧所需的足量空气(氧气),冷空气虽能使炉内降温,但并不能使环境温度低到着火点以下,炉火持续燃烧,所以越扇越旺;用扇子扇烛火,带走了石蜡蒸气(可燃物)并使温度低于其着火点,所以一扇就会熄灭。 3.室内起火时,如果打开门窗,火反而更旺,为什么? 答:室内起火时,如果打开门窗,加速了空气的流通,使可燃物与空气充分接触,火会越烧越旺。 第二课时:爆炸与能量 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。 燃放鞭炮 粉尘爆炸 化工厂爆炸 课堂教学展示 课堂探究 知识点 爆炸 知识点 3 爆炸(化学爆炸) 可燃气体等在空气中达到一定含量时,遇到火源就会发生爆炸。这个能发生爆炸的含量范围,叫作爆炸极限。 可燃气体 爆炸极限 (体积分数) H2 4%~74% CH4 5%~16% CO 12%~74% 资料卡片 可燃气体的浓度 爆炸极限 发生爆炸 不燃烧 安静地燃烧 易燃物和易爆物在遇到明火、高温或撞击时,极易发生燃烧或爆炸。因此,在生产、运输、使用、储存易燃物和易爆物时,必须严格遵守有关规定,绝不允许违章操作。 31 容易引起爆炸的物质有? 可燃性气体(氢气、液化石油气、天然气等), 可燃性粉尘(面粉、煤粉、活泼金属粉) 爆炸一定属于化学变化吗? 爆炸原因 ①化学变化引起:火药爆炸、油库爆炸等 ②物理变化引起 :车胎爆炸、蒸汽锅炉爆炸等 可燃物的燃烧和爆炸是两个化学反应吗? 是同一个化学反应,两种不同的反应现象。 下面是一些与燃烧和爆炸有关的图标,你们能分别说说它们的含义吗? 当心易燃物 当心爆炸物 禁止烟火 禁止燃放鞭炮 禁止吸烟 禁止放易燃物 课堂教学展示 典例剖析 例1 从安全角度考虑,以下四种物质中,允许旅客带上公共交通的是( ) A.酒精 B.白磷 C.汽油 D.食盐 提示:酒精、白磷、汽油都属于易燃品。 D 例2 下列物质与空气混合不可能发生爆炸的是( ) A.氢气 B.液化石油气 C.二氧化碳 D.棉絮 提示:二氧化碳不能在空气中燃烧,不会引起爆炸。 C 新课导入 家用燃料的变迁 随着时代的发展,我们使用的家庭燃料也发生了变化,你能说说燃 料发生了哪些变化,为什么发生了这样的变化? 柴草 煤 液化石油气 天然气 知识点 4 燃料的充分燃烧 新课导入 资料卡片 1:2021 年我国煤、石油、天然气储量和年产量 说明:液化石油气来源于石油。 化石能源 储量 年产量 开采年限 煤 2 079 亿吨 41.3 亿吨 石油 36.89 亿吨 1.99 亿吨 天然气 63 393 亿立方米 2 075.8 亿立方米 约 50.3 年 约 18.5 年 约 30.5 年 如何充分利用化石燃料 新知探究 可燃物+氧气 温度 达到着火点 生成物+能量 充分燃烧 控制燃烧反应 合理利用燃料 释放更多能量 节约燃料 控制 合理利用燃料 新知探究 可燃物充分燃烧的措施之一: 可燃物+氧气 温度 达到着火点 生成物+能量 增大可燃物与氧气接触面积 发动机中燃料充分燃烧 煤块状与制成蜂窝状 学以致用 燃气燃烧出现黄色火焰 进风口 火门 思考 :(1)燃气灶的火焰呈现黄色或橙色,锅底出现黑色固体, 此时需要调节一下灶具的进风口。蜂窝煤炉子可以通过火门调节火焰的 大小。这是为什么呢? (2)影响可燃物燃烧程度的因素是什么? 新知探究 CO 炭黑 CO2 O2 不足 O2 O2 不足 O2 充足 O2 不足 含碳的燃料 O2 充足 12 g 碳不完全燃烧生成 CO,放出110 kJ 热量。 12 g 碳完全燃烧生成 CO2,放出 393 kJ 热量。 可燃物充分燃烧的措施之二: 可燃物+氧气 温度 达到着火点 生成物+能量 提供充足的氧气 生产、生活和科学研究经常利用燃料燃烧产生的热量。 酒精(乙醇C2H5OH的俗称)在燃烧的过程中发生了什么变化呢? 知识点 5 化学反应的能量变化 写出乙醇在空气中燃烧的化学反应方程式。 C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O 点燃 燃料燃烧的过程中发生了化学变化,并放出热量。这种放热现象在许多化学反应中都会发生。 放出大量的热量 【实验7-1】 在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰(CaO)或一小块生活中使用的生石灰干燥剂,插入温度计,再加入约2mL水。观察现象。 操作: 实验装置 实验现象 实验结论 试管内液体沸腾,变浑浊,产生大量白雾;温度计示数明显上升 氧化钙与水反应生成氢氧化钙,并放出热量,化学方程式为: CaO+H2O Ca(OH)2 新知探究 自热食品发热包发热的原理是什么? 食用方法 1.打开外包装,取出外盒内全部物品; 2.撕开米饭盒透明保护膜; 3.撕开料理包将菜肴倒入菜盒内; 4.将大约 160 毫升冷水倒入外盒底部至 注水线处,撕掉发热包透明外袋,将发热包 平放入外盒底部水里; 5.迅速依序放入饭盒、菜盒,盖上盒盖, 2 分钟左右开始冒热气(冬天时间稍长); 6.加热 15 分钟后,就可以开盖享用美 味啦! CaO 资料卡片 1:一般自热食品的发热包由生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭、盐等组成,主要反应物为生石灰。 45 【提问】 上述实验说明了什么? 化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量变化。 化学 反应 能量变化 放热反应:放出热量的化学反应 (如燃料的燃烧,氧化钙与水的反应) 吸热反应:吸收热量的化学反应(如碳单质与二氧化碳的反应) 在当今社会,人类需要的大部分能量是由化学反应产生的。你能举几个例子吗? 讨论 生活燃料的利用 利用燃烧产生的能量 利用爆炸产生的能量 食物在体内缓慢氧化放出热量 做饭、取暖等 发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭等 开矿采煤、开山炸石、拆除危旧建筑等 维持体温和正常生命活动 在当今社会,人类需要的大部分能量是由化学反应产生的。 化学能除了可以直接转化为热能外,还可以转化为其他形式的能量,如干电池工作时将化学能转化为电能和热能。 人类需要的能量并不都是由化学反应产生的,如太阳能热水器直接将太阳能转化为热能供人利用。 课堂教学展示 典例剖析 例 家庭野炊活动中有时会用到酒精炉,酒精完全燃烧的化学方程式为 _;为了方便,有时还会带上自热米饭,使用时向放有发热包(内含CaO)的盒子里加入适量冷水,一段时间后水沸腾,说明该反应_(填“吸热”或“放热”),反应的化学方程式为_。 C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O 点燃 CaO+H2O Ca(OH)2 放热 课堂教学展示 课堂小结 可燃物在一定空间内急剧燃烧,使气体的体积迅速膨胀引起爆炸。 (1)张贴安全标示 (2)严禁烟火,防止撞 击和高温,配备灭火器材 (3)严格遵守有关规定,决不允许违章操作 粉尘爆炸实验——说明可燃物与氧气接触面积越大,氧气浓度越高,燃烧就越剧烈。 易燃物和易爆物的安全知识 爆炸 1 生产、运输 使用和贮存 时的注意 事项 2 50 如何使燃料 充分燃烧 3 (1)增大可燃物与氧气的接触面积 (2)提供更多的氧气 煤块状与制成蜂窝状 打铁风箱 课堂教学展示 课堂小结 放出热量 不通过燃烧也可放出热量 例: 化学反应中的能量变化 吸收热量 例: CO2+C 2CO 高温 CaO+H2O Ca(OH)2 高温 课后反馈总结 课后练习 1.请综合运用化学及其他学科的知识解释成语“釜底抽薪”“顺风吹火”“钻木取火”。 答:“釜底抽薪”表示抽去锅底下的柴火,这样清除了可燃物,使可燃物与火隔离,从而达到灭火的目的。 “顺风吹火”增加了氧气含量,可以使燃烧更旺。 “钻木取火”是通过做功使木头温度达到着火点。 2.如果发生下列情况,应采用什么方法灭火?说明理由。(1)做实验时,不慎碰倒酒精灯,酒精在桌面上燃烧起来;(2)由于电线老化短路而起火; (3)炒菜时锅中的油着火; (4)图书馆内的图书起火。 答:(1)用湿抹布扑灭,使可燃物跟空气隔绝。 (2)迅速切断电源,然后用泡沫灭火器灭火。 (3)应立即用锅盖盖住锅,使可燃物与空气隔绝。 (4)使用二氧化碳灭火器,具有降温和隔绝空气的作用,且灭火时不会因留下任何痕迹而使物体损坏。 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $$