2024-2025学年九年级化学沪教版（上海）第一学期期末拓展碳与燃烧的条件

课后作业 碳与燃烧的条件 碳与燃烧的条件 一、燃烧与灭火 1．燃烧的定义 具有剧烈的发光发热现象的化学反应，称作可燃物的燃烧。 2．燃烧的条件 （1）存在可燃物 可燃物主要包括活泼的金属，例如钾、钙、钠、镁、铝等；活泼的非金属，例如磷、硫、碳、氢气等。 （2）可燃物接触助燃剂 助燃剂就是可燃物发生氧化反应所需的氧化剂。最常见的就是空气中的氧气。此外还有氯气等(如：2Na+Cl22NaCl，现象：剧烈燃烧，生成白色固体)，比较特殊的是二氧化碳气体也可作为某活泼金属(例如钠、镁)的助燃剂(如：2Mg+CO22MgO+C，现象：剧烈燃烧，发出白光，生成白色粉末和黑色固体)。 （3）温度达到着火点 着火点：可燃物着火燃烧所需的最低温度。 注意：三个条件同时满足则发生燃烧现象，缺一不可。 3．缓慢氧化、自燃和爆炸 定义 区别和联系 缓慢氧化 物质在着火点以下发生的氧化反应，只产生热而不发光，如呼吸、铁生锈、食物腐烂等。 物质的缓慢氧化、自燃、爆炸，都属于氧化反应，但是反应发生的条件和现象各不相同。但有一个共同的特点，都是放热反应。 自燃 物质因缓慢氧化而热量积蓄，当温度达到着火点以上发生剧烈氧化反应，如白磷自燃、稻草自燃等。 爆炸 在有限的空间内，当可燃性气体、可燃性液体的蒸汽或可燃性粉尘的浓度达到一定的范围(爆炸极限)时，点火或遇火星都有可能发生爆炸。 【注意】不是所有的爆炸都是化学变化。如：气球爆炸、轮胎爆炸、蒸汽锅炉爆炸等。 4．灭火的原理及方法 （1）灭火的原理 消除可燃物或使可燃物与其他物品隔离，隔绝氧气(或空气)，以及使温度降到着火点以下，都能达到灭火的目的。 （2）几种常用灭火器的适用范围 灭火器 适用范围 泡沫灭火器 可用来扑灭木材、棉布等燃烧引起的失火。 干粉灭火器 除可用来扑灭一般火灾外，还可用来扑灭油、气等燃烧引起的失火。 液态二氧化碳灭火器 灭火时不会因留下任何痕迹而使物体损坏，因此可用来扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等处的失火。 5．燃料 （1）燃料的充分燃烧 一定量的可燃物充分燃烧时，通常需要一定量的氧气。 提高燃料利用率的方法 不间断地鼓入足量的空气(氧气)。 增大接触面积，把固体燃料进行粉碎，把液体燃料喷成雾状。 有效改进设备，防止反应热量的散失。 （2）燃料燃烧对空气的影响 煤中除含碳元素外还含有硫、氮等元素，在燃烧过程中会产生二氧化硫、二氧化氮等其他气体，这些气体溶于水时会形成对应的酸，这也是酸雨形成的主要原因之一。 汽车用燃料的燃烧 尾气的主要污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、 NO2、含铅化合物、烟尘 （3）化石燃料 化石燃料：______、______、______是当今世界最重要的三大化石燃料，它们均为混合物。 补充： 煤：是一种固体矿物物质燃料，其主要成分是碳元素，还有硫、磷、氢、氮、氧等元素。煤经过干馏可以得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气和粗氨水等不同的干馏产物。干馏是化学变化。 石油：又称原油，是一种液体化石燃料。其主要成分有碳元素、氢元素和其他元素。 石油经过分馏可以得到石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等不同沸点范围的馏分产物，每一馏分仍为混合物。分馏是物理变化。 天然气：主要成分是甲烷，是一种气体化石燃料。甲烷是一种无色无味的气体，极难溶于水，密度比空气小，所以实验室可以用排水法或向下排空气法收集。甲烷是一种可燃性气体，点燃前必须先验纯，纯净的甲烷在空气中安静燃烧，火焰呈浅蓝色，生成二氧化碳和水。燃烧产物无污染，所以天然气是一种清洁（或绿色）能源。 （4）使用和开发新的燃料与绿色能源 名称 酒精(乙醇) 氢气 化学式 C2H5OH H2 来源 高粱、玉米和薯类经发酵、蒸馏可制得酒精，为可再生资源 氢气可由分解水得到，目前制取成本高，储存困难，作为燃料暂不能广泛使用，但终将成为主要能源之一 燃烧反应 特点 燃烧产物基本上不污染环境，可做酒精灯、火锅、内燃机等的燃料 燃烧产物无污染，是最清洁的燃料 氢气验纯：用小试管收集氢气，用拇指堵住试管口管口朝下移近酒精灯火焰，点燃试管里的氢气，如果听到的是尖锐的爆鸣声，表示氢气不纯需要重新收集进行检验；听到“噗”的声音表明收集的氢气是纯净的。 绿色能源：氢能是最理想的绿色能源，理由是来源广泛，燃烧生成水，无污染，燃烧产生的热量多等。除此以外，绿色能源还有太阳能、地热能、风能、核能等。\ 二、碳 1．碳的几种单质 物理性质 用途 金刚石 天然物质里最硬的物质 做装饰品、制钻头和切割玻璃、大理石 石墨 质很软、滑腻、熔点高、导电、传热 高温润滑剂，电极，制铅笔芯，坩埚等 C60 超导材料等 2. 三种碳单质的结构示意图： 这三种碳的单质物理性质有很大差异的原因是：____________________________。 3．同素异形体 （1）概念：________________________叫做这种元素的同素异形体。 （2）同素异形体的化学性质_________，但物理性质_________； 物理性质有很大差异的原因是：____________________________。 同素异形体之间的转换（例金刚石与石墨之间的相互转换）属于______变化 （3）碳的同素异形体有：___________________。 氧元素的同素异形体有：____________________。 磷元素的同素异形体有：____________________。 4．无定形碳 （1）木炭、焦炭、炭黑、活性炭统称为无定形碳，它们是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的混合物。 【小实验】：木炭的吸附作用：在500ml烧杯里注入约400ml水，滴入2-3滴红墨水，再加入约10g活性炭。观察现象。 现象：溶液红色逐渐褪去。 结论：木炭具有吸附性。 【思考讨论】分析归纳吸附的原理，并举例说明生活中应用吸附原理的具体实例（防装修污染） 无定形碳 用途 木炭 用作燃料，吸附剂，绘画炭笔，制火药 焦炭 化工原料，冶金还原剂 活性炭 吸附剂，制防毒面具等 炭黑 制中国油墨、鞋油、颜料．作橡胶补强剂 【归纳】：活性炭、木炭具有______的结构，跟气体或溶液接触的______大，所以具有强烈的______，用作吸附剂 注意：无定形碳不是碳同素异形体； 5．碳的化学性质 （1）常温下，碳的化学性质___________;（2）_______性——碳可做燃料 完全燃烧(氧气充足),生成CO2：__________________ 不完全燃烧(氧气不充足)生成CO：_________________ （3）______性——碳可作还原剂，用于_________ ①木炭还原氧化铜 实验现象：______________________________ 反应方程式：________________________________ 实验注意事项： a. 碳单质做还原剂一般需要大量的热，因此反应条件一般要写高温； b. 在木炭还原氧化铜的实验中，操作时注意试管口要略向下倾斜，目的是防止冷凝水回流造成试管炸裂; c. 配制混合物时木炭粉应稍过量，目的是防止还原的铜被氧气重新氧化； d. 反应结束时应先移导管，再撤酒精灯，防止澄清石灰水倒吸入试管使试管炸裂。 ②碳与二氧化碳反应方程式：_____________________________（工业上制一氧化碳） ③工业制造水煤气方程式：____________________________（水煤气：H2与CO的混合） 6．氧化和还原反应 （1）氧化反应和还原反应 物质跟氧发生的化学反应是_______，是得氧的过程；含氧化合物里的氧被夺取的反应是_______, 是失氧的过程。 （2）氧化剂和还原剂 把_________称为氧化剂，把夺取氧的物质称为______，氧化剂和还原剂都是反应物。 还原剂具有_________，能还原_________，因此氧化剂被________； 氧化剂具有_________，能______还原剂，因此______被氧化。 典型例题 【例1】控制变量法是实验探究的重要方法。下列设计方案探究目的不能实现（ ） A．甲可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触 B．甲可探究可燃物的燃烧是否需要达到一定温度 C．乙中①、③对比可探究铁的锈蚀条件与氧气是否有关 D．乙中①、②、③对比可探究铁的锈蚀条件与氧气和水等物质是否有关 【例2】某物质的着火点为t℃,右图中该物质燃烧得最旺的点是（ ） A．Q点 B．N点 C．P点 D．M点· · Q M P · · N O 温度/℃ O2的含量 t 【例3】一种新型的“绿色电池——燃料电池”是把H2，CO，CH4等燃料和空气不断输入，直接氧化，使化学能转化为电能，被称为“21世纪的绿色发电站”。这三种气体可以作为燃料的原因（ ） A．燃烧产物均为二氧化碳和水 B．都是无毒无害的气体 C．都可燃烧，放出大量的热 D．均在自然界中大量存在 【例4】某种物质经测定只含有一种元素，因此这种物质肯定是 （ ） A．一定是纯净物 B．一定是单质 C．一定是混合物 D．可能是一种单质 【例5】3g木炭和5g氧气在密闭容器中完全反应，则下列叙述中正确的是 （ ） A．产物全是CO B．产物全是CO2 C．产物是CO和CO2的混合物 D．以上答案都可能 【例6】在如图实验中，假设所给澄清石灰水完全吸收了生成的二氧化碳气体，结合下列数据，则说法错误的是（ ） A．生成的气体是混合物 B．I中减少的质量是氧元素的质量 C．反应停止后应先将导管移出液面 D．II中增加的是二氧化碳的质量 1.下列关于燃烧的叙述中正确的是（ ） A．燃烧一定属于化合反应 B．有发光放热反应的变化一定是燃烧 C．可燃物燃烧一定有发光放热现象 D．在纯氧中能燃烧的在空气中一定也能燃烧 2. 一辆客车夜晚行驶在公路上，发现油箱泄漏，车厢里充满了汽油的气味，这时应该采取的应急措施是（ ） A．洒水降温溶解汽油蒸汽 B．打开所有车窗，严禁一切烟火，疏散乘客 C．让车内乘客集中到车厢后部 D．开灯查找漏油部位 3．已知白磷的着火点是40℃，利用白磷、铜片、热水和冷水不能达到验证“可燃物燃烧需要达到着火点”的实验是（ ） A． B． C． D． 4. 人们常在可燃物建筑材料中添加阻燃剂以防止火灾。Mg(OH)2是一种常见的阻燃剂，在380℃时分解成水蒸气和耐高温的MgO,并吸收大量的热。下列说法错误的是（ ） A．Mg(OH)2分解吸热能降低可燃物的着火点 B．Mg(OH)2分解吸热能降低可燃物的温度 C．Mg(OH)2分解的产物能使可燃物与氧气隔绝 D．MgCO3比CaCO3易分解，也可作阻燃剂 5．如图所示，加热烧瓶中的水使之沸腾．水蒸气从铜管喷出，把火柴靠近管口P处，火柴被加热，迅速移开火柴，火柴开始燃烧．下列说法错误的是（ ） A．水沸腾，水分子质量和体积增大 B．P处水蒸气的作用是使火柴温度达到着火点 C．火柴移离水蒸气，与氧气充分接触，从而燃烧 D．火柴燃烧的产物含有二氧化碳和水 6. 石墨烯是由碳元素组成的、性能非常优良的纳米材料，具有超强的导电、导热性能，石墨烯是人类一直强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍，则下面关于石墨烯的认识错误的是（ ） A．可做散热材料 B．是一种化合物 C．具有可燃性 D．完全燃烧生成二氧化碳 7. 下列说法正确的是（ ） A．木炭和石墨都是由碳元素组成的纯净物 B．石墨能导电，木炭有吸附能力 C．造成金刚石和石墨物理性质的差异是由于组成两种物质的元素不同 D．C60是一种新化合物 8. 密闭容器中盛有2 g碳和4 g氧气，加热使之充分反应，最后容器里的气体是（ ） A．CO2 B．CO C．CO2和CO D．CO2和O2 9．实验室常用木炭粉还原氧化铜，实验装置如图所示，关于该实验，下列叙述正确说法的个数有（ ） （1）澄清的石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成 （2）反应后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量 （3）反应中消耗的氧化铜与碳的质量一定相等 （4）反应中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大 （5）反应前后固体中氧原子的质量保持不变 （6）反应后的气体可能含有CO A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 10．有关木炭还原氧化铜实验，图示关系正确的是（ ） 选项 A B 图示 选项 C D 图示 11．根据下图的物质相互转变关系，完成下列填空： （1）写出化学式：A是________B________C________D________。 （2）反应的化学方程式： ①___________________________________________； ②___________________________________________； ③___________________________________________； ④___________________________________________。 12．某实验创新小组对木炭还原氧化铜的实验做了改进，其操作步骤如下： （1）取一片铜片，用砂纸除去其表面的氧化物使其表面呈光亮的紫红色； （2）用酒精灯将上述铜片烧到红热后，立即伸入到盛有氧气的集气瓶中，观察到现象为：铜片表面变成________色； （3）在一支干燥大试管中装入一定量的经烘干处理后的木炭粉，再将经过（2）处理过的铜片部分埋入木炭粉中； （4）按照如图所示的装置图连接好各种仪器； （5）加热大试管，其中发生反应的化学方程式为：__________________当观察到澄清石灰水：________后，先________，后________； （6）待试管冷却后，用镊子取出铜片，洗净后观察。 回答下列问题： ①填写上述各空； ②（2）中用到的夹持仪器是：__________________（填名称）； ③（5）中先后操作颠倒，造成的后果是：_______________________________； ④（6）中观察到的现象是：铜片表面埋入木炭粉的部分：_______________。 13.用如图装置完成以下实验： （1）探究燃烧条件：若B处盛放木炭． Ⅰ．先在A处通入氮气一段时间后，在B处加热，B、C处没有明显变化； Ⅱ．待B处冷却至室温，在A处通入氧气一段时间后，B、C处没有明显变化； Ⅲ．在A处继续通入氧气，然后在B处加热，发现木炭燃烧，C处变浑浊． Ⅰ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是________；Ⅱ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是________ ． （2）模拟工业炼铜：若B处盛放氧化铜粉末和碳粉．在A处通入氮气一段时间后，B处下方用喷灯加热，B处可观察到的现象为________ ， C处可观察到的现象___________________________． 《自然》杂志刊载“绿色炼铁”技术；电解熔融的氧化铁得到铁和氧气，该反应的化学方程式：________ ，该炼铁技术另一种产物的用途为________ ． 14.下面是两个探究可燃物燃烧条件的实验，请回答相关问题。                                             图 1                                                                 图 2 （1）如图1向C中加入少量白磷，再加入热水，塞好胶塞，使导管口浸入热水中，白磷不燃烧。打开 K1 ， 将A中溶液滴入B中，C中有气泡冒出，白磷燃烧。A中发生反应的化学方程式为________ 。此实验运用对比的方法研究了燃烧的一个条件，它是________ 。 （2）如图2所示，在空气中放置时，两团棉花均不燃烧；若将足量二氧化碳倒入烧杯时，可以观察到的现象有：①________ ；②粘有过氧化钠的棉花燃烧；③未粘有过氧化钠的棉花不燃烧。通过上述实验的对比分析，写出产生现象②的原因________ 。 1. 下列关于燃烧的说法正确的是（ ） A．物质与氧气反应时都会燃烧 B．只有燃烧可将化学能转化为热能 C．用木材引燃煤，是为了提高煤的着火点 D．增大可燃物与空气的接触面积，可使其充分燃烧 2．对下列事故的处理中，错误的是（ ） A．人身上衣服已经着火，应该躺在地上打滚，把火扑灭 B．炒菜时，油锅着火，迅速盖上锅盖灭火 C．酒精灯被打翻，在桌面上燃烧，迅速用湿抹布盖灭 D．电器设备着火，迅速用泡沫灭火器灭火 3. 纳米管被誉为21世纪最有前途的新型材料。纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米（1纳米=10-9米）的空心管。下列说法错误的是（ ） A．纳米管是一种新型有机化合物 B．纳米管如完全燃烧，则生成物为二氧化碳 C．纳米管在常温下化学性质稳定 D．纳米管管道多，表面积大，吸附能力强 4. 下列对一些事实的解释错误的是（ ） 5. 下列有关碳单质的说法错误的是（　　） A．金刚石是天然存在的最硬的物质 B．石墨和C60是由不同种原子构成 C．金刚石和石墨的化学性质相似 D．活性炭包可放在冰箱中除异味 6. 工业炼铁中会发生碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是（　　） A．C B．Fe2O3 C．CO2 D．Fe 7．如图所示的一组实验可用于研究燃烧条件，下列说法中不正确的是（ ） A．图l实验能比较白磷和红磷的着火点高低 B．若将图2白磷换成红磷不能观察到燃烧现象 C．图l中水下白磷未燃烧是由于没有与氧气接触 D．图l和图2实验烧杯中的热水只起到提高温度的作用 8. 如图是金刚石、石墨、C60和碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是（ ） A．金刚石、石墨、C60和碳纳米管完全燃烧后的产物都是CO2 B．金刚石、石墨、C60和碳纳米管的物理性质有较大差异的原因是构成这些物质原子种类不同 C．常温下C60和碳纳米管的化学性质很活泼 D．石墨在一定条件下转变为金刚石是物理变化 9．有A、B、C三种黑色粉末，A和C两种物质的混合物在高温下反应，生成光亮红色的物质，A是单质，C是一种氧化物，B能增大氯酸钾的分解反应速率。 试推断出这三种物质（用化学式表示）：A________，B________，C________。 10. 木炭冶炼金属已有几千年历史。 ① 木炭与氧化铜反应的化学方程式是____________；其中氧化铜失去氧，发生了____反应。（填“氧化”或“还原”） ② 有人认为不能把石灰水变浑浊作为木炭跟氧化铜发生反应的充分证据。因为加热的试管中还有可能发生的化学反应是___________________（用化学方程式表示） ③ 当装石灰水的试管内不再出现气泡时，反应停止，应先________________________， 再_______________________,冷却后把试管里的残留固体倒在纸上，残留固体中肯定含 ____________（写化学式），可能含_______________写化学式） 11. 化学活动课上，老师给同学们表演了一个“水能生火”的魔术（如图所示），他将包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉放在石棉网上，向脱脂棉上滴了几滴水，脱脂棉立刻燃烧起来．通过查阅资料可知，过氧化钠和水反应的产物只有两种，都是初中化学常见的物质．根据所学化学知识回答： 　 （1）从燃烧的条件分析可知，过氧化钠（Na2O2）和水发生反应生成了可以支持燃烧的物质________，反应 ________ （吸收”或“放出”）大量的热。 （2）根据质量守恒定律可推测另一种产物必含的元素是_____________________________ 。 （3）过氧化钠和水反应的化学方程式是____________________________________________。 12. 碳及其性质的应用。 （1）如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失，说明木炭具有　 　能力，其原因是木炭具有　 　的结构。 （2）在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，原因 是　 。 （3）将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，写出反应的化 学方程式　 　；将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当的质量恰好等于　 　时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。 （5）写出碳在高温时还原氧化铜的化学方程式，并计算要使80g氧化铜完全还原，需要碳的质量至少是多少？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$