4.1 化学反应发生的条件课件 -2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

4.1 化学反应发生的条件 1 我们的身边时刻发生着许许多多的化学反应。利用化学反应可以烹饪食物、制造药物、合成材料、给发动机提供动力、为生命活动提供能量······化学反应能否发生，既取决于反应物本身的性质，也与反应的条件直接相关。 新课导入 • 目标预览 • 能认识化学反应需要一定的条件；能通过实验探究认识燃烧的条件，理解燃烧和灭火的原理及其在生活中的应用，初步体会调控化学反应的重要意义；能运用控制变量的思想设计探究燃烧的条件等实验的方案， 一、化学反应需要一定的条件 生活经验告诉我们，潮湿的树枝不易燃烧，晒干后则较容易被点燃。树枝燃烧起来后，在一段时间内可持续地提供光和热。气能够在气中燃烧，但把氢气和氧气简单地混合在一起，即使经过很长时间也不会发生变化，而遇到火星氢气就会在氧气中发生剧烈的化学反应而爆燃。 新课讲解 我们已经知道，不同化学反应的发生，可能需要不同的反应条件。影响化学反应的条件主要有反应物的浓度、温度、压强、催化剂等。 例如，碳酸氢铵在微热条件下即分解生成氨气、水和二氧化碳；石灰石的主要成分碳酸钙 (CaCO3) 在温度达到 825℃ 时才开始分解，生成氧化钙 (CaO) 和二氧化碳气体；水在通电条件下能分解生成氢气和氧气。 二、燃烧的条件 我们已经学习过碳、铁、磷在氧气中燃烧的知识，请你回忆这些物质在氧气中燃烧的实验过程与现象，并试着归纳燃烧的特征。 燃烧是人类最早利用的化学反应之一，燃烧造福于人类，给人类带来文明。燃烧是一种发光、放热的剧烈的化学反应。 图 4-1 利用燃料的燃烧为火箭发射提供推动力 图4-2 利用火烹饪食物 燃烧是非常快速的化学反应，需要具备一定的条件才能发生。 依据你的生活经验和已学知识，思考下列问题。 1.所有的物质都能燃烧吗? 举例说明。 不是所有的物质都能燃烧。 如纸张可以燃烧，而石块不能燃烧。 2.用烧杯罩住燃着的小蜡烛，小蜡烛能长时间持续燃烧吗?为什么? 用烧杯罩住燃着的小蜡烛，小蜡烛燃烧会消耗氧气，一段时间后，小蜡烛会因烧杯中氧气减少而熄灭，所以不能长时间持续燃烧。 3.做铁丝在氧气中燃烧的实验时，需要在铁丝下端系上火柴梗，火柴梗在实验过程中起什么作用? 火柴梗在实验过程中起引燃的作用，“点燃”在引发燃烧中的作用是使可燃物达到燃烧所需要的最低温度。 4.为什么在高温干燥的季节里，在没有明火的情况下，森林里也可能发生火灾? 高温干燥的季节里，暴露在空气中的枯枝落叶达到了燃烧所需要的最低温度，从而引起了燃烧。 物质燃烧一般需要同时满足三个条件： (1)物质具有可燃性(该物质称为可燃物)； (2)可燃物与氧气接触； (3)可燃物达到燃烧所需要的最低温度。 图4-3 燃烧条件示意图 某种可燃物燃烧所需的最低温度称为该物质的着火点。 在空气中，可燃物的温度达到其着火点时，即可发生燃烧。 燃烧发生所需的最低温度，可以通过点燃、加热、电火花等方式达到。 图4-3 燃烧条件示意图 一些常见物质的着火点如表 4-1 所示。 表 4-1 几种物质的着火点 白磷的着火点只有40℃，但在80℃热水中的白磷并不能燃烧，为什么?要使可燃物燃烧，除了需要一定的温度外，还需要充足的氧气。如图 4-4 所示，如果往热水中不断地通入氧气，热水中的白磷能燃烧吗? 图4-4 往热水中的白磷通氧气 图4-4 往热水中的白磷通氧气 80 ℃热水中的白磷不能燃烧，因为它没有与氧气接触。往热水中不断地通入氧气，热水中的白磷能燃烧。 同时满足物质燃烧所需的三个条件，燃烧就能发生。我国研发团队克服技术上的困难，研制出可以在水下燃烧的火炬。2022年北京冬奥会在奥运史上首次实现机器人水下火炬接力传递。为使火炬能够在水下燃烧，还需解决防水、供氧两个难题。 图4-5 2022年北京冬奥会火炬“飞扬” 研发团队在火焰周围精心设计了一层气动防水罩，使火焰免受水的影响；同时，火炬燃烧器中装有助燃剂，解决了火炬燃烧供氧的问题，让奥运圣火呈现出水下燃烧的胜景。 图4-5 2022年北京冬奥会火炬“飞扬” 燃烧可能引发爆炸，如火药的爆炸节日燃放的烟花爆竹、用于拆除旧建筑物的定向爆破以及用于矿物开采的爆破等。你认为爆炸的条件是什么? 图4-6 定向爆破 爆炸必须具备的三个条件： (1)爆炸性物质：能发生反应的物质，包括气体、液体和固体。 (2)反应所需物：大多数为氧气。 (3) 点燃源：包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。 如果在有限的空间内发生急速的燃烧，短时间聚积大量的热，使气体的体积迅速膨胀，就会引起爆炸。 爆竹、炸弹的爆炸和矿物开采的爆破都是依据这一原理。 如果氧气的浓度较高，或可燃物 (气体、粉尘) 与氧气的接触面积很大，燃烧范围广，周围的空气迅速猛烈膨胀，也会发生爆炸。 取一个容积为 500~1000mL的圆筒形无底塑料瓶(如装食用油的瓶子)，倒置固定在铁架台上。从瓶塞处插入一根玻璃导管，导管连接一根橡胶管，瓶颈处装一些干燥的细面粉。在瓶内壁上方粘一截点燃的蜡烛，瓶底盖上一张硬纸板，如图4-7所示。从橡胶管往瓶中用力吹入空气，观察发生的现象。 图4-7 粉尘爆炸实验 可燃性气体和固体粉末，与空气接触充分，遇明火时都有可能发生爆炸。 因此，为了生命和财产安全，在生产、储存、运输、使用易燃物和易爆物时，一定要严格遵守有关规定，严禁烟火，防止撞击和高温，杜绝违章操作。 同时在油库、面粉加工厂、棉纺厂、化工厂和煤矿矿井内，都要配备消防器材，并设置明显的安全标志。 图4-8 几种消防安全标志 三、完全燃烧与不完全燃烧 古代字画之所以保存至今仍不褪色，正是因为所用墨汁主要含碳。常温条件下碳的化学性质比较稳定。如果温度升高，碳的化学性质仍然比较稳定吗? 图 4-9五代南唐董源画作 前面我们已经学过，碳在氧气充足时燃烧生成二氧化碳，同时放出大量的热。而在氧气不充足时，碳燃烧会生成一氧化碳。 碳＋氧气 (不足) 一氧化碳 点燃 C O2 CO 一氧化碳是一种无色、无气味的气体燃料，燃烧生成二氧化碳。 一氧化碳＋氧气 二氧化碳 点燃 CO O2 CO2 一氧化碳 一氧化碳具有毒性，吸入人体内的一氧化碳与血液里的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失输氧功能，导致人体缺氧，甚至室息死亡。 使用燃气热水器、燃气灶时，应保持良好通风,避免燃气燃烧不充分导致室内一氧化碳浓度升高，引发中毒事故。发生一氧化碳中毒时，应立即打开门窗通风，并迅速将中毒者移至空气新鲜处，中毒严重者应立即送医院救治。 当氧气充足时，可燃物完全燃烧，放出的热量多；氧气不充足时，可燃物不完全燃烧，放出的热量少。 含碳元素的可燃物在氧气充足时，完全燃烧，生成二氧化碳；在氧气不充足时，不完全燃烧，生成一氧化碳，甚至生成微小的炭黑颗粒等物质。 我国汉代的缸灯是一种充分燃烧型灯具，通常制成人形、动物形或器物形。灯的导烟管分单管和双管两种，其作用是把烟气导入灯腹内，减少室内的烟尘污染。灯盘一般带有灯罩，灯罩由两片弧形屏板构成，其作用除配合导烟管控制污染外还可以调节开合方向和开启程度，达到挡风、调光的目的。 以汉代的彩绘雁鱼青铜缸灯(图4-10)为例灯的整体造型呈鸿雁回首衔鱼伫立状，由雁首颈(衔鱼)、雁体、灯盘、灯罩四部分套合而成，可拆卸清洁。灯点燃时，烟雾通过导烟管溶入体腔内的清水，让外部空气不断进入灯罩内部使燃油充分燃烧，灯罩的挡风和调风都有利于提高燃油的燃烧效率。 汉代的灯具体现了我国古代劳动人民的智慧，而欧洲直到 15 世纪才出现类似的铁皮导烟罩。 图4-10 汉代彩绘雁鱼青铜釭灯[出土于山西省朔县(今朔州市朔城区)照十八庄] 四、防火与灭火 燃烧在工农业生产和生活中有着广泛的应用，但燃烧一旦失控，会造成火灾，给人类带来灾难 (图4-11)。 图4-11 消防员在扑灭森林火灾 1.请你应用燃烧条件的知识，尝试用不同的方法使燃着的蜡烛熄灭把熄灭方法、实验结果和你的分析记录在表4-2中。 表4-2 熄灭蜡烛的方法 表4-2 熄灭蜡烛的方法 2.请你根据物质燃烧的条件，将上述熄灭蜡烛的方法进行分类，并说明其灭火的原理。 方法1和方法5利用的原理是使可燃物的温度降到着火点以下； 方法2和方法3主要利用的原理是使燃烧着的可燃物与氧气隔绝； 方法4利用的原理是将可燃物撤离燃烧区，与火源隔离。 一旦发生火险，不要惊慌，要沉着应对。依据燃烧发生的条件，一般可以采用下列三类方法灭火： (1)将可燃物撤离燃烧区，与火源隔离。例如，液化气、煤气起火，首先要迅速关闭阀门，以断绝可燃物的来源；扑灭森林火灾，可以用设置隔离带的方法使森林中的树木与燃烧区隔离。 (2)将燃烧着的可燃物与空气隔离。例如，厨房油锅刚起火时，盖上锅盖就能灭火。二氧化碳灭火器能灭火的原因之一，是由于灭火器喷出的大量二氧化碳在燃烧物周围形成二氧化碳气体层，使燃烧物与空气隔绝。 (3)使用大量的冷却剂 (如水) 冷却燃烧物，使燃烧物的温度降低到着火点以下。 常用的灭火器材有泡沫灭火器、干粉灭火器和液态二氧化碳灭火器等。请查看你学校里配备了哪种灭火器，了解其使用方法和适用范围，并与同学交流。 几种常用的灭火器的使用方法和适用范围如下： 1.泡沫灭火器(水基型灭火器)：取下喷射软管，拔掉保险销；按下压柄，对准火焰根部喷射。用于扑灭非水溶性可燃性液体，如汽油、柴油等，以及固体材料，如木材、棉布等引起的失火。 2.干粉灭火器：上下摇动灭火器几次，拔出保险销；在距火源约3米处，对准火焰根部；保持灭火器直立状态，压下把手，向前平推，左右横扫。可用来扑灭一般失火以及油、气等燃烧引起的失火。 3.液态二氧化碳灭火器：拔出保险销；一只手握住手柄，另一只手按下压把 (注意防止冻伤)，扫射上风处火源。用于扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等物品的失火。 如果火势较大，有蔓延的可能，就应迅速沿着疏散通道离开火场，并拨打火警电话 119 求救。 如果被困在火灾区，要冷静地根据具体情况，采取相应的措施自救。如用湿毛中或口罩捂住口鼻，低下身子沿墙壁或贴近地面撤离火灾区，到窗口呼救等。 图4-12 遇火灾时的自救方法 常见灭火器 干粉灭火器 灭火原理：利用压缩的二氧化碳吹出干粉 (主要含有碳酸氢钠或磷酸铵盐)。 适用范围：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，除可用来扑灭一般失火外，还可用来扑灭油、气等燃烧引起的失火。 图4-13 干粉灭火器 图 4-14 二氧化碳灭火器 二氧化碳灭火器 灭火原理：加压时将液态二氧化碳压缩在小钢瓶中，灭火时再将其喷出，有降温和隔绝空气的作用。 适用范围：灭火时不会因留下痕迹而使物体损坏，因此可用来扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等物品的失火。 图 4-15 水基型灭火器 水基型灭火器 发灭火原理：产生的泡沫喷射到燃料表面，使可燃物与空气隔绝。 适用范围：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、棉布等燃烧引起的失火。 1.下列有关燃烧与灭火的说法中正确的是( )。 A.为防止森林大火蔓延可开挖隔离带，其目的是将可燃物与火隔离 B. 房屋失火，消防员用水灭火是为了降低可燃物的着火点 C.汽油放置在空气中没有燃烧是因为汽油不是可燃物 D.用灯帽盖灭酒精灯，是为了降低可燃物的温度 A 2.为探究物质的燃烧条件，某同学进行了如右图所示的实验，下列有关说法中正确的是( )。 A. 现象②说明物质燃烧需要达到一定的温度 B. 现象②③说明物质燃烧需要氧气 C. 现象③说明红磷不是可燃物 D. 现象①③说明白磷的着火点比红磷的着火点低 D 3.当燃气燃烧不充分，火焰呈现黄色时，需调节灶具进风口，其目的是( )。 A.增大空气的进气量 B. 减少燃气的进气量 C.增大燃气的进气量 D. 减少空气的进气量 A 4. 下列有关燃烧、防火与灭火的说法中正确的是( )。 ①煤炉生火，用木材引燃煤炭，是为了降低煤炭的着火点 ②利用细沙灭火的原理是清除了可燃物 ③禁止向燃着的酒精灯中直接添加酒精 ④煤气泄漏时，立即关闭阀门并开窗通风 A.①②③④ B.②③④ C.①② D.③④ D 5. 将棉手帕放入一定浓度的酒精溶液中浸湿，用坩埚钳夹住点燃，待火焰熄灭后，棉手帕依然完好。下列有关该实验的叙述中正确的是( )。 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 D.酒精中的水蒸发使温度未达到棉手帕的着火点 D 6.室内起火时，为什么不能急于打开门窗? 请说明其中的道理。从火灾现场逃生时，常要用湿毛巾捂住口鼻，你知道这一做法的理由吗? 室内起火时不能急于打开门窗，是因为打开门窗会使空气大量涌入，提供更充足的氢气，会使火势更加猛烈。 从火灾现场逃生时用湿毛巾捂住口鼻的理由： 火灾会产生大量的有害气体和烟尘，用湿毛巾捂住口鼻可以过滤部分有害气体和烟尘，减少其对呼吸道的伤害，并且湿毛巾中的水分可以一定程度上降低吸入空气的温度，避免呼吸道被高温灼伤。 课堂小结 1.下列关于燃烧的说法中不正确的是( ) A. 都是化学反应 B. 都发光 C. 都是放热反应 D. 都是化合反应 D 课堂练习 2. 用如图所示实验验证可燃物燃烧的条件。已知：白磷和红磷的着火点分别为 40 ℃、240 ℃。 (1) 铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，说明可燃物燃烧的条件之是_________________________________。 温度达到可燃物的着火点 (2) 能验证可燃物燃烧需要与氧气接触的现象是___________________ _______________________________________________________________。 (3) 热水的作用是______________ _______________________________。 铜片上的白磷燃烧，热水中的白磷不燃烧 提供热量和隔绝空气 3.下列物质与空气混合后遇明火，不会发生爆炸的是 ( ) A. 沼气 B. 氮气 C. 汽油 D. 面粉 B 4. 在下列蜡烛燃烧的实验中，对有关实验现象的描述错误的是 ( ) A. 实验1中蜡烛火焰逐渐熄灭 B. 实验 2中白瓷板表面无明显变化 C. 实验3中外焰部分的火柴梗最先炭化 D. 实验 4 中烧杯内有气泡生成，蜡烛火焰熄灭 B 5. 掌握灭火的原理和方法对于保障生命与财产安全具有重要意义。下列说法正确的是( ) A.室内起火，打开所有门窗通风 B.电器在使用时着火，立即用水扑灭 C.用灯帽盖灭酒精灯的原理是隔绝空气 D.用水喷淋灭火能够降低可燃物的着火点 C $$