内容正文:
1
2
能源的合理利用与开发
第七单元
3
知识体系建构
知识全面梳理
核心考点突破
目
录
重点实验探究
跨学科实践活动
4
5
知识点1 燃烧的条件与调控
1.燃烧的条件
(1)燃烧的概念:通常情况下,可燃物与______发生的一种__________、
__________的剧烈的______________。
氧气
发光
放热
氧化反应
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(2)燃烧的条件
(3)燃烧条件的探究(详见重点实验探究栏目)
着火点
可燃物
氧气(或空气)
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2.燃料燃烧的调控
(1)燃料充分燃烧的条件与意义
①条件:a.燃烧时要有足够的空气(氧气),如做饭时,调节燃气灶或煤炉的进风口等。
b.燃料与空气要有足够大的接触面积,如工业燃煤时,常将煤块粉碎成煤粉等。
②意义:提高燃料的利用率、节约能源、减少环境污染。
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(2)灭火的原理和方法
①原理:破坏燃烧的条件,阻止燃烧反应的发生。
②方法
可燃物的着火点
可燃物
可燃
氧气(或空气)
物
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【易错提醒】
①着火点是可燃物的固有属性,一般不能被改变,不同的可燃物的着火点不同。
②灭火时只能降低温度至可燃物的着火点以下,而不能改变可燃物的着火点。
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3.常见灭火实例
实例 灭火措施 灭火原理
油锅着火 用锅盖盖灭 隔绝氧气(或空气)
电器着火 干粉灭火器 隔绝氧气(或空气)
图书、档案着火 二氧化碳灭火器 降低温度至可燃物的着火点以下,隔绝空气
木材着火 喷水 降低温度至木材的着火点以下
森林着火 设置、开辟隔离带 清除或隔离可燃物
酒精洒到实验桌上燃烧 用湿抹布盖灭 隔绝空气、降低温度至可燃物的着火点以下
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【即学即练】
下列关于燃烧与灭火的说法,正确的是( )
A.降低温度一定能达到灭火的目的
B.用水灭火是降低了可燃物的着火点
C.因为燃烧需要三个条件,所以灭火也需要满足三个条件
D.开辟隔离带可避免森林火势蔓延
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知识点2 易燃物与易爆物的安全知识
1.爆炸:易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。
2.爆炸极限:可燃气体等在空气中达到一定的含量时,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。
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3.与燃烧和爆炸有关的图标
可燃气体、粉尘等遇明火易发生爆炸。因此,在空气中分散有可燃性气体或粉尘的场所应严禁烟火、电火花,同时要张贴相应的图标。
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4.生活中的安全常识
(1)如果火势不大,可根据可燃物及起火原因选择合适的方法和灭火器材
将火扑灭;如果火势较大或有蔓延的趋势和可能,应立即拨打119火警电
话,并采取必要的自救措施,如用____________捂住口鼻,蹲下靠近地
面或沿墙壁跑离着火区域等。
(2)油锅着火应_____________________________。
(3)电器着火不能用水浇灭,应先__________,再用干粉灭火器进行灭火。
湿毛巾
用锅盖盖灭(或放入较多蔬菜)
切断电源
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(4)室内着火,__________________,否则会提供更充足的氧气,使燃烧更
旺。
(5)森林着火,应在火势蔓延的前方砍伐森林,形成隔离带,并向逆风方向
逃离。
(6)家用煤气或天然气等泄漏,不可立即开灯检查或打开抽油烟机,应
____________________。
(7)进入闲置的地窖前,要做______________。
(8)加油站、面粉厂和煤矿的矿井内一定要严禁烟火。
(9)点燃氢气、甲烷和一氧化碳等可燃性气体前一定要______,防止爆炸。
不能立即打开门窗
关闭阀门并开窗通风
灯火试验
验纯
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【即学即练】
1.判断下列说法的正误。
(1)燃气泄漏后,要打开排风扇通风( )
(2)室内起火时,要打开门窗及时通风( )
(3)可燃气体与空气混合一定会发生爆炸( )
✕
✕
✕
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2.生活中的下列做法不正确的是( )
A.电动车应利用充电桩充电,以免引发火灾
B.不因好奇点燃杨絮柳絮,以免发生危险
C.高层楼房发生火灾时,立即乘电梯逃生
D.不要将燃着的烟头等物品扔进下水道,以免引起爆炸
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知识点3 化石能源的合理利用与开发
1.化学反应中的能量变化及意义
(1)化学反应中能量变化通常表现为热量的变化,分为______热量和
______热量。
放出
吸收
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(2)常见的放热反应与吸热反应
类别 举例 化学方程式
放热
反应 各种燃料的燃烧(如酒精燃烧) _____________________________
金属与稀酸的反应(如镁与稀盐酸) _________________________
生石灰与水的反应 _______________________
酸碱中和反应(如稀盐酸和氢氧化钠) __________________________
====
点燃
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
Mg+2HCl====MgCl2+H2↑
CaO+H2O====Ca(OH)2
NaOH+HCl====NaCl+H2O
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吸热
反应 碳与二氧化碳在高温下的反应 C+CO2 2CO
加热高锰酸钾制氧气 _________________________________
碳酸钙高温分解 ______________________
金属的冶炼(如一氧化碳还原氧化铁) __________________________
2KMnO4 K2MnO4 +MnO2+O2↑
====
△
CaCO3 CO2↑+CaO
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
====
高温
====
高温
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(3)能量转化
常见的其他能量形式有电能、光能、化学能等。如太阳能电池板工作时
将光能转化为____能;蓄电池充电时将电能转化为__________能;
绿色植物光合作用将________能转化为化学能。
电
化学
光
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2.化石能源的利用和对环境的影响
燃料 主要成分 主要用途 对环境影响
煤 ________
元素 作燃料,通过反应得到焦炭、煤气、煤焦油等 燃烧时产生的SO2、NO2在空气中发生反应后的生成物溶于雨水形成酸雨
石油 ________
和
________
元素 提取汽油、煤油、柴油、润滑油等 汽车使用的汽油或柴油燃烧产生的CO、未燃烧的碳氢化合物、氮氧化物随尾气排放到空气中,造成大气污染
碳(或C)
碳(或C)
氢(或H)
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天然气 _____
(填化
学式) 作燃料 较清洁,几乎无污染
CH4
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【归纳总结】
甲烷的燃烧实验及元素组成探究
①点燃甲烷前,先检验甲烷的纯度。
②点燃从导管放出的甲烷,在火焰的上方罩一个干燥的烧杯,过一会
儿,观察到火焰呈____色,干燥的烧杯内壁出现______________。反应的化学方程式为____________________。
蓝
CH4+2O2 CO2+2H2O
无色液滴
====
点燃
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③迅速把烧杯倒过来,向烧杯内注入少量澄清石灰水,振荡后的现象为
__________________________。
④可得结论:甲烷具有可燃性,甲烷燃烧生成水和二氧化碳,甲烷中一
定含有________元素。
烧杯中的澄清石灰水变浑浊
碳、氢
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3.改善化石燃料对环境影响的措施
(1)①使用脱硫煤;②改进生产中使用的脱硫设备;③用天然气代替煤。
(2)①改进汽车发动机的燃烧方式;②使用催化净化装置;③加大尾气检测力度,推广使用电动汽车。
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4.新能源的利用与开发
(1)两种绿色能源(清洁燃料)
燃料 乙醇 氢气
燃烧时化学方程式 ____________________________ _________________
优点 ①可再生;
②节省石油资源,减少污染 ①热值高,产物是水,无污染;
②可由水分解得到,来源广泛
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
2H2+O2 2H2O
====
点燃
====
点燃
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用途 常用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料,可以做乙醇汽油等 可用作火箭、宇宙飞船的燃料,作为化学电池用作汽车的驱动电源,可用于冶炼以及合成氨、盐酸等工业
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【归纳总结】
实验室制取氢气
①反应的化学方程式:Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑。
②实验装置:
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(2)其他能源
①新能源:目前开发的新能源有太阳能、风能、潮汐能、地热能、生物质能和核能等。
②可再生能源:不随其本身的转化或人类的利用而减少的能源,如太阳能、生物质能、风能、地热能等。
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【即学即练】
判断下列说法的正误。
(1)石油分馏是物理变化,煤的干馏是化学变化( )
(2)天然气和乙醇都是不可再生能源( )
(3)加高炼铁厂烟囱,可减少空气污染( )
(4)煤、石油、天然气属于纯净物,属于不可再生资源( )
√
✕
✕
✕
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命题点1 燃烧条件与灭火原理
1.【传统文化·古代典籍】(2025·连云港节选)中华文化源远流长,化学与文化传承密不可分。
《庄子》中记载“木与木相摩则然(燃)”。从燃烧条件分析,“木与木相摩”的取火原理是使可燃物______________________。
思维导引:燃烧的条件→可燃物、与氧气接触、达到可燃物的着火点三者缺一不可。
温度达到可燃物着火点
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2.(2025·枣庄滕州一模)某同学进行探究实验时,将铁丝、铁粉分别用酒精灯加热,铁丝红热,铁粉剧烈燃烧、火星四射。下列说法不正确的是( )
A.一定条件下,铁能够燃烧
B.酒精灯加热改变了铁的着火点
C.增大铁与氧气的接触面积可促进燃烧
D.能用灯帽盖灭酒精灯是因为隔绝了氧气
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3.(2024·日照)下列事实解释不合理的是( )
A.汽油要密封保存——分子总是在不断运动
B.煤粉比煤块燃烧更旺——增大了与氧气的接触面积
C.沙漠地区的铁制品锈蚀较慢——沙漠地区空气干燥
D.吹灭蜡烛——隔绝了氧气
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4.(2025·威海改编)为探究飞机发动机燃烧室内燃料喷成细雾状的原因,
进行如下实验。
(1)分别取两份等体积的航空煤油,一份放在金属瓶盖内点燃(图1),一份
用喷壶喷成细雾状后点燃(图2)。结合实验现象分析,飞机发动机燃烧室
内将航空煤油喷成细雾状使其充分燃烧的目的是______________________
___________________________________(答两条)。
减少产生炭黑,防止发
动机积碳;放热多,产生更大的动力
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(2)实验结束后,金属瓶盖内的航空煤油仍在燃烧,请提供一种灭火的方
法:____________________。
沙土盖灭(合理即可)
命题点2 燃烧条件的探究
考法❶ 燃烧条件的定性探究
1.(2025·枣庄市中二模) 某同学进行木炭燃烧探究实验,实验过程如图。下列说法不正确的是( )
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A.对比I和II的现象,得出可燃物燃烧的条件之一是温度要达到着火点
B.对比I和III的现象,得出可燃物燃烧的条件之一需要充足的氧气
C.对比Ⅱ和Ⅲ的现象,得出可燃物燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关
D.观察IV中现象为澄清石灰水变浑浊,可推知木炭燃烧产物有二氧化碳
思维导引:控制变量→对比实验现象,分析各选项。
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考法❷ 燃烧条件的定量探究
2.(2024·青岛)化学反应需要一定的条件,控制条件可以调控化学反应。“启航”小组以“调控化学反应”为主题展开探究,请回答下列问题。
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【生火有道】
(1)观察生活:小组同学观察到天然气、木炭能燃烧,而水和石头不能燃烧,得出燃烧的条件之一是__________________。
实验探究:为继续探究燃烧的条件,小组同学设计并完成了图1 所示实验。
已知:白磷着火点40 ℃,红磷着火点260 ℃。磷燃烧时产生污染空气的五氧化二磷白烟。
燃烧需要有可燃物
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42
【现象与结论】
(2)①铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧,得出燃烧的条件之一是__________
________________。
②小红根据________________________________________现象,得出燃烧
的条件之一是可燃物与氧气接触。
温度达到
可燃物的着火点
铜片上的白磷燃烧,而热水中的白磷不燃烧
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【评价与反思】
(3)①实验中,小组同学认为图1装置存在不足,于是设计了图2所示装置。
图2装置的优点为______。
②小明对小红的结论提出质疑,设计了图3所示装置,对燃烧过程中的氧气
含量进行测定,得到图4所示图像。结合图像分析,“可燃物与氧气接触”应
准确地表述为____________________________。
环保
可燃物与足够浓度的氧气接触
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【调控有术】
化学反应速率与多种因素有关,为探究影响过氧化氢分解速率的因素,小组同学分别取足量且等质量的过氧化氢溶液完成了下列实验。
实验
序号 过氧化
氢溶液的
浓度/% 二氧化
锰粉末
的质量/g 温度
/℃ 10秒共收
集到氧气
的体积/mL
① 3 0 10 几乎无
② 5 0 20 几乎无
③ 5 0.5 20 14
④ 10 0.5 20 80
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(4)探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响,应选择的实验序号是______;
对比实验③和实验④,可得出的结论是________________________________
__________________;
上述实验无法探究出________________________因素对过氧化氢分解速率的
影响(写一条即可)。
②③
相同条件下,过氧化氢溶液浓度越
大,反应速率越快
催化剂的种类(合理即可)
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【应用有方】
(5)通过探究,小组同学认识到,生活中也可以通过控制条件促进或抑制
化学反应。
①用天然气做饭,发现炉火火焰呈黄色,锅底出现黑色物质,这时需要
______(填“调大”或“调小”)灶具的进风口。
②炒菜时如果油锅着火,可采取的灭火措施是_______________________
(写一条即可)。
调大
用锅盖盖灭(合理即可)
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命题点3 日常生活中的安全常识(2025山东1)
考法❶ 安全常识
1.(2025·威海)2025年5月12日是第17个全国防灾减灾日,主题是“人人讲安全,个个会应急——排查身边灾害隐患”。下列做法正确的是( )
A.电动自行车在居民楼内充电
B.夜间煤气泄漏开灯检查
C.在加油站内拨打电话
D.楼房起火时,用湿毛巾捂住口鼻,贴近地面逃离
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思维导引:判断是否符合防灾减灾的安全规范,排除危险行为→选出正确避险方式。
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2.(2025·山东)科学与生活交融,安全与健康同行,下列做法正确的是( )
A.煤炉取暖时注意通风
B.电器起火时用水灭火
C.霉变花生清洗后食用
D.用稀甲醛溶液泡海鲜
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3.(2025·青岛)生活安全离不开化学知识。下列做法正确的是( )
A.霉变食物经蒸煮后继续食用
B.室内失火时,立即打开所有门窗通风
C.发现厨房燃气泄漏时,立即打开油烟机排气
D.误服重金属盐,立即服用鲜牛奶解毒并及时就医
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考法❷ 危险化学品标志
4.(2025·济南)下列常见危险化学品标志中,表示“易于自燃的物质”的是( )
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命题点4 能源的合理利用与开发
1.(2025·烟台)2025年3月,我国首个利用清洁能源的海洋氢氨醇一体化项目在烟台建设完工。该项目的主要流程如图,相关物质的沸点如下表。
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燃料 沸点/℃(101 kPa)
氢气 -252.9
氨气 -33.5
甲醇 64.7
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(1)在水电解装置中,与电源正极相连的电极产生1 000 L气体,则与电源
负极相连的电极上产生的气体体积是________L。
(2)在合成装置1中产生氨气。氨气燃烧生成氮气和水,可作为远洋船舶的
绿色燃料。从燃烧产物看,氨气被称为绿色燃料的原因是______________
________________。
2 000
燃烧产物是氮
气和水,无污染
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(3)合成装置2中发生的反应是CO2+3H2 CH3OH+H2O。甲醇
可作燃料,其充分燃烧的化学方程式是_________________________。从
反应物分析,用合成装置2生产甲醇比用石油为原料生产甲醇有利于实现
“双碳”目标,原因是__________________________。
(4)氢气本身就是绿色燃料,转化成氨气或甲醇再作燃料的原因是________
__________________________________________________________。
2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O
====
点燃
消耗捕集的CO2,减少碳排放
氢气沸
点低,难储存运输,转化为氨气或甲醇更易储存运输(合理即可)
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2.(2025·青岛)能源是社会发展的动力,能源开发利用的程度是衡量国家生产
力水平的标志。
(1)图一展示了我国2013年至2023年间的能源结构消费占比。据图可知:占
消费主体地位的能源是______,化石燃料的使用占比逐年______(填“增加”
或“减少”)。
煤炭
减少
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(2)我国是世界上首个稳定开采“可燃冰”的国家。“可燃冰”是一种自然存
在的天然气水合物,被视为石油的替代能源。天然气的主要成分是甲烷
(CH4),它在氧气中完全燃烧的化学方程式为_____________________。
(3)我国“液态阳光”技术以二氧化碳和氢气为原料,在催化剂作用下合成
液体燃料甲醇(CH3OH),生产过程如图二所示。
CH4+2O2 CO2+2H2O
====
点燃
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①生产过程中利用的可再生能源是_________________(写一种),在电解
装置中,能量由____能转化为______能。
②请写出合成甲醇的化学方程式:______________________。
③在合成和使用甲醇的过程中,可循环利用的物质是__________。
太阳能(或风能)
电
化学
CO2+3H2 CH3OH+H2O
=====
催化剂
水(或H2O)
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3.(2025·山东)兴趣小组对长征系列运载火箭的推进剂开展调查并进行归纳整理。
推进剂 信息
推进剂Ⅰ 偏二甲肼 最早使用,稳定,
原料剧毒
四氧化二氮
推进剂Ⅱ 煤油 较环保,成本低
液氧
推进剂Ⅲ 液氢 环保
液氧
推进剂Ⅳ 复合固体推进剂 稳定,可长期储存
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(1)偏二甲肼与四氧化二氮反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4 3N2+2CO2+4H2O,偏二甲肼中碳元素与氢元素的原子个数比为______
(填最简整数比)。
(2)使用推进剂Ⅲ时,清洁无污染的原因是____________________________
__________________。
(3)在长征系列火箭中,推进剂I最早使用且技术成熟,利用表中信息分析,
开发其他推进剂的理由是____________________________________________
__________________(回答1条即可)。
1∶4
液氧与液氢的反应的生成物为
水,水本身无污染
相比推进剂Ⅰ,其他推进剂有更加环保、稳定、
可长期储存的优点
61
实验4 燃烧条件的探究
1.实验装置
注:白磷的着火点为40 ℃,红磷的着火点为260 ℃。
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(1)薄铜片的作用:导热、作载体。
(2)热水的作用:______________、_____________________。
(3)红(白)磷燃烧的化学方程式:_________________。
提供热量
隔绝氧气(或空气)
4P+5O2 2P2O5
====
点燃
63
2.实验现象及分析
装置一:
(1)薄铜片上的白磷燃烧。
原因:白磷与足量的_______________接触,且温度达到白磷的着火点。
(2)薄铜片上的红磷不燃烧。
原因:热水的温度未达到红磷的____________。
(3)热水中的白磷不燃烧。
原因:虽然温度达到白磷的着火点,但白磷未与_________________接触。
氧气(或空气)
着火点
氧气(或空气)
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装置二:
通入氧气前热水中的白磷不燃烧,通入氧气后热水中的白磷燃烧。
原因:通入氧气前,虽然温度已达到白磷的着火点,但白磷没有与氧气接
触;通入氧气后,温度达到白磷的着火点且与氧气接触。
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3.实验结论
燃烧需要的条件是____________、与充足的氧气(或空气)接触、______
__________________,三者缺一不可。
可燃物
温度
达到可燃物着火点
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4.实验方法的运用
(1)对比实验法:薄铜片上的白磷、红磷对比,白磷的着火点低,能燃烧,红
磷的着火点高,不能燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的________;薄铜
片上的白磷和热水中的白磷对比,说明燃烧需要可燃物与_____________接触。
(2)控制变量法:把一块白磷放入热水中,液封隔绝空气。其研究思路是只
提供可燃物和反应的温度,不提供氧气,检验可燃物能否燃烧。像这种控
制其他条件,检验一个条件的实验方法叫作控制变量法。
着火点
氧气(或空气)
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5.教材实验活动
实验1 实验2
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实验1中干燥的小木块先燃烧,说明小木块的着火点比小煤块的低,可以得出燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点。
实验2中过一段时间后,烧杯内的蜡烛熄灭,可以得出燃烧的条件之一是与氧气(或空气)接触。
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6.实验改进
磷燃烧产生的P2O5会逸散到空气中污染环境,可对装置做如下改进:
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【思路与方法】
控制变量法
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【基础训练】
1.用如图装置进行实验。通入O2前,白磷均不燃烧;通入O2后,甲中白磷不燃烧,乙中白磷燃烧。下列说法不正确的是( )
已知:白磷的着火点为40 ℃;红磷的着火点为260 ℃。
A.该实验能验证可燃物燃烧需要与O2接触
B.该实验能验证可燃物燃烧需要温度达到着火点
C.若将甲中的白磷换成红磷,能验证可燃物燃烧
需要温度达到着火点
D.若将乙中的白磷换成红磷,能验证可燃物燃烧需要与O2接触
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【能力训练】
2.根据如图所示实验情境,回答下列问题。
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(1)实验一中,能说明温度达到着火点才会发生燃烧的现象是____________
____________________。
(2)实验二,A、B两集气瓶中分别装有足量的红磷和木炭,两物质完全燃
烧后待装置冷却,打开a、b两个弹簧夹,A中现象与B中现象________(填“相
同”或“不相同”);原因是________________________________________。
铜片上的白
磷燃烧而红磷不燃烧
不相同
红磷燃烧产物为固体,木炭燃烧产物为气体
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【拓展训练】
3.【新考法·数字化】
(1)烧杯中装有60 ℃热水(如图1),底部放白磷。试管a、b中分别放入白磷与红磷,塞上橡胶塞,放入烧杯中。观察到只有试管a中有白烟生成。
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①图1烧杯中水的作用是____________________,对比图1中试管a、b实
验现象,说明可燃物燃烧所需条件之一是____________________________
______。
②在实验过程中发现白磷燃烧不剧烈,可能的原因是O2不足,于是对实
验进行改进(如图2),请写出物质M加入N中,可能发生反应的化学方程
式:______________________。
提供热量,隔绝氧气
2H2O2 2H2O+O2↑
====
MnO2
燃烧需要温度达到可燃物的着
火点
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(2)取5 g白磷放入试管,将温度传感器探头插入图2左边试管底部,放入60 ℃
的热水中,5秒后,将物质M注入试管中,采集数据曲线如图3所示。
①B点温度比A点高,说明左边试管发生的反应是______(填“吸热”或“放热”)
反应。
②根据D点温度比B点高,本实验可获得的结论是________________________
______________。
放热
氧气浓度越大,燃烧越剧
烈,放热越多
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与磷有关的实验
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(1)实验A 测定空气中氧气的含量:为使实验测定结果准确,红磷(或白磷)需过量,若红磷(或白磷)量不足,会导致测定结果______(填“偏大”“偏小”或“无影响”,下同)。
(2)实验B 探究燃烧的条件:通过对比铜片上和水下白磷的燃烧情况,来探究燃烧条件之一是______________________;通过对比铜片上的白磷和红磷的燃烧情况,来探究燃烧条件之一是__________________________。
(3)实验C 质量守恒定律的验证:通过将密闭容器中的红磷点燃,测定反应前后物质的总质量不变,以此来验证质量守恒定律,此实验中红磷的量对实验结果________。
偏小
可燃物需要与氧气接触
温度需要达到可燃物着火点
无影响
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活动6 调查家用燃料的变迁与合理使用
主题一:研究家用燃料的变迁
(1)图1所示为家用燃料的更新历程。
80
①过去我国北方家庭大部分用煤炉取暖,由于通风不畅,易发生CO中毒
事件,请用化学方程式解释生成CO的原因是_______________。
②结合图2分析,家用燃料从煤更新为天然气的优点有________________。
2C+O2 2CO
====
点燃
热值高,污染小
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主题二:研究新能源
(2)同学们预测未来燃料的发展方向是开发和利用清洁高效的能源。氢气
被认为是理想的能源,当前,我国氢能按图3规划发展。
①利用C+H2O CO+H2制得的氢气属于______(填“灰氢”“蓝氢”或
“绿氢”)。
②蓝氢的制得使用了碳捕捉技术,通常用纳米CaO吸附碳源,吸附原理
与活性炭相似,是因为其结构__________(填特征)。
③通过“可再生能源”分解水可获得绿氢,该能源可能是___________________
(写一种)。
灰氢
疏松多孔
太阳能(合理即可)
82
83
$