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文档简介
八年级化学(五四学制)下册第七单元知识清单一、燃烧的探究与调控(一)燃烧的本质与条件【基础】▲燃烧的定义: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。这一定义强调了三个关键词:“可燃物”是反应主体,“氧气”是常见助燃剂(但要注意广义燃烧不一定需要氧气,如镁在二氧化碳中燃烧),“发光、放热”是伴随的显著现象,“剧烈的氧化反应”是反应的化学本质。燃烧必须同时满足三个条件,缺一不可,犹如一个稳定的“火三角”:1、可燃物:这是燃烧发生的内因和物质基础。并非所有物质都能燃烧,例如水、沙子、玻璃等就不具有可燃性。不同物质,其可燃性不同。2、氧气(或空气):这是燃烧发生的助燃剂,为燃烧提供必要的氧元素。燃烧的剧烈程度与氧气的浓度密切相关,氧气浓度越高,燃烧通常越剧烈。3、温度达到可燃物的着火点:着火点是可燃物燃烧所需要的最低温度。它是物质本身的固有属性,由物质的组成和结构决定,一般情况下不能人为地升高或降低。例如,白磷的着火点约为40℃,红磷的着火点约为240℃,木材的着火点一般在250℃330℃之间。(二)燃烧条件的实验探究【高频考点】【难点】★★★探究燃烧条件的经典实验(如图,常以装置图形式考查):在500mL烧杯中注入400mL热水,并放入一小块白磷。在烧杯上盖一片薄铜片,铜片上一端放一小堆干燥的红磷,另一端放一小块已用滤纸吸干表面水分的白磷。实验现象与分析:1、铜片上的白磷燃烧,产生大量白烟。说明白磷是可燃物,且与空气(氧气)接触,温度达到了其着火点(40℃),满足了燃烧的所有条件。2、铜片上的红磷不燃烧。虽然红磷是可燃物,也与空气接触,但热水的温度(约8090℃)未达到其着火点(240℃)。对比铜片上白磷与红磷的现象,得出的结论是:燃烧需要温度达到可燃物的着火点。3、水中的白磷不燃烧。虽然白磷是可燃物,且水温达到了其着火点,但它因浸没在水中而隔绝了氧气(空气)。对比铜片上白磷与水中白磷的现象,得出的结论是:燃烧需要氧气(或空气)。4、向水中的白磷附近通入氧气(或空气),观察到白磷在水中燃烧。该改进实验进一步印证了燃烧需要氧气这一条件,并使实验结论更具说服力。实验设计方法:采用了控制变量法。分别控制了“可燃物种类”和“是否与氧气接触”这两个变量,设置了多组对比实验,从而严谨地推导出燃烧的三个必要条件。(三)燃料燃烧的调控——灭火的原理与方法【重要】★灭火的根本原理就是破坏燃烧的条件。只要破坏“火三角”中的任意一个条件,燃烧就会停止。因此,灭火有以下三种主要途径,在实际灭火中,往往是多种方法并用。1、清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离:例如,森林着火时砍伐树木形成隔离带;煤气罐着火,先关闭阀门,停止供气;草原灭火时用灭火器材打出一条隔离道。2、隔绝氧气(或空气):例如,油锅着火时,迅速盖上锅盖;酒精洒在桌面上燃烧,用湿抹布扑盖;熄灭酒精灯,用灯帽盖灭;实验室用沙土覆盖扑灭少量燃烧的金属。3、使温度降到可燃物的着火点以下:例如,用水灭火时,水蒸发吸热,降低燃烧物的温度;高压水枪喷出的水雾,不仅能降温,也能在一定程度上隔绝空气。【特别提醒】灭火是降低温度至着火点以下,而不是降低可燃物本身的着火点。(四)常见灭火器的原理与适用范围【基础】▲1、原理:以碳酸钠和盐酸反应为例,反应方程式为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。产生的二氧化碳气体不燃烧也不支持燃烧,密度比空气大,会覆盖在可燃物表面,起到隔绝空气和降温的作用。2、种类与适用范围:(1)干粉灭火器:利用压缩的二氧化碳吹出干粉(主要含碳酸氢钠等)。适用范围广泛,除一般火灾外,还可用于扑灭油、气等燃烧引起的火灾。(2)二氧化碳灭火器:液态二氧化碳喷出时汽化吸热,使温度降低,同时二氧化碳气体覆盖隔离空气。灭火时不会留下任何痕迹而使物体损坏,因此最适宜扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等物的失火。(3)水基型灭火器:喷射的灭火剂以水为主,并添加了泡沫等添加剂,能在可燃物表面形成一层水膜,隔绝空气。主要用于扑灭汽油、柴油、木材、棉布等燃烧引起的火灾。(五)易燃物、易爆物的安全知识【热点】★1、爆炸:可燃物在有限的空间内急剧地燃烧,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。例如,面粉厂、加油站、煤矿矿井(瓦斯爆炸)等场所,空气中常混有可燃性粉尘或气体,遇到明火极易发生爆炸。因此,这些场所必须严禁烟火,并保持良好通风。2、消防安全标志:认识常见的消防安全标志,如“严禁烟火”、“禁止吸烟”、“禁止放易燃物”、“当心爆炸”等,是公民必备的安全素养。3、常见易燃、易爆物:天然气、氢气、液化石油气、酒精、汽油、柴油、硫磺、红磷、白磷、烟花爆竹、面粉粉尘、煤粉等。在生产、运输、使用和贮存这些物品时,必须严格遵守相关规定。【易错辨析】爆炸不一定都是化学变化,如自行车轮胎“爆胎”是物理变化引起的。(六)燃料的充分燃烧【重要】★意义:提高燃料利用率,节约能源;减少有害物质(如CO、碳粒)的生成,降低对环境的污染。条件:(1)燃烧时有足够多的空气(氧气);(2)燃料与空气要有足够大的接触面积。例如,工业上常将煤粉碎成煤粉后燃烧,家庭用煤制成蜂窝状,都是为了增大与氧气的接触面积,使燃烧更充分。二、化学变化中的能量变化(一)化学反应中的能量变化【基础】▲化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,通常表现为热量的变化——吸热或放热。1、放热反应:向环境放出热量的化学反应。常见的放热反应有:(1)所有的燃烧反应:如木炭、氢气、甲烷的燃烧。(2)缓慢氧化:如呼吸作用、金属生锈、食物腐败等,虽然现象不明显,但也是放热过程。(3)金属与酸的反应:如镁、锌与稀盐酸或稀硫酸反应,溶液温度升高。(4)中和反应:酸与碱反应生成盐和水,如氢氧化钠与盐酸反应,溶液温度升高。(5)大部分化合反应:特别是生石灰(CaO)与水反应生成熟石灰(Ca(OH)2),放出大量热,该反应方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2。2、吸热反应:从环境吸收热量的化学反应。常见的吸热反应有:(1)大多数分解反应:如高锰酸钾、氯酸钾、碳酸钙的分解。(2)碳与二氧化碳的反应:C+CO2高温2CO(这是工业制水煤气的原理之一)。(3)碳与水的反应:C+H2O高温CO+H2(这也是一个典型的吸热反应)。(4)氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应:该反应过程中,烧杯底部会因吸热而凝结在木板上。【特别注意】需要加热才能进行的化学反应,不一定是吸热反应。例如,碳在氧气中燃烧需要点燃(加热),但一旦反应开始,就会放出大量热,属于放热反应。判断反应是吸热还是放热,取决于反应物和生成物总能量的相对高低,而不是反应条件。(二)能量变化的应用【基础】▲人类生活对能量的利用,绝大多数最终都来源于化学反应。例如:利用燃料燃烧放出的热量取暖、做饭、发电、冶炼金属;利用爆炸产生的能量开山采矿、拆除建筑;利用电池将化学能直接转化为电能;利用呼吸作用放出的能量维持生命活动等。三、化石能源的合理利用(一)三大化石燃料的认识【基础】【高频考点】★★化石燃料包括煤、石油、天然气,它们是古代生物的遗骸经过复杂变化而形成的,都属于混合物,且都是不可再生能源。1、煤:被称为“工业的粮食”。(1)组成:主要含碳元素,还含有少量的氢、氮、氧、硫等元素。无机矿物质主要形成灰分。(2)加工:将煤隔绝空气加强热(称为煤的干馏或炼焦),可得到焦炭(冶金用)、煤焦油(化工原料)、粗氨水(化肥)和焦炉气(主要含H2、CH4等,作燃料)。这是一个化学变化。2、石油:被称为“工业的血液”。(1)组成:主要含碳、氢两种元素。(2)加工:利用石油中各成分的沸点不同,通过分馏(物理变化)得到汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青、液化石油气等多种产品。3、天然气:(1)组成:主要成分是甲烷(CH4),是较清洁的化石燃料。(2)物理性质:无色、无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。(3)化学性质:具有可燃性,燃烧时产生蓝色火焰,放出大量热。化学方程式为:CH4+2O2点燃CO2+2H2O。(4)甲烷的检验:点燃气体,在火焰上方罩一个干燥的冷烧杯,烧杯内壁出现水雾(证明有H元素);迅速将烧杯倒转,向其中注入少量澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊(证明有C元素)。(二)化石燃料使用对环境的影响【高频考点】【热点】★★化石燃料的大量使用,给环境带来了严峻挑战。1、酸雨的形成:煤等化石燃料燃烧时排放的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx),这些气体或其在空气中反应后的生成物溶于雨水,会形成酸雨(pH<5.6)。酸雨会腐蚀建筑物和金属制品,使土壤酸化,危害森林和农作物,污染水体。2、温室效应加剧:大量化石燃料燃烧释放的二氧化碳(CO2)是导致温室效应的主要气体。此外,甲烷等也是温室气体。温室效应会导致全球气候变暖、冰川融化、海平面上升等。3、其他污染:燃料燃烧不充分,会产生一氧化碳(CO,有毒)、碳粒、尘埃及未燃烧的碳氢化合物等,污染空气。汽车尾气中除上述物质外,还含有氮氧化物和含铅化合物(使用无铅汽油可减少铅污染)。(三)防治措施【热点】★★1、减少污染物排放:对煤进行脱硫处理(使用“脱硫煤”);改进汽车发动机的燃烧方式,安装催化净化装置(使CO和NOx转化为无害的CO2和N2);推广使用电动汽车等新能源汽车。2、提高燃料利用率:使燃料充分燃烧。3、开发和利用清洁新能源:逐步调整能源结构。四、新能源的开发和利用(一)清洁能源——氢能【重要】【高频考点】★★1、氢气作为燃料的优点:(1)来源广泛:可以水为原料制取。(2)热值高:燃烧时放出的热量约为同质量甲烷的两倍多。(3)无污染:燃烧产物只有水(2H2+O2点燃2H2O),是最清洁的燃料。2、氢气未被广泛使用的原因:制取成本高(目前主要来自化石燃料重整或电解水,能耗大),贮存和运输困难(氢气密度小,易泄漏,对储罐材料要求高)。3、实验室制取氢气:(1)药品:锌粒和稀硫酸(Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑)。(2)装置:固液不加热型发生装置。(3)收集:排水法(氢气难溶于水)或向下排空气法(氢气密度比空气小)。(二)其他新能源【基础】▲正在开发和利用的新能源有:太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、生物质能(如乙醇)等。乙醇(C2H5OH)俗称酒精,可通过粮食发酵制得,属于可再生能源。乙醇汽油的使用,可以在一定程度上节省石油资源,减少汽车尾气污染。(三)未来能源的发展方向【开放拓展】★未来能源的发展将朝着多元化、清洁化、低碳化、高效化和安全化的方向迈进。例如,科学家正在研究“可燃冰”(主要成分为甲烷水合物,储量巨大但开采可能引发环境问题)、太阳能光解水制氢、核聚变等技术,力求从根本上解决能源危机和环境问题。五、核心考点与解题策略(一)高频考点归纳1、燃烧条件的探究与判断:通常以实验探究题形式出现,考查控制变量法的应用,以及根据现象推断燃烧所需条件。2、灭火原理的分析与应用:结合生活实例(如油锅着火、森林火灾、图书失火)考查灭火方法及对应的原理。3、化石燃料的认识与对环境的影响:考查三大化石燃料的组成、加工方式(干馏与分馏的区别)、以及燃烧产生的环境问题(酸雨、温室效应)。4、新能源的特点与应用:考查氢能、乙醇等清洁能源的优点,以及它们尚未广泛应用的原因。5、化学方程式的书写:重点掌握甲烷(CH4)、氢气(H2)、乙醇(C2H5OH)燃烧的化学方程式,以及实验室制氢气的原理。(二)常见题型与解题思路1、选择题:常结合生产生活实例,考查燃烧条件、灭火原理、能源分类等基础知识。解题关键是准确把握概念,排除错误选项。例如,“降低着火点”是常见错误选项。2、填空题与简答题:通常要求书写化学方程式、解释现象、提出建议等。答题时要注意化学用语的规范性,解释现象时要点明原理(如“隔绝了空气”“温度达到了着火点”)。3、实验探究题:围绕燃烧条件或物质组成分析进行设计。解题要明确实验目的,分析变量和对照实验,根据现象得出结论。对于甲烷组成的推断,要熟练掌握检验水和二氧化碳的方法。4、科普阅读题:结合最新科技动态(如“液态阳光”、“绿氢”等),考查信息提取和知识迁移能力8。要学会从短文中提取关键信息,并将其与课本知识相联系。(三)易错点与解题技巧1、【易错点一】:混淆“着火点”与“温度”。着火点是物质固有属性,不能改变;灭火是降低环境温度至着火点以下。2、【易错点二】:误认为燃烧必须有氧气参加。反例:镁在二氧化碳、氢气在氯气中也能燃烧。3、【易错点三】:认为所有发光放热现象都是燃烧。反例:电灯通电发光是物理变化。4
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