初三化学燃料及其燃烧

1、4.1燃烧与灭火,（凡是发光、发热剧烈的氧化反应都叫燃烧）(P99),记 牢：白磷的着火点为40， 红磷的着火点200,一、可燃物燃烧的条件,1、燃烧的定义：,通常所说的燃烧就是，可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应。(P98),2、着火点：可燃物燃烧时所需的最低温度叫着火点。,3、可燃物燃烧的条件：,现象：铜片上的白磷燃烧起来了 铜片上的红磷和水中的白 磷都不能燃烧,实验1：燃烧的条件(P97),可燃物燃烧的条件, 可燃物要与氧气接触 可燃物的温度要达到着火点,注意：两个条件必须同时满足,问题：怎样使热水下的白磷燃烧起来,方法：对准白磷通入氧气(或空气),二、可燃物的燃烧：

2、,实验2：镁在二氧化碳中燃烧(P98),1、剧烈燃烧、发出白光,2、生成白色及黑色固体,3、产生白烟,实验3：钠在氯气中燃烧(P98),现象：,1、产生黄色火焰,2、产生白烟,现象：,三、爆炸：,物质在有限的空间发生的剧烈的物理及化学变化叫爆炸 (P99),注意：可燃性气体、可燃性液体的蒸汽或粉尘在空气中浓度达到爆炸极限时，点火或遇火星时都有可能发生爆炸。,爆炸极限：H2 :4.1-74.2% C2H5OH:3.3-19%,汽油:1.36 天然气:5.016 乙醚:1.8536.5,A、H2 O2 B、 CO2 O2 C、CH4 N2 D、CH4 空气 E、N2 O2 F、CO 空气 G、H2

3、 CH4,判断：下列各组物质在遇到明火时可能发生爆炸的是 ： 。,课堂练习：,A,D,F,1、缓慢氧化：,四、灭火与防火,例：钢铁生锈 食物腐败 橡胶老化等,由缓慢氧化引起的自发燃烧叫自燃,例：白磷自燃 稻草、秸秆、煤炭等的自燃,实验4：白磷自燃,把少量白磷溶解在二硫化碳中，然后将溶液滴在一张滤纸上，用镊子夹住滤纸置于空气中,现象：,原因：,进行比较缓慢，不易被觉察的氧化反应叫缓慢氧化(P100),2、自燃：,滤纸（白磷）自发燃烧,白磷的缓慢氧化放热白磷自燃滤纸燃烧,3、灭火,2NaHCO3 +H2SO4 Na2SO4 +H2O +CO2,灭火的方法：,将可燃物与空气隔绝, 将可燃物的温度降到

4、着火点以下,问题：着火点能不能降低？为什么？,原理：,实验：CO2灭火,泡末灭火器：扑灭一般材料着火 干粉灭火器：扑灭油类、电器设备的火灾 液态CO2灭火器：扑灭精密仪器、文件档案、 贵重物品的火灾,4、灭火器种类：,实验5：CO2 灭火,现象：下面的蜡烛火焰先熄灭， 上面的蜡烛火焰后熄灭,原因：CO2既不能燃烧又不能支持燃烧， CO2的密度比空气大,五、比较,发光、,发热,但发热,剧烈,缓慢,不发光、,发光、,发热,剧烈,发光、,发热,剧烈,都 放 出 热 量、,都 是 氧 化 反 应,缓 慢 氧 化-引 起 自 燃,燃烧-引 起 爆 炸,金刚石,石墨,足球烯,4.2 碳,一、金刚石和石墨,

5、1、物理性质,金刚石,石 墨,1、无色透明，正八面体形状固体,1、深灰色不透明细鳞片状固体、有滑腻感,2、在自然界里硬度最大,2、质软,3、不导电、不导热,3、导电、导热,2、用途,金刚石,石墨,作钻头,作耐高温的润滑剂,作铅笔芯,作电极,作装饰品 钻石,作玻璃刀,在电车顶上的两根导电杆跟电线接触处分别装上一块石墨制成的滑块，以保证行驶时供电。为什么要选用石墨来制滑块？,石墨具有润滑、导电的性质,3、碳元素的单质：,主要：金刚石、石墨,另：木炭、焦炭、活性炭 、炭黑（均属无定形碳）,再有: C60（足球烯）等,足球烯,4、金刚石和石墨的组成元素,如果将某种未知物质X（其中不含氧元素），在纯净的

6、氧气里燃烧，实验测定，只有一种生成物二氧化碳，你认为X是由什么元素组成的？,结论：X是由碳元素组成的,5、同素异形现象和同素异形体,（1）同素异形现象：一种元素形成几种单质的现象叫做同素异形现象 P107,（2）同素异形体：由同一种元素形 成的多种单质，叫做这种元素的同素异形体 P107,碳原子的排列不同,金刚石和石墨物理性质有很大差异的原因：,金刚石,石墨,二、无定形碳,木炭 活性炭 焦炭 炭黑,无定形碳,用 途,吸附剂,冶炼金属、生产水煤气（H2+CO）,油墨、颜料、橡胶轮胎中的填充剂,做燃料、吸附剂、制造黑火药,吸附作用：气体或溶液里的物质被吸附在固体表面的作用，叫做吸附作用。,演示实验

7、1：木炭吸附色素（红墨水） 结论：红色消失,演示实验2：木炭吸附红棕色的二氧化氮气体 结论：红棕色消失,原因：它们具有疏松多孔的结构。,木炭和活性炭为什么具有吸附能力？,常温下，碳的化学性质很稳定,、古代字画历经千年不变色,、档案材料需用碳素墨水书写,、钻石恒久远，一颗永流传,三、单质碳的化学性质,高温下，碳的活动性大大增强,1、碳的可燃性,C + O2 CO2,点燃,氧气充足，完全燃烧,氧气不充足，不完全燃烧,2C + O2 2CO,点燃,高温,2、碳的还原性,2,2,现象：,黑色固体变红,产生使石灰水变浑浊的气体,、碳还原氧化铜 P108,、碳还原二氧化碳,CO2,CO,现象：,炭粉红热并

8、逐渐减少,炭粉,三、氢气的化学性质,1、氢气的可燃性,2H2+O2 2H2O,现象：,产生淡蓝色火焰,烧杯内壁有水珠产生,2、氢气的还原性,实验：氢气还原氧化铜,H2 + CuO,Cu,+,H2O,黑色固体变红,试管口有水珠产生,置换反应：,一种单质和一种化合物反应生成另一种 单质和另一种化合物，这样的反应叫置 换反应。,单质,单质,化合物,化合物,H2还原CuO实验应注意事项：,1、试管口要向下倾斜,（防止水倒流引起试管破裂）,2、通H2的导管要伸到试管底部,（将空气排出，防止发生爆炸）,3、先通H2后加热,（将空气排出，防止发生爆炸）,4、实验完成后，先停止加热，再继续通H2到 试管冷却,

9、（防止生成的Cu被重新氧化）,物质与氧的反应叫氧化反应,3、氧化还原反应,氧化反应：,还原反应：,氧化还原反应：,含氧化合物中的氧被夺去的反应叫还原反应,一种物质被氧化，同时另一种物质被还原的反应叫氧化还原反应,H2 + CuO,Cu,+,H2O,C + CuO Cu + CO2,高温,2,2,C + CuO Cu + CO2,高温,2,2,氧化剂：,能提供氧的物质叫氧化剂（具氧化性）,（常见的氧化剂：O2、Cu0 、Fe2O3等金属氧化物）,还原剂：,（常见的还原剂：C、H2、CO等）,能夺取氧的物质叫还原剂（具还原性）,4、氧化剂、还原剂,氧化剂,还原剂,被氧化,被还原,氧化产物,还原产物

10、,H2 + CuO,Cu,+,H2O,氧化剂,还原剂,被氧化,被还原,氧化产物,还原产物,记忆方法：,降氧升还,化合价降低( ) ：被 ，发生 反应，得到 产物。,化合价升高( ) ：被 ，发生 反应，得到 产物。,氧化剂,还原剂,还原,氧化,还原,还原,氧化,氧化,（一）、CO的物理性质： 1、无色无味的气体 2、难溶于水（可用排水法收集） 3、密度略小于空气,（密度略小于或略大于空气的气 体不能用排空气法收集）例：CO,四、一氧化碳的性质,（二）、CO的化学性质,现象：,生成使澄清石灰水变浑浊的气体,产生蓝色火焰,1、可燃性:P111,煤气的主要成分：CO 天然气的主要成分：CH4 水煤气

11、的主要成分：H2 和CO 的混合气体,下层：,中层：,上层：,煤炉里的反应,2、还原性：,加热,CO + CuO Cu + CO2,（1）CO还原CuO,现象：,黑色粉末变红 石灰水变浑浊,实验注意事项：,先通CO后加热,反应结束后，先停止加热，再继续通 CO 至玻管冷却,点燃烧掉,原因：CO有毒，会污染空气,尾气处理：,目的：将CO转化为CO2防止污染空气）,现象：,红色粉末变黑,生成使澄清石灰水变浑浊的气体,（2）CO还原氧化铁,（3）CO的毒性 CO与血液中的血红蛋白结合，造成人体缺氧而中毒死亡,CO + 金属氧化物 金属 + CO2 C + 金属氧化物 金属 + CO2 H2 + 金属

12、氧化物 金属 + H2O,除去CO2中少量CO：通过灼热的CuO 除去CO中少量CO2：通过灼热的C或通过NaOH溶液 除去CuO中少量C：空气中灼烧 除去CuO中少量Cu：空气中灼烧 除去空气中少量O2：点燃P或通过灼热的Cu网,规律2、,规律1、,没有颜色，没有气味的气体 可溶于水（1：1） 密度比空气大,五、二氧化碳：CO2,1、CO2的物理性质,区别：,CO2与H2O的反应,2、CO2的化学性质,CO2 + H2O H2CO3,紫色石蕊试液变红:,加热后又变成紫色:,将二氧化碳通入紫色石蕊试液中,然后再加热,CO2 + Ca(OH)2 CaCO3+ H2O,现象：石灰水变浑浊,CO2与

13、石灰水的反应,CO2 + H2O +CaCO3 Ca(HCO3)2,现象:石灰水先变浑浊, 然后又变澄清,情况1:石灰水中通入少量二氧化碳,情况2:石灰水中通入过量二氧化碳,CO2 + Ca(OH)2 CaCO3+ H2O,加热后澄清的液体又变浑浊.,最后再加热,注意:CaCO3不溶于水, 而Ca(HCO3)2可溶于水,溶洞的形成:含有不溶性CaCO3的石灰岩在与水及二氧化碳的共同作用下逐渐变成可溶性的Ca(HCO3)2而被溶解,形成溶洞;在洞里, Ca(HCO3)2又不断分解生成CaCO3逐渐沉积,形成千姿百态的钟乳石,石笋,石柱和地下河流-喀斯特地貌.(广西桂林的七星岩,芦笛岩),喀斯特地

14、貌,喀斯特地貌,保藏食品 人工降雨 供植物光合作用 灭火,原因：CO2不能燃烧，也不能支持燃烧 CO2的密度比空气大,现象：下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭,3、CO2的用途,4.3 CO2的制法,石灰石,大理石,白垩,蛋壳,冰州石（自然界中最纯净的碳酸钙晶体）,1. CO2的工业制法：,高温煅烧石灰石CaCO3,实验室制取气体的一般思路和方法：,二、选择发生装置,三、选择收集装置,一、选择反应原理(药品和反应条件),1、速率适中、可控性能好,2、制取的气体要纯净、成本低,简单、易行、安全 （最好能控制反应的开始与停止）,1、从气体的密度考虑,2、从气体的溶解性考虑,2、CO2的实验室制法：

15、,1、生物体的呼吸作用产生CO2,2、蜡烛燃烧也生成CO2,5、木炭还原氧化铜，生成CO2,6、石灰石高温分解生成CO2,7、石灰石与稀盐酸在常温下反应生成CO2,3、碳燃烧生产CO2,所得气体不纯,条件较高,CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2,4、一氧化碳燃烧生产CO2,2、CO2的实验室制法：常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应来制取CO2,CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2,1、盐酸：是氯化氢气体的水溶液！(混合物),3、不能用H2SO4 ！（原因：H2SO4 与CaCO3反应生成微溶的CaSO4，会阻止反应的进行）,明确：,2、酸用稀盐

16、酸，而不能用浓盐酸！（原因：浓盐酸 具有挥发性会使制得的CO2气体不纯）,球形漏斗,导气管,容器,启普发生器,酸,固体药品,打开活塞： HCl下落，与大理石接触产生CO2,关闭活塞： 因CO2不能导出，容器内气压增大，HCl被压入球型漏斗与大理石分离，反应自行停止,工作原理：,CO2,CO2,简易装置:,长颈漏斗的下端管口一定要插到液面下 （目的：形成液封，防止气体逃逸）,长颈漏斗,简易装置:,收集：,向上排空气法,（因CO2密度比空气大）,验满：,用燃着的小木条放在集气瓶口试验，若木条火焰熄灭，则已收满,放置：,正放（瓶口朝上）,检验：,通入石灰水中，若石灰水变浑浊则为CO2 ，否则不是CO

17、2,4.4 化学燃料,我国是全球第一煤炭消费大国，利用率仅为30，远低于发 达国家,一、化石燃料,1、世界能源结构的发展,18世纪60年代：柴煤,20世纪20年代：煤石油、天然气,20世纪70年代：开发新的、再生能源（太阳能、风能、潮 汐能、海洋能等）,2、化石燃料：煤、石油、天然气,古代生物腐烂后，经长期地质条件变化而成,煤是常用的矿物燃料,我国是世界上最早发现、利用煤的国家，也是蕴藏量最大的 国家之一,4、石油（黄色或黑色粘稠液体） 石油分馏：石油气、汽油、 煤油、柴油、润滑油、 石蜡、沥青 我国是世界主要产油国之一 也是消费和进口增长速度最快的国家之一 2003年：产居第5位 加工能力第

18、3位 消费第2位（仅次美国）,3、燃气 焦炉煤气：H2 61.2% CH4 21.7% CO 7.6% 水 煤 气：H2 CO 液 化 气：丁烯 丙烯 丁烷 丙烷,辛烷值（汽油标号）：正庚烷和异辛烷的混合物中，异辛烷的 体积分数叫辛烷值.,5、汽油的标号,爆震现象：汽油的蒸汽与空气的混合物在汽油机的气缸中燃烧时、往往在发火之前就进行爆炸燃烧，这种现象叫爆震现象.,规 定：正庚烷的辛烷值为零（因其爆震程度最大） 异辛烷的辛烷值为100（因其抗爆震性能较好）,90(体积分数)异辛烷,10(体积分数)正庚烷90(体积分数)异辛烷,例：90号汽油（辛烷值为90）,90,100,一般汽油辛烷值约为2070，不