第六單元控制燃燒0101思維導(dǎo)圖第一節(jié)燃燒與滅火一、燃燒的條件1．實驗探究燃燒的條件步驟已知：白磷著火點為40oC；紅磷著火點為240oC。（1）在500mL燒杯中加入300mL80℃左右的熱水，在水底放入一小塊白磷。然后在燒杯上蓋一片薄銅片，銅片上一側(cè)放少量的紅磷，另一側(cè)放一小塊已用吸水紙吸過水的白磷，分別用倒置的小燒杯罩住，觀察現(xiàn)象（2）在燒杯中的白磷上方通入氧氣，觀察現(xiàn)象圖示現(xiàn)象銅片上的白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙銅片上的紅磷不燃燒水中的白磷不燃燒通氧氣后，熱水中的白磷在水下燃燒結(jié)論銅片上的白磷燃燒，紅磷不燃燒，說明燃燒需要溫度達到著火點銅片上的白磷燃燒，熱水中的白磷不燃燒，說明燃燒需要與氧氣（或空氣）接觸熱水中的白磷通氧氣前不燃燒，通氧氣后燃燒，說明燃燒需要與氧氣（或空氣）接觸分析說明銅片的作用：導(dǎo)熱、放置藥品；熱水的作用：①使水中白磷與空氣隔絕，②為薄銅片上的藥品提供熱量；紅磷和白磷燃燒都會產(chǎn)生能污染空氣的白色粉狀固體五氧化二磷，實驗過程中要注意通風(fēng)，也可在密閉容器中進行?！疽族e提醒】（1）該實驗中有三組對比實驗A．銅片上的白磷與紅磷對比：白磷燃燒而紅磷不燃燒，說明了燃燒需要溫度達到著火點；B．銅片上的白磷與水中的白磷對比：銅片上的白磷燃燒而水中的白磷不燃燒，說明了燃燒需要氧氣；C．熱水中的白磷通氧氣前后對比：通氧氣前不燃燒，通氧氣后燃燒，說明燃燒需要與氧氣（或空氣）接觸。（2）使用白磷時應(yīng)注意：白磷的著火點低，應(yīng)貯存在裝有水的試劑瓶中。2．控制變量法科學(xué)實驗中，如果發(fā)現(xiàn)某個事物或問題有多個影響因素（即多個變量），常采用控制變量的方法，把對多因素的研究分解成對多個單一因素的研究。即每次實驗只改變其中一個因素（稱為自變量），而控制其他因素始終保持不變，從而可知被改變的這個因素對該事物（稱為因變量）的影響，然后綜合分析所有實驗結(jié)果，得出最終結(jié)論。3．燃燒的條件（1）物質(zhì)本身是可燃的（可燃物）；（2）可燃物與充足的氧氣接觸；（3）達到可燃物燃燒所需的最低溫度（著火點）。三者缺一不可。4．燃燒（1）燃燒：通常情況下，可燃物與氧氣發(fā)生的一種發(fā)光、放熱的劇烈的氧化反應(yīng)。（2）著火點：可燃物燃燒所需要的最低溫度。著火點是物質(zhì)的性質(zhì)，一般不改變。（3）燃燒與緩慢氧化的比較：相同點：都是氧化反應(yīng)、都放熱；不同點：燃燒發(fā)光、反應(yīng)劇烈；緩慢氧化不發(fā)光、反應(yīng)很慢?！疽族e提醒】（1）發(fā)光放熱的反應(yīng)不一定是燃燒，如燈泡發(fā)光。二、認(rèn)識滅火的原理方法典例滅火的原理燃燒的條件決定著滅火原理，只要破壞燃燒的任何一個條件，就可以達到滅火的目的滅火的方法（1）清除可燃物熄滅燃?xì)庠?，關(guān)閉閥門；森林著火砍掉樹木，開辟隔離帶；（2）隔絕氧氣（或空氣）油鍋著火蓋鍋蓋；酒精在桌面上燃燒，用濕抹布撲蓋；燈帽蓋滅酒精燈等；（3）降溫到著火點以下。消防員用水滅火；油罐著火，噴淋降溫；油鍋著火，放青菜；吹滅蠟燭等【易錯提醒】（1）室內(nèi)起火，如果打開門窗，會增加空氣的流通，增加氧氣的濃度，反應(yīng)劇烈，燃燒更旺。（2）爐火越扇越旺是因為：空氣流動雖然降低了溫度，但沒有降至著火點以下，反而增加了空氣的流通，所以越扇越旺。蠟燭火焰一扇就滅是因為：雖然增加了空氣的流通，但溫度卻降低至著火點以下，所以一扇就滅。（3）電器著火，先應(yīng)切斷電源，再滅火，防止觸電。（4）如圖所示，分別點燃兩根火柴，將其中一根火柴頭豎直向上，另一根火柴頭略斜向下?；鸩裨谀姆N情況下更容易持續(xù)燃燒。為什么？火柴頭略斜向下時更容易持續(xù)燃燒?。這是因為當(dāng)火柴頭略斜向下時，燃燒產(chǎn)生的熱量能夠給火柴梗預(yù)熱，使其更容易達到著火點，從而持續(xù)燃燒?三、促進燃燒的方法1．燃料的充分燃燒（1）影響燃燒現(xiàn)象劇烈程度的因素：=1\*GB3①可燃物的性質(zhì)；=2\*GB3②氧氣的濃度；=3\*GB3③與氧氣的接觸面積。氧氣的濃度越大，燃燒就越劇烈；可燃物與氧氣接觸面積越大，燃燒就越劇烈。（2）使燃料充分燃燒要考慮兩點：=1\*GB3①燃燒時要有足夠的氧氣（空氣）；=2\*GB3②燃料與空氣要有足夠大的接觸面。（3）燃料不充分燃燒的缺點：產(chǎn)生的熱量少，浪費資源，生成CO等污染空氣的物質(zhì)。【思考與討論】燃?xì)庠钭鲲垥r，火焰呈黃色或橙色，鍋底有黑色固體出現(xiàn)的原因：氧氣不足，燃燒不充分。此時應(yīng)該采取的措施：將爐具的進風(fēng)口“調(diào)大”，增大空氣的進氣量?！久麕熗卣埂繉⒚簤K粉碎變成煤粉，增大與空氣的接觸面積，燃燒更旺；燒烤時，向烤爐扇風(fēng)，增大與空氣的接觸面積，炭火會燃燒更旺。篝火晚會時，木材架空，增大氧氣的量，篝火燃燒更旺。2．碳單質(zhì)的可燃性（1）常用燃料的主要組成元素是碳。在氧氣供給充足時，燃料中的碳充分燃燒，生成二氧化碳。若氧氣供給不足，碳燃燒不充分，生成一氧化碳?；瘜W(xué)方程式：C+O2（充足）點燃CO22C+O2（不充足）點燃2CO此外，在高溫下，熾熱的木炭也可使二氧化碳轉(zhuǎn)變成一氧化碳?；瘜W(xué)方程式：C+CO22CO（2）一氧化碳是無色無味的氣體，它的存在不容易被覺察。當(dāng)一氧化碳隨呼吸進入人體血液后，便與血液中的血紅蛋白結(jié)合，使血液失去了輸送氧氣的能力，導(dǎo)致一氧化碳中毒。人吸入少量的一氧化碳就會頭痛，吸入較多量時，就可能導(dǎo)致死亡。煤爐、煤氣灶及燃?xì)鉄崴髦械娜剂喜怀浞秩紵龝r會產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w，使用時一定要保持良好的通風(fēng)和有效的排氣，確保安全。四、爆炸是如何發(fā)生的1．氫氣的燃燒與爆炸將一個塑料瓶的瓶底剪下，在瓶塞處插入一根帶有止水夾的尖嘴玻璃管。用排水法集滿純凈的氫氣后，將塑料瓶移出水面，固定在鐵架臺上。打開止水夾，在尖嘴處點燃?xì)錃?。觀察現(xiàn)象。思考：為什么剛開始時氫氣能夠在導(dǎo)管的尖嘴處安靜地燃燒，而片刻后卻發(fā)生爆炸了呢？當(dāng)氫氣剛開始燃燒時，只有少量氫氣在玻璃管口跟氧氣接觸發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量不多，很快就散失到空氣中。隨著燃燒的進行，空氣從瓶底涌入，在瓶子中與氫氣相互混合后，大量氫氣分子和氧氣分子同時接觸，反應(yīng)瞬間釋放出大量的熱，使氣體體積在有限的空間里急劇膨脹，就發(fā)生了爆炸。2.可燃物在有限空間內(nèi)急劇燃燒，在短時間內(nèi)積聚大量的熱，使氣體迅速膨脹而引起爆炸。（1）是化學(xué)變化的爆炸：煙花爆竹、火藥、汽油、油罐等爆炸（2）是物理變化的爆炸：車胎、氣球、高壓鍋、鍋爐等爆炸3.可燃?xì)怏w的爆炸極限（1）概念：可燃?xì)怏w與空氣形成混合氣體，遇明火發(fā)生爆炸的濃度范圍（即可燃?xì)怏w占混合氣體的體積分?jǐn)?shù)范圍），稱為該可燃?xì)怏w的爆炸極限?？扇?xì)怏w的濃度低到不能發(fā)生爆炸的限度，稱為爆炸下限；可燃?xì)怏w的濃度高到不能發(fā)生爆炸的限度，稱為爆炸上限。（2）可燃性氣體或粉塵與空氣或氧氣混合，遇到明火可能會發(fā)生爆炸；所以可燃性氣體在點燃或加熱前都要驗純，以防止發(fā)生爆炸。（3）常見可燃性氣體：氫氣、一氧化碳、甲烷、天然氣、煤氣；可燃性粉塵：面粉、煤粉；4.防火防爆常識（1）加油站、油庫、紡織廠、面粉加工廠、煤礦的礦井內(nèi)都有“嚴(yán)禁煙火”的字樣或消防安全標(biāo)志。（2）燃?xì)庑孤┬枰⒓搓P(guān)閉閥門并打開窗戶通風(fēng)。杜絕一切可能引起火星或火花的操作。（3）在生產(chǎn)、運輸、使用和存放易燃物和易爆物時，必須嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定，絕不允許違章操作。5．與燃燒和爆炸有關(guān)的標(biāo)志第二節(jié)化石燃料的利用一、化石燃料的燃燒1．化石燃料化石燃料是古代生物的遺骸經(jīng)一系列復(fù)雜變化而形成的，主要有煤、石油、天然氣?；剂隙际遣豢稍偕茉?。2．煤、石油和天然氣煤、汽油、煤油、柴油和液化石油氣等燃料中，除了含有碳、氫元素外，還含有少量硫、氮等元素，它們在燃燒時會轉(zhuǎn)化為二氧化硫和氮的氧化物，釋放到大氣中，造成環(huán)境污染。天然氣的主要成分是甲烷，是一種清潔能源。用壓縮天然氣（CNG）驅(qū)動汽車，能夠顯著改善汽車尾氣帶來的污染現(xiàn)象。我國有些農(nóng)村地區(qū)把農(nóng)作物的秸稈、雜草、人畜糞便等儲存在密閉的池子中發(fā)酵，可以產(chǎn)生沼氣。沼氣的主要成分也是甲烷。世界上多數(shù)國家利用的能量（如熱能、電能等）主要來自化石燃料的燃燒。例如在我國，很大一部分電能是由煤燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化而來的。3．選擇合適的燃料不同的燃料，成分不盡相同，性質(zhì)存在差異。沒有任何一種燃料是最理想的。煤炭價廉、易于儲存和運輸，但難以點燃且燃燒時會產(chǎn)生大量的二氧化硫和煙塵；天然氣熱值高，燃燒時不會污染環(huán)境，但是不易儲存和運輸……在選擇燃料時要綜合考慮各方面的因素。【易錯提醒】（1）用作居民生活燃?xì)獾拿簹?，如果泄漏，不僅遇明火會引起爆炸，還會因含有一氧化碳使人中毒。（2）將煤隔絕空氣加強熱，發(fā)生的是化學(xué)變化。二、化石燃料的綜合利用1．石油的綜合利用人們把石油稱為“工業(yè)的血液”。改變石油中的分子，使大分子斷裂為小分子，再將小分子按需要組合成大分子，從而把石油轉(zhuǎn)化成塑料、合成橡膠、合成纖維、藥物和染料等。2．煤的綜合利用（1）我國的能源資源現(xiàn)狀：“富煤、貧油、少氣”。煤炭儲量占我國化石能源總儲量的90%以上。能源消費結(jié)構(gòu)也以煤為主。煤炭燃燒帶來的資源浪費和環(huán)境污染非常嚴(yán)重。（2）煤的綜合利用主要有煤的焦化、液化和氣化，其產(chǎn)物是化肥、農(nóng)藥、合成材料及冶金等領(lǐng)域的重要原料。3．未來燃料發(fā)展的重要方向清潔化、低碳化是未來燃料發(fā)展的重要方向。一方面大力研發(fā)化石燃料的高效清潔利用技術(shù)，另一方面積極探索其他可再生的替代能源，尤其是污染性小的綠色能源，如氫能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能和核能等，以保持人類社會與自然的和諧可持續(xù)發(fā)展。三、碳單質(zhì)1．碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途碳單質(zhì)金剛石石墨C60化學(xué)式CCC60構(gòu)成微粒由碳原子構(gòu)成由碳原子構(gòu)成由C60分子構(gòu)成結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)無色透明的的固體。天然存在的最硬的物質(zhì)。特殊條件下制備的金剛石薄膜透光性好、硬度大；導(dǎo)熱性好?；液谏挠薪饘俟鉂傻墓腆w；很軟，有滑膩感；熔點高，有良好的導(dǎo)電性。有特殊的物理性質(zhì)用途制裝飾品(鉆石)；制鉆頭、切割大理石、裁玻璃；金剛石薄膜用作光學(xué)窗口和透鏡的涂層；用于集成電路基板散熱。作電極或電刷、制鉛筆芯、做坩堝，作機械高溫潤滑劑用于超導(dǎo)、催化、材料科學(xué)等領(lǐng)域物理性質(zhì)不同的原因金剛石、石墨和C60都是碳元素組成的單質(zhì)，物理性質(zhì)有明顯差異的原因：原子的排列方式不同【易錯提醒】1．C60中的60是指：一個C60分子中含有60個碳原子。2．同種元素組成的物質(zhì)不一定是單質(zhì)，可能是混合物。（如O2和O3混合；紅磷和白磷混合等）3．同種元素組成的純凈物才是單質(zhì)。4．石墨在高溫高壓和催化劑的條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石，二者是碳元素組成的不同單質(zhì)，該轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化。2．其它碳單質(zhì)（1）焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是碳單質(zhì)，結(jié)構(gòu)與石墨類似。木炭、活性炭有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因此有吸附性，活性炭的吸附作用比木炭強。（2）活性炭的應(yīng)用：可用于防毒面具中除去毒氣、制糖業(yè)中脫色以制白糖；水的凈化處理；冰箱去味；吸附裝修產(chǎn)生的有害氣體。防毒面具環(huán)?；钚蕴堪涑魟?）活性炭、木炭的吸附性是物理性質(zhì)而不是化學(xué)性質(zhì)。第三節(jié)碳達峰與碳中和一、了解自然界中的碳循環(huán)碳循環(huán)是自然界中物質(zhì)和能量循環(huán)的重要組成部分。二氧化碳是含碳的主要氣體，也是碳元素參與物質(zhì)循環(huán)的主要形式之一。（1）產(chǎn)生二氧化碳：生物的呼吸作用、生物體被微生物分解、海水中的弱酸分解、化石燃料的燃燒等。（2）消耗二氧化碳：綠色植物吸收大氣中的二氧化碳，通過光合作用產(chǎn)生碳水化合物；江河湖海的水體也會溶解二氧化碳，一部分最終轉(zhuǎn)化為碳酸鹽。（3）二氧化碳的循環(huán)對自然界和人類社會的重要意義。①二氧化碳是植物進行光合作用的原料，沒有二氧化碳，植物無法進行光合作用，無法制造有機物和釋放氧氣。②二氧化碳對人類社會也有重要意義。首先，二氧化碳是植物進行光合作用的原料，沒有二氧化碳，植物無法進行光合作用，無法制造有機物，這將嚴(yán)重影響人類的糧食生產(chǎn)。其次，二氧化碳可以通過化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)出甲醛、乙烯、甲酸、甲醇等化工產(chǎn)品，對工業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。（4）造成大氣中二氧化碳含量增加的主要原因：大量燃燒化石燃料??；剂先紵龝a(chǎn)生大量的二氧化碳，隨著工業(yè)的發(fā)展，人類使用的化石燃料大量增加，這是導(dǎo)致大氣中二氧化碳含量增加的主要原因。?二、認(rèn)識二氧化碳1．二氧化碳的物理性質(zhì)無色無味的氣體，密度比空氣大，能溶于水，在高壓低溫下可得固體——干冰?！疽族e提醒】二氧化碳能溶于水，通常狀況下，1體積的水能溶解約1體積的二氧化碳，增加壓強會溶解更多。生產(chǎn)汽水等碳酸飲料就是利用增大壓強使之溶解更多二氧化碳。2．探究二氧化碳物理性質(zhì)的兩個實驗傾倒二氧化碳溶解性實驗實驗裝置圖實驗操作向盛有高低不等兩根燃著蠟燭的燒杯中傾倒二氧化碳。向盛滿二氧化碳的軟塑料瓶中倒入約三分之一容積的水，振蕩。實驗現(xiàn)象蠟燭自下而上依次熄滅塑料瓶變癟了實驗分析二氧化碳密度比空氣大（物理性質(zhì)）；二氧化碳不能燃燒，也不能支持燃燒（化學(xué)性質(zhì)）。原因：二氧化碳溶于水，瓶內(nèi)壓強變小，大氣壓將瓶子壓癟。3．二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)（1）二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒。（2）不能供給呼吸。（3）與水反應(yīng)：CO2+H2O===H2CO3（4）與澄清石灰水反應(yīng)：二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁：Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O該反應(yīng)用于檢驗CO2氣體：將氣體通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，則為二氧化碳?xì)怏w。（5）與灼熱的碳反應(yīng)：C+CO2高溫2CO（吸熱反應(yīng)）【點撥】二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)在生活中的應(yīng)用：（1）用石灰漿抹墻一段時間后變硬：氫氧化鈣吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鈣固體；（2）在剛抹過石灰漿的室內(nèi)生一盆炭火，墻壁變得更濕：氫氧化鈣吸收二氧化碳生成了水；（3）實驗室里久置的石灰水上層和試劑瓶內(nèi)壁會有一層白膜的原因；（4）用石灰水保存鮮雞蛋：雞蛋呼出的二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成的碳酸鈣難溶，堵住了雞蛋上的小孔。4．二氧化碳的用途（1）固體二氧化碳（干冰）的用途：①制冷劑：食品冷藏保鮮和運輸；醫(yī)療上血液和疫苗的儲存與運輸。②用于人工增雨：利用干冰升華吸熱的原理。③制造舞臺煙霧效果。（2）滅火和作保護氣：既利用二氧化碳的物理性質(zhì)（密度比空氣大），又利用二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)（不能燃燒,也不支持燃燒）。（3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的氣體肥料（4）工業(yè)生產(chǎn)中制作碳酸飲料（利用二氧化碳能溶于水）、純堿、化肥、醫(yī)藥產(chǎn)品等的重要原料。5．實驗室制取二氧化碳（1）藥品：塊狀石灰石（或大理石）與稀鹽酸（2）化學(xué)方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑注意：①不用稀H2SO4的原因：生成的CaSO4微溶于水，會覆蓋在石灰石（或大理石）表面，阻止反應(yīng)的進行。②不用濃鹽酸的原因：濃鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫（HCl）氣體混入生成的CO2中，使制得的氣體不純。③不能用純的碳酸鈣或碳酸鈉反應(yīng)的原因：反應(yīng)速率太快，不易控制。【易錯提醒】實驗室制取二氧化碳的藥品只能寫“大理石（或石灰石）”和“稀鹽酸”，不能寫“碳酸鈣”或“CaCO3”和“HCl”。因為石灰石和大理石是混合物，不能用化學(xué)式表示，它們的主要成分是碳酸鈣。純碳酸鈣是粉末狀，反應(yīng)速度太快，來不及收集，也不能使用；“鹽酸”是氯化氫氣體的水溶液，也是混合物，不能用化學(xué)式表示?！癏Cl”既可以表示鹽酸，還可以表示氯化氫氣體。（3）裝置：固液不加熱型（4）氣體收集方法：向上排空氣法（集氣瓶口朝上）實驗