模块四 化学与社会·跨学科实践
主题十四 能源的利用与燃烧
知识点一 燃烧与灭火（2023省卷T5）
1.燃烧：一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
2.燃烧的条件
（1）具有可燃性。
（2）可燃物与氧气接触。
（3）可燃物达到燃烧所需要的着火点
（即可燃物燃烧的最低温度）。
3.灭火的原理与方法
（1）原理：破坏燃烧的条件。
（2）方法（三者必具其一）：
①清除或使可燃物与其他物品隔离；
②隔绝氧气；
③使温度降到着火点以下。
温馨提示：着火点是物质的固有属性，一般不随外界条件的改变而改变。故只能说降低温度到着火点以下，不能说降低物质的着火点。
知识点二 完全燃烧与不完全燃烧
1.完全燃烧与不完全燃烧的比较
完全燃烧 不完全燃烧
条件 氧气充足 氧气不充足
特点 燃烧速率快，放出的热量多 燃烧速率慢，放出的热量少
产物（以碳元素为例） 二氧化碳 一氧化碳
化学方程式 C+O2CO2 2C+O22CO
知识点三 安全常识
1.爆炸的成因
（1）如果急速的燃烧发生在有限的空间内，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、矿物开采的爆破都是依据这一原理。
（2）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。
（3）任何可燃性气体、可燃性固体粉末，与空气充分接触，遇明火都有可能发生爆炸。
温馨提示：爆炸不一定是由化学变化引起的。一般由燃烧引起的爆炸属于化学变化，但锅炉爆炸、汽车轮胎爆炸是由于气体迅速膨胀，压强快速增加，超过容器的极限压强而导致的，无新物质生成，属于物理变化。
2.爆炸、燃烧、缓慢氧化的对比
爆炸 燃烧 缓慢氧化
现象 非常剧烈、发光、放热 剧烈、发光、发热 不剧烈、很缓慢、放热、不发光
条件 需要达到可燃物的着火点，在有限的空间内急剧燃烧，热量来不及散失 跟氧气接触，需要达到可燃物的着火点 不需要达到可燃物的着火点（产生的热量聚积达到可燃物的着火点会引起自燃）
本质 氧化反应 氧化反应 氧化反应
3.几种消防安全标志
禁止带火种 禁止烟火 禁止燃放鞭炮 禁止吸烟 当心火灾 当心爆炸
4.日常生活的安全常识
（1）家用天然气、煤气或液化石油气等泄漏，切不可点火，应关闭阀门并开窗通风。
（2）启用闲置的沼气池前，切不可用燃着的蜡烛进行灯火试验。
（3）加油站、面粉加工厂和煤矿的矿井内，应该严禁烟火。
（4）室内着火，不能打开门窗，因为会提供更充足的氧气。
（5）遭遇火灾的自救方法：
①如果火势很小，可以根据起火原因用适当的灭火器材和方法将它扑灭；
②如果火势较大并有蔓延的可能，就应立即拨打火警电话119求救；
③当被困在火灾区时，用湿毛巾或口罩捂住口鼻，低下身子沿墙壁或贴近地面跑出火灾区，到窗口呼救等。
【即时训练】请用学过的知识回答下列关于燃烧与灭火的相关问题。
（1）酒精灯内的酒精不小心洒出，在桌面上燃烧起来，应采取的灭火方法是用湿抹布盖灭。
（2）用嘴吹灭燃着的蜡烛，其灭火原理是降低温度到可燃物的着火点以下。
（3）燃着的蜡烛扣上烧杯后，过一会儿燃着的蜡烛熄灭了，说明燃烧需要的条件之一是可燃物与氧气接触。
（4）将煤制成蜂窝状，其目的是增大与氧气的接触面积。
知识点四 能源
1.化石燃料
化石燃料包括煤、石油、天然气，是不可再生（填“可再生”或“不可再生”）能源。
化石 燃料 煤 石油 天然气
元素 组成 主要含碳元素，还含氢、氮、硫、氧等元素 主要含碳、氢两种元素，还含少量的硫、氧、 氮三种元素 主要含碳、氢两种元素
类别 混合物（由多种有机物和无机物组成） 混合物（由多种有机物组成） 混合物（主要成分是CH4)
形态 黑色固体，有光泽，人称“黑色金子” 黏稠液体，黑色或棕色，不溶于水，密度比水小 无色无味气体，密度比空气小，极难溶于水
综合 利用 煤 石油 具有可燃性： CH4+2O2CO2+2H2O
主要 用途 “工业的粮食”；燃烧；提取煤气、煤焦油等 “工业的血液”；提取汽油、柴油等 用作燃料
主要 污染 燃烧时会产生各种有害气体（如SO2、NO2、CO等）、固体废物以及余热等，其中SO2、NO2溶于水会形成酸雨 较清洁，几乎无污染
温馨提示：①点燃甲烷和氧气或空气的混合物可能发生爆炸，因此在煤矿的矿井里必须采取通风、严禁烟火等安全措施，以防发生爆炸事故；②甲烷是最简单的有机化合物。
2.太阳能
（1）太阳能的利用
（2）直接利用太阳能的主要方式：①光—热转换；②光—电转换。
3.化学电池：将化学能转化为电能的装置。
4.氢能（高频）
（1）优点：①放出的热量较高；②原料不受限制；③生成物是水，不污染环境。［2023省卷T9（4）］
（2）最理想的得到H2的途径：利用太阳能和高效催化剂分解水，获得氢气。
（3）目前需解决的问题：
①制氢问题，即制取成本高；
②储氢问题，即储存和运输要求高。
5.能源的分类：能源可分为不可再生能源（如化石燃料、可燃冰）和可再生能源（如太阳能、水能、风能、氢能、地热能等）。目前在开发的新能源有太阳能、风能、氢能、核能、生物质能（沼气）、地热能、潮汐能等。
实验12 燃烧条件的探究
1.实验装置
（1）铜片作用：载体、传热。
（2）热水作用：隔绝空气，提供热量。
2.实验原理：4P+5O22P2O5
3.实验现象分析
（1）图1中：铜片上的白磷燃烧；图2中：甲试管白磷燃烧［原因：温度达到白磷的着火点且白磷与氧气（或空气）接触］。
（2）图1、2中：红磷不燃烧（原因：温度没有达到红磷的着火点）。
（3）图1中：热水中的白磷不燃烧［原因：白磷没有与氧气（或空气）接触］。
4.实验结论
燃烧需要的条件：可燃物、温度达到着火点、与氧气（或空气）接触，三者缺一不可。
5.实验思想方法
（1）对比实验法：铜片上的白磷与红磷是一组对比点；铜片上的白磷和水中的白磷是另一组对比点。
（2）把白磷放在热水中，通过液封来隔绝空气，其设计意图是提供可燃物与反应所需的温度但使可燃物隔绝氧气，检验可燃物是否能够燃烧（提供燃烧所需的任意两个条件而控制另外的一个条件）。
6.实验装置的改进
【例】 某兴趣小组的同学们设计了“探究可燃物燃烧的条件”的装置。
（1）实验现象：图1装置中铜片上白磷燃烧，红磷不燃烧；热水中白磷不燃烧。
（2）图2装置中的a、b两处的现象，证明燃烧需与氧气接触。
（3）图2装置中比图1更加环保，因为燃烧的产物不会逸散到空气中。模块四 化学与社会·跨学科实践
主题十四 能源的利用与燃烧
知识点一 燃烧与灭火（2023省卷T5）
1.燃烧：一种发光、 的剧烈的 反应。
2.燃烧的条件
（1）具有 。
（2）可燃物与 接触。
（3）可燃物达到燃烧所需要的
（即可燃物燃烧的 ）。
3.灭火的原理与方法
（1）原理：破坏 的条件。
（2）方法（三者必具其一）：
①清除或使 与其他物品隔离；
②隔绝 ；
③使温度降到 以下。
温馨提示：着火点是物质的固有属性，一般不随外界条件的改变而改变。故只能说降低温度到着火点以下，不能说降低物质的着火点。
知识点二 完全燃烧与不完全燃烧
1.完全燃烧与不完全燃烧的比较
完全燃烧 不完全燃烧
条件 充足 不充足
特点 燃烧速率 ，放出的热量 燃烧速率 ，放出的热量
产物（以碳元素为例）
化学方程式
知识点三 安全常识
1.爆炸的成因
（1）如果急速的燃烧发生在有限的空间内，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、矿物开采的爆破都是依据这一原理。
（2）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。
（3）任何可燃性气体、可燃性固体粉末，与空气充分接触，遇明火都有可能发生爆炸。
温馨提示：爆炸不一定是由化学变化引起的。一般由燃烧引起的爆炸属于化学变化，但锅炉爆炸、汽车轮胎爆炸是由于气体迅速膨胀，压强快速增加，超过容器的极限压强而导致的，无新物质生成，属于物理变化。
2.爆炸、燃烧、缓慢氧化的对比
爆炸 燃烧 缓慢氧化
现象 非常剧烈、发光、放热 剧烈、发光、发热 不剧烈、很缓慢、放热、不发光
条件 需要达到可燃物的着火点，在有限的空间内急剧燃烧，热量来不及散失 跟氧气接触，需要达到可燃物的着火点 不需要达到可燃物的着火点（产生的热量聚积达到可燃物的着火点会引起自燃）
本质 氧化反应 氧化反应 氧化反应
3.几种消防安全标志
4.日常生活的安全常识
（1）家用天然气、煤气或液化石油气等泄漏，切不可 ，应关闭阀门并开窗通风。
（2）启用闲置的沼气池前，切不可用燃着的蜡烛进行灯火试验。
（3）加油站、面粉加工厂和煤矿的矿井内，应该 。
（4）室内着火，不能 ，因为会提供更充足的氧气。
（5）遭遇火灾的自救方法：
①如果火势很小，可以根据起火原因用适当的灭火器材和方法将它扑灭；
②如果火势较大并有蔓延的可能，就应立即拨打火警电话119求救；
③当被困在火灾区时，用湿毛巾或口罩捂住口鼻，低下身子沿墙壁或贴近地面跑出火灾区，到窗口呼救等。
【即时训练】请用学过的知识回答下列关于燃烧与灭火的相关问题。
（1）酒精灯内的酒精不小心洒出，在桌面上燃烧起来，应采取的灭火方法是 。
（2）用嘴吹灭燃着的蜡烛，其灭火原理是 。
（3）燃着的蜡烛扣上烧杯后，过一会儿燃着的蜡烛熄灭了，说明燃烧需要的条件之一是可燃物与氧气接触。
（4）将煤制成蜂窝状，其目的是 。
知识点四 能源
1.化石燃料
化石燃料包括 、 、 ，是 （填“可再生”或“不可再生”）能源。
化石 燃料 煤 石油 天然气
元素 组成 主要含碳元素，还含氢、氮、硫、氧等元素 主要含碳、氢两种元素，还含少量的硫、氧、 氮三种元素 主要含碳、氢两种元素
类别 混合物（由多种有机物和无机物组成） 混合物（由多种有机物组成） 混合物（主要成分是CH4)
形态 黑色固体，有光泽，人称“黑色金子” 黏稠液体，黑色或棕色，不溶于水，密度比水小 无色无味气体，密度比空气小，极难溶于水
综合 利用 煤 石油 具有可燃性： CH4+2O2CO2+2H2O
主要 用途 “工业的粮食”；燃烧；提取煤气、煤焦油等 “工业的血液”；提取汽油、柴油等 用作燃料
主要 污染 燃烧时会产生各种有害气体（如SO2、NO2、CO等）、固体废物以及余热等，其中SO2、NO2溶于水会形成酸雨 较清洁，几乎无污染
温馨提示：①点燃甲烷和氧气或空气的混合物可能发生爆炸，因此在煤矿的矿井里必须采取通风、严禁烟火等安全措施，以防发生爆炸事故；②甲烷是最简单的有机化合物。
2.太阳能
（1）太阳能的利用
（2）直接利用太阳能的主要方式：①光—热转换；②光—电转换。
3.化学电池：将 转化为 的装置。
4.氢能（高频）
（1）优点：①放出的热量 ；②原料不受限制；③生成物是水，不污染环境。［2023省卷T9（4）］
（2）最理想的得到H2的途径：利用太阳能和高效催化剂分解 ，获得氢气。
（3）目前需解决的问题：
①制氢问题，即制取成本高；
②储氢问题，即储存和运输要求高。
5.能源的分类：能源可分为不可再生能源（如化石燃料、可燃冰）和可再生能源（如太阳能、水能、风能、氢能、地热能等）。目前在开发的新能源有太阳能、风能、氢能、核能、生物质能（沼气）、地热能、潮汐能等。
实验12 燃烧条件的探究
1.实验装置
（1）铜片作用：载体、传热。
（2）热水作用：隔绝空气，提供热量。
2.实验原理：4P+5O22P2O5
3.实验现象分析
（1）图1中：铜片上的白磷燃烧；图2中：甲试管白磷燃烧［原因：温度达到白磷的着火点且白磷与氧气（或空气）接触］。
（2）图1、2中：红磷不燃烧（原因：温度没有达到红磷的着火点）。
（3）图1中：热水中的白磷不燃烧［原因：白磷没有与氧气（或空气）接触］。
4.实验结论
燃烧需要的条件：可燃物、温度达到着火点、与氧气（或空气）接触，三者缺一不可。
5.实验思想方法
（1）对比实验法：铜片上的白磷与红磷是一组对比点；铜片上的白磷和水中的白磷是另一组对比点。
（2）把白磷放在热水中，通过液封来隔绝空气，其设计意图是提供可燃物与反应所需的温度但使可燃物隔绝氧气，检验可燃物是否能够燃烧（提供燃烧所需的任意两个条件而控制另外的一个条件）。
6.实验装置的改进
【例】 某兴趣小组的同学们设计了“探究可燃物燃烧的条件”的装置。
（1）实验现象：图1装置中铜片上 ；热水中白磷 。
（2）图2装置中的a、b两处的现象，证明 。
（3）图2装置中比图1更加环保，因为 产物 。
