第4章 燃烧 燃料[上学期]
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第4章 燃烧 燃料
第一节 燃烧与灭火
教学目标：
知识与技能：
1．认识燃烧的条件，
2．知道灭火的简单原理和方法，
3．知道爆炸发生的原因，了解防范爆炸的措施；
4．认识使燃料完全燃烧的重要性。
过程与方法：
1．通过对燃烧条件、灭火原理等的探究活动，
2．进一步认识与体验科学探究的过程。
情感态度价值观：
能科学的认识研究燃烧、灭火和爆炸对人类社会发展的作用。
教学重点与难点：
教学重点：1．燃烧的条件；2．灭火的原理与方法
教学难点：1．燃烧条件与灭火原理的应用；2．探究方案的设计与实施
探究活动：
1． 燃烧的特点及条件；
2． 灭火的原理及方法；
教学过程：
知识准备：我们在认识到了许多物质的燃烧现象，试归纳：
事 例 观察到的现象
镁条的燃烧 发出耀眼的白光，放出大量的热，产生白烟，生成一种白色的固体
氢气在空气中燃烧 产生淡蓝色的火焰，放出大量的热，能在干冷烧杯内壁产生白雾
铁丝在氧气中燃烧 火星四射，放出大量的热，铁丝熔成小球，生成一种黑色的固体
木炭在氧气中燃烧 发出白色的光，放出大量的热，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体
红磷的燃烧 生成大量白烟，放出大量的热，生成白色固体
…… ……
燃烧反应的的特征可归纳为：发光、发热、化学反应
一、燃烧
1．燃烧：是一种发光、发热的剧烈的化学反应。
2．燃烧的现象：一般会伴随着光、焰、烟、雾
光：物质发生反应时，状态为固体时，一般是产生光；
焰：物质发生反应时，状态为气体时，一般是产生火焰；
烟：燃烧生成物有固体，一般会有烟产生，烟就是固体小颗粒分散在空气中形成的；
雾：就是液体小液滴分散在空气中形成的。
3．燃烧的条件：
（1）物质具有可燃性；（2）可燃物与氧气充分接触（具有助燃性的物质）；（3）可燃物达到燃烧所需要的最低温度，即可燃物的着火点；三个条件是缺一不可。
思考：如何来证明燃烧的条件的确是由以上三条，缺一不可？
实验步骤 实验现象 实验结论
1．将分别蘸有酒精、水的小棉花球放到酒精灯火焰上加热片刻 蘸有酒精的小棉花球燃烧起来了蘸有水的小棉花球没有燃烧 酒精易燃，水不能燃烧，所以燃烧的条件之一就是需要可燃性。
2．用透明的玻璃杯罩住燃着的小蜡烛，观察小蜡烛的燃烧情况 小蜡烛慢慢的熄灭 随着蜡烛的燃烧，会不断消耗氧气，当氧气耗尽，蜡烛就熄灭，所以燃烧的条件之二就是需要有充足的氧气
3．用一根小木条和一小块煤，分别在酒精灯上加热，观察现象 小木条很快就被点燃小煤块没有明显的变化 小木条和煤块的着火点不同，小木条的着火点较煤块的低，所以燃烧的条件之三就是温度要达到着火点
观察与思考
实验：烧不坏的手绢
实验过程：将2体积的95%的酒精与1体积的水混合。把一块棉布手绢浸入配好的混合液中，浸入后取出，轻轻拧干，用坩埚钳夹持，在酒精灯上点燃，并轻轻抖动手绢。
实验现象：手绢表面迅速燃烧起来，熄灭后，手绢并没有烧坏
实验解释：①酒精的着火点比棉布要低得多，②因此在酒精灯上加热后，在棉布表面的酒精迅速燃烧起来，而酒精液体中含有大量的水，燃烧过程中，水吸收放出的热量而蒸发，③使棉布始终不能达到着火点，因此棉布就不能真正的燃烧起来。
联想与启示
1）．可燃物的点燃方式：主要是由于:①可燃物的着火点不同，②接触面积不同，导致点燃方式的不同。
火柴中红磷通过摩擦做功，就能提供引燃所需要的温度；蜡烛中烛芯棉线需要燃着火柴提供热量，才能达到着火点；而木块、煤球就需要更高温度。
2）．燃烧现象的剧烈程度，与下列因素有关：①氧气的浓度，②可燃物的颗粒大小，③以及接触面积等。
实例：
锅炉的鼓风机；篝火丛中的火柴架空燃烧；蜂窝球的作用；蜡烛在空气中和氧气中燃烧的现象不同4．完全燃烧和不完全燃烧
实验：蜡烛的不完全燃烧
实验现象：用一白瓷板放在燃烧的蜡烛火焰上方，立刻在白瓷板上出现黑色的粉末状固体
实验解释：在空气中的氧气的浓度，无法使石蜡完全燃烧，遗留下没有完全被氧化的炭粉，而如果将蜡烛放入装有氧气的集气瓶中燃烧，由于氧气的浓度较大，使之完全燃烧，因此没有黑烟产生。
结论：
完全燃烧 不完全燃烧
燃烧条件 有充足的氧气 氧气不充足
燃烧速度 快 慢
释放热量 多 少
碳氢的生成物 二氧化碳和水 一氧化碳、碳氢化合物、水和小的炭黑颗粒
燃烧效率 高 低
碳的燃烧 碳+氧气（充足）二氧化碳 碳+氧气（不充足）一氧化碳
注意：一氧化碳是一种无色无味的有剧毒气体。当发现家中煤气泄漏，应该马上打开门窗，切记不能打开电灯、排风扇等电器，防止电火花引起火灾
空气中一氧化碳的来源：燃料的不完全燃烧、汽车的尾气、煤气泄漏等。
2C＋O22CO CO2＋C2CO
一氧化碳的性质：（1）物理性质
（2）化学性质 ①可燃性2CO＋O22CO2
② 毒性：中毒生理 ：吸入人体内的一氧化碳跟血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失了输氧的功能，人体就因缺氧而窒息死亡。
启示：我们要认识到燃料的完全燃烧对节约能源、保护环境等的作用和意义。
燃气灶中的通风口（空气的进口）和进气口（燃气的进口）的调节，可以控制燃烧情况。
例题：3克碳在6克氧气中燃烧，其产物是什么？各多少克？
5．爆炸
生活中的爆炸现象：
轮胎爆炸，气球爆炸，锅炉爆炸，火药爆炸，汽油桶等燃料的爆炸，……
根据爆炸的形成原因，我们可以分析得到有的仅仅是物理变化而引起的，有些爆炸是在发生化学变化后的结果。
（1）爆炸的条件：
化学爆炸：在有限的空间内，发生急速的燃烧，短时间聚积大量的热，使气体的体积迅速膨胀。
比较容易发生爆炸的地点：加油站、仓库、粮仓……
（2）易燃易爆物：遇到明火、高温或撞击时，极易发生燃烧或爆炸
（3）防止爆炸的方法：通风、禁止烟火等
几种图的安全标志
（4）可燃性气体在空气中达到一定浓度时，遇到明火都会发生爆炸。注意气体的爆炸极限，即容易导致爆炸的空气中可燃性气体的体积分数范围。
所以，任何可燃性气体的性质试验之前，务必进行气体检验纯度实验。 H2检验纯度实验。
二．灭火
1．灭火的原理
（1）将可燃物撤离燃烧区，与火源隔离。如煤气起火，我们应先迅速关闭阀门；森林火灾时，砍一些外围树木，形成隔离带；“釜底抽薪”等；
（2）将燃着的可燃物与空气隔离。如厨房油锅起火，盖上锅盖；酒精灯熄灭时用灯帽；干粉灭火剂或消防用砂等
（3）使用大量的冷却剂，使燃烧物的温度降低到着火点以下，如吹灭蜡烛，干冰灭火剂
注意：有很多情况下，灭火的原理是很多的。如：
（1）水灭火的原理是既能降低燃烧物的温度，也能覆盖在燃烧物表面，与空气隔绝
（2）液态二氧化碳灭火剂或干冰灭火剂的原理，不仅是利用二氧化碳的密度大于空气，可以起到隔绝氧气的作用，另外液态或固态的二氧化碳能吸收热量，形成气态二氧化碳而降低燃烧物的温度。
2．灭火剂的分类
（1）泡沫灭火剂：我们市场上看到的泡沫灭火剂主要的反应原理是：
硫酸铝[Al2(SO4)3]+碳酸氢钠(NaHCO3)→硫酸钠(Na2SO4)+氢氧化铝[Al(OH)3]+二氧化碳(CO2)
利用二氧化碳和水来覆盖在燃烧物表面
适用范围：扑灭一些木材，橡胶等固体的初起火灾，但不适用于扑灭电器，油类物质起火。
（2）干粉灭火剂：利用高压二氧化碳作为动力，将干粉（主要含有碳酸氢钠和滑石粉等）覆盖在燃烧物表面，发生的化学反应原理为：碳酸氢钠(NaHCO3)碳酸钠(Na2CO3)+水(H2O) +二氧化碳(CO2)
适用范围：扑灭油类，可燃气体和电气设备的初起火灾。
（3）二氧化碳灭火剂：主要是利用液态二氧化碳气化吸收热量，使燃烧物的温度达到着火点以下从而达到灭火的目的，并且产生的二氧化碳又能覆盖在燃烧物的表面。
适用范围：扑灭一些面积不大的珍贵设备，档案资料，精密仪器仪表等。（优点：灭火后没有残留物）
3．火灾发生后应该注意的方面
（1）一旦发生火灾，一定不能惊慌，要沉着应付：如果火势较小，则根据起火原因选择灭火器材和方法；如果火势较大，应立即拨打119求救；
（2）如果被困在火灾区，应该用湿毛巾或衣服捂住口鼻（防止粉尘及一些有害气体进入），低下身子贴地、沿墙找到门从而离开火灾区
（3）如果楼下火灾，应迅速向楼上转移，并求救
（4）在房间里着火时，不要立即打开窗户（防止为火势提供充足的氧气）
补充测试题
1）在酒精灯火焰上加热铁丝，铁丝不能燃烧，而将在酒精灯火焰上加热后的铁丝，立即插到氧气的集气瓶中能燃烧，其可能的原因是：_________________。
2）发生下列情况时，你会采取什么方法灭火？
①家用电器线路短路而发生火灾
②炒菜锅中食油起火
③在实验室不慎碰翻酒精灯，酒精在桌面上起火
④农村田埂中，稻草堆起火
3）木材起火可以用水扑灭，油起火却不能用水扑灭，这是为什么？
4）对着一支燃着的蜡烛吹气，蜡烛熄灭；而同样对着一支点燃的蚊香吹气，为何就燃烧更旺？
5）将一根火柴划燃后，若将其火柴头朝下放，则能正常燃烧直至燃尽；而将燃着的火柴竖直起来，则会发现火焰慢慢消失，直至熄灭，试根据燃烧的条件来解释其原因。
6）用铜丝编制成一个铜网，将铜网放在蜡烛火焰的上半部位置，烛焰被切断，铜网上方火焰熄灭，下方继续燃烧，其原因是________________________________________。
7）1855年，瑞典人设计制造了世界上第一盒安全火柴。现在用的火柴盒外侧一般涂上红磷和玻璃粉，火柴梗的头上由氯酸钾、二氧化锰和三硫化二锑组成的引火药。划火柴时，火柴头蹭一下盒外侧，由于摩擦生热达到红磷的着火点，产生的火星引燃三硫化二锑（生成三氧化二锑和二氧化硫），使氯酸钾受热放出氧气，帮助火柴梗燃烧的更旺。根据以上叙述，回答问题。
（1）下列推断中错误的是（ ）
A.红磷、氯酸钾、三硫化二锑都是可燃物 B.划火柴时的摩擦生热使三硫化二锑达到着火点
C.火柴梗的着火点高于三硫化二锑的着火点 D.三氧化二锑的着火点高于红磷的着火点
（2）试写出火柴、点燃过程中发生的任何3个反应的文字表达式：
①________________________________________
②________________________________________
③________________________________________
答案:1、氧气的浓度 2、断电；盖灭；抹布铺盖；打灭3、水的密度大于油
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第一节 燃烧与灭火
教学目标：
知识与技能：
1．认识燃烧的条件，
2．知道灭火的简单原理和方法，
3．知道爆炸发生的原因，了解防范爆炸的措施；
4．认识使燃料完全燃烧的重要性。
过程与方法：
1．通过对燃烧条件、灭火原理等的探究活动，
2．进一步认识与体验科学探究的过程。
情感态度价值观：
能科学的认识研究燃烧、灭火和爆炸对人类社会发展的作用。
教学重点与难点：
教学重点：1．燃烧的条件；2．灭火的原理与方法
教学难点：1．燃烧条件与灭火原理的应用；2．探究方案的设计与实施
探究活动：
1． 燃烧的特点及条件；
2． 灭火的原理及方法；
教学过程：
知识准备：我们在认识到了许多物质的燃烧现象，试归纳：
事 例 观察到的现象
镁条的燃烧 发出耀眼的白光，放出大量的热，产生白烟，生成一种白色的固体
氢气在空气中燃烧 产生淡蓝色的火焰，放出大量的热，能在干冷烧杯内壁产生白雾
铁丝在氧气中燃烧 火星四射，放出大量的热，铁丝熔成小球，生成一种黑色的固体
木炭在氧气中燃烧 发出白色的光，放出大量的热，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体
红磷的燃烧 生成大量白烟，放出大量的热，生成白色固体
…… ……
燃烧反应的的特征可归纳为：发光、发热、化学反应
一、燃烧
1．燃烧：是一种发光、发热的剧烈的化学反应。
2．燃烧的现象：一般会伴随着光、焰、烟、雾
光：物质发生反应时，状态为固体时，一般是产生光；
焰：物质发生反应时，状态为气体时，一般是产生火焰；
烟：燃烧生成物有固体，一般会有烟产生，烟就是固体小颗粒分散在空气中形成的；
雾：就是液体小液滴分散在空气中形成的。
3．燃烧的条件：
（1）物质具有可燃性；（2）可燃物与氧气充分接触（具有助燃性的物质）；（3）可燃物达到燃烧所需要的最低温度，即可燃物的着火点；三个条件是缺一不可。
思考：如何来证明燃烧的条件的确是由以上三条，缺一不可？
实验步骤 实验现象 实验结论
1．将分别蘸有酒精、水的小棉花球放到酒精灯火焰上加热片刻 蘸有酒精的小棉花球燃烧起来了蘸有水的小棉花球没有燃烧 酒精易燃，水不能燃烧，所以燃烧的条件之一就是需要可燃性。
2．用透明的玻璃杯罩住燃着的小蜡烛，观察小蜡烛的燃烧情况 小蜡烛慢慢的熄灭 随着蜡烛的燃烧，会不断消耗氧气，当氧气耗尽，蜡烛就熄灭，所以燃烧的条件之二就是需要有充足的氧气
3．用一根小木条和一小块煤，分别在酒精灯上加热，观察现象 小木条很快就被点燃小煤块没有明显的变化 小木条和煤块的着火点不同，小木条的着火点较煤块的低，所以燃烧的条件之三就是温度要达到着火点
观察与思考
实验：烧不坏的手绢
实验过程：将2体积的95%的酒精与1体积的水混合。把一块棉布手绢浸入配好的混合液中，浸入后取出，轻轻拧干，用坩埚钳夹持，在酒精灯上点燃，并轻轻抖动手绢。
实验现象：手绢表面迅速燃烧起来，熄灭后，手绢并没有烧坏
实验解释：①酒精的着火点比棉布要低得多，②因此在酒精灯上加热后，在棉布表面的酒精迅速燃烧起来，而酒精液体中含有大量的水，燃烧过程中，水吸收放出的热量而蒸发，③使棉布始终不能达到着火点，因此棉布就不能真正的燃烧起来。
联想与启示
1）．可燃物的点燃方式：主要是由于:①可燃物的着火点不同，②接触面积不同，导致点燃方式的不同。
火柴中红磷通过摩擦做功，就能提供引燃所需要的温度；蜡烛中烛芯棉线需要燃着火柴提供热量，才能达到着火点；而木块、煤球就需要更高温度。
2）．燃烧现象的剧烈程度，与下列因素有关：①氧气的浓度，②可燃物的颗粒大小，③以及接触面积等。
实例：
锅炉的鼓风机；篝火丛中的火柴架空燃烧；蜂窝球的作用；蜡烛在空气中和氧气中燃烧的现象不同4．完全燃烧和不完全燃烧
实验：蜡烛的不完全燃烧
实验现象：用一白瓷板放在燃烧的蜡烛火焰上方，立刻在白瓷板上出现黑色的粉末状固体
实验解释：在空气中的氧气的浓度，无法使石蜡完全燃烧，遗留下没有完全被氧化的炭粉，而如果将蜡烛放入装有氧气的集气瓶中燃烧，由于氧气的浓度较大，使之完全燃烧，因此没有黑烟产生。
结论：
完全燃烧 不完全燃烧
燃烧条件 有充足的氧气 氧气不充足
燃烧速度 快 慢
释放热量 多 少
碳氢的生成物 二氧化碳和水 一氧化碳、碳氢化合物、水和小的炭黑颗粒
燃烧效率 高 低
碳的燃烧 碳+氧气（充足）二氧化碳 碳+氧气（不充足）一氧化碳
注意：一氧化碳是一种无色无味的有剧毒气体。当发现家中煤气泄漏，应该马上打开门窗，切记不能打开电灯、排风扇等电器，防止电火花引起火灾
空气中一氧化碳的来源：燃料的不完全燃烧、汽车的尾气、煤气泄漏等。
2C＋O22CO CO2＋C2CO
一氧化碳的性质：（1）物理性质
（2）化学性质 ①可燃性2CO＋O22CO2
② 毒性：中毒生理 ：吸入人体内的一氧化碳跟血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失了输氧的功能，人体就因缺氧而窒息死亡。
启示：我们要认识到燃料的完全燃烧对节约能源、保护环境等的作用和意义。
燃气灶中的通风口（空气的进口）和进气口（燃气的进口）的调节，可以控制燃烧情况。
例题：3克碳在6克氧气中燃烧，其产物是什么？各多少克？
5．爆炸
生活中的爆炸现象：
轮胎爆炸，气球爆炸，锅炉爆炸，火药爆炸，汽油桶等燃料的爆炸，……
根据爆炸的形成原因，我们可以分析得到有的仅仅是物理变化而引起的，有些爆炸是在发生化学变化后的结果。
（1）爆炸的条件：
化学爆炸：在有限的空间内，发生急速的燃烧，短时间聚积大量的热，使气体的体积迅速膨胀。
比较容易发生爆炸的地点：加油站、仓库、粮仓……
（2）易燃易爆物：遇到明火、高温或撞击时，极易发生燃烧或爆炸
（3）防止爆炸的方法：通风、禁止烟火等
几种图的安全标志
（4）可燃性气体在空气中达到一定浓度时，遇到明火都会发生爆炸。注意气体的爆炸极限，即容易导致爆炸的空气中可燃性气体的体积分数范围。
所以，任何可燃性气体的性质试验之前，务必进行气体检验纯度实验。 H2检验纯度实验。
二．灭火
1．灭火的原理
（1）将可燃物撤离燃烧区，与火源隔离。如煤气起火，我们应先迅速关闭阀门；森林火灾时，砍一些外围树木，形成隔离带；“釜底抽薪”等；
（2）将燃着的可燃物与空气隔离。如厨房油锅起火，盖上锅盖；酒精灯熄灭时用灯帽；干粉灭火剂或消防用砂等
（3）使用大量的冷却剂，使燃烧物的温度降低到着火点以下，如吹灭蜡烛，干冰灭火剂
注意：有很多情况下，灭火的原理是很多的。如：
（1）水灭火的原理是既能降低燃烧物的温度，也能覆盖在燃烧物表面，与空气隔绝
（2）液态二氧化碳灭火剂或干冰灭火剂的原理，不仅是利用二氧化碳的密度大于空气，可以起到隔绝氧气的作用，另外液态或固态的二氧化碳能吸收热量，形成气态二氧化碳而降低燃烧物的温度。
2．灭火剂的分类
（1）泡沫灭火剂：我们市场上看到的泡沫灭火剂主要的反应原理是：
硫酸铝[Al2(SO4)3]+碳酸氢钠(NaHCO3)→硫酸钠(Na2SO4)+氢氧化铝[Al(OH)3]+二氧化碳(CO2)
利用二氧化碳和水来覆盖在燃烧物表面
适用范围：扑灭一些木材，橡胶等固体的初起火灾，但不适用于扑灭电器，油类物质起火。
（2）干粉灭火剂：利用高压二氧化碳作为动力，将干粉（主要含有碳酸氢钠和滑石粉等）覆盖在燃烧物表面，发生的化学反应原理为：碳酸氢钠(NaHCO3)碳酸钠(Na2CO3)+水(H2O) +二氧化碳(CO2)
适用范围：扑灭油类，可燃气体和电气设备的初起火灾。
（3）二氧化碳灭火剂：主要是利用液态二氧化碳气化吸收热量，使燃烧物的温度达到着火点以下从而达到灭火的目的，并且产生的二氧化碳又能覆盖在燃烧物的表面。
适用范围：扑灭一些面积不大的珍贵设备，档案资料，精密仪器仪表等。（优点：灭火后没有残留物）
3．火灾发生后应该注意的方面
（1）一旦发生火灾，一定不能惊慌，要沉着应付：如果火势较小，则根据起火原因选择灭火器材和方法；如果火势较大，应立即拨打119求救；
（2）如果被困在火灾区，应该用湿毛巾或衣服捂住口鼻（防止粉尘及一些有害气体进入），低下身子贴地、沿墙找到门从而离开火灾区
（3）如果楼下火灾，应迅速向楼上转移，并求救
（4）在房间里着火时，不要立即打开窗户（防止为火势提供充足的氧气）
补充测试题
1）在酒精灯火焰上加热铁丝，铁丝不能燃烧，而将在酒精灯火焰上加热后的铁丝，立即插到氧气的集气瓶中能燃烧，其可能的原因是：_________________。
2）发生下列情况时，你会采取什么方法灭火？
①家用电器线路短路而发生火灾
②炒菜锅中食油起火
③在实验室不慎碰翻酒精灯，酒精在桌面上起火
④农村田埂中，稻草堆起火
3）木材起火可以用水扑灭，油起火却不能用水扑灭，这是为什么？
4）对着一支燃着的蜡烛吹气，蜡烛熄灭；而同样对着一支点燃的蚊香吹气，为何就燃烧更旺？
5）将一根火柴划燃后，若将其火柴头朝下放，则能正常燃烧直至燃尽；而将燃着的火柴竖直起来，则会发现火焰慢慢消失，直至熄灭，试根据燃烧的条件来解释其原因。
6）用铜丝编制成一个铜网，将铜网放在蜡烛火焰的上半部位置，烛焰被切断，铜网上方火焰熄灭，下方继续燃烧，其原因是________________________________________。
7）1855年，瑞典人设计制造了世界上第一盒安全火柴。现在用的火柴盒外侧一般涂上红磷和玻璃粉，火柴梗的头上由氯酸钾、二氧化锰和三硫化二锑组成的引火药。划火柴时，火柴头蹭一下盒外侧，由于摩擦生热达到红磷的着火点，产生的火星引燃三硫化二锑（生成三氧化二锑和二氧化硫），使氯酸钾受热放出氧气，帮助火柴梗燃烧的更旺。根据以上叙述，回答问题。
（1）下列推断中错误的是（ ）
A.红磷、氯酸钾、三硫化二锑都是可燃物 B.划火柴时的摩擦生热使三硫化二锑达到着火点
C.火柴梗的着火点高于三硫化二锑的着火点 D.三氧化二锑的着火点高于红磷的着火点
（2）试写出火柴、点燃过程中发生的任何3个反应的文字表达式：
①________________________________________
②________________________________________
③________________________________________
答案:1、氧气的浓度 2、断电；盖灭；抹布铺盖；打灭3、水的密度大于油
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