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1、第十讲燃料及其利用一 燃烧和灭火燃烧1 定义：可燃物与氧气发生的一种发光、放热的的剧烈的氧化反应叫做燃烧。注：发光、放热的变化不一定就是燃烧，如电灯发光、放热，由于根本就没有生成新的物质，属于物理变化。2 燃烧的条件：（1）物质具有可燃性（2）可燃物与氧气接触（3）可燃物达到燃烧所需要的最低温度（着火点）不同的物质着火点不同；着火点是使物质能够持续燃烧的最低温度；着火点不是固定不变的。对固体燃料来说，着火点的高低跟表面积的大小、组织的粗细、导热系数的大小都有关系。颗粒越细，表面积越大，着火点越低；导热系数越小，着火点越低。对于液体燃料和气体燃料来说，火焰接触他们的情况和外界压强的大小也都有关系
2、。3 影响燃烧的因素（1）内在因素：可燃物的性质，不同物质燃烧的现象不同（2）外在因素：与氧气接触面积越大，氧气浓度越高，燃烧越剧烈，同种物质在不同条件下，燃烧现象不同。4 使燃料充分燃烧的两个条件（1）要有足够多的空气（2）燃料与空气又足够大的接触面积灭火1 灭火的原理灭火的实质就是破坏燃烧的条件，使燃烧反应停止。根据燃烧的条件，可以推断出只要不满足任意一个燃烧的条件，就可以达到灭火的目的。灭火的原理和所对应的燃烧条件如下表所示：灭火的原理 燃烧的条件清除可燃物 可燃物隔绝氧气（或空气） 与氧气（或空气）接触降温至着火点以下 温度达到着火点2 灭火的方法（1）通常用来灭火的物质有水和二氧化碳
3、。用高压水枪的方法，主要起到降温的作用，同时也有隔绝氧气的作用。用二氧化碳来灭火，则主要利用二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧和密度比空气大的性质，将可燃物与氧气隔绝。（2）针对不同的燃烧情况，可选用不同的方法来灭火。如：电器着火，就不能用水来扑灭，要用沙子或二氧化碳灭火器扑灭。再如档案、图书、贵重设备、精密仪器等物体着火，不能用水，而要用液态二氧化碳灭火（起到降温和隔绝空气的作用） ，这样灭火时不会留下任何痕迹，不会使物体顺坏。3 常用的灭火器材灭火器材 灭火原理 适用范围高压水枪 降温到可燃物的着火点以下 一般火灾泡沫灭火器灭火时喷射出大量的二氧化碳及泡沫，粘附在可燃物上，隔绝空气扑灭木材、棉布
4、等燃烧引起的失火（使用时头朝下倒转过来，使桶内的两种药液混合）干粉灭火器利用压缩的二氧化碳吹出干粉（主要含有碳酸氢钠）来灭火具有流动性好、喷射率高、不腐蚀容器和不易变质等优良性能，除可扑灭一般火灾外，还可用来扑灭油、气等燃烧引起的火灾二氧化碳灭火器在加压是将液态二氧化碳压缩在小钢瓶中，灭火时再喷射出，有降温和隔绝空气的作用灭火时不会留下任何痕迹，因此可用来扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等的失火易燃易爆物质的安全知识1 易燃物和易爆物易燃物指的是那些易燃的气体和液体，容易燃烧、自燃或遇水可以燃烧的固体，以及一些可以引起其他物质燃烧的物质等。常见的有硫、磷、酒精、液化石油气、氢气、乙炔、沼气、
5、石油产品、面粉、棉絮等。易爆物指的是那些受热或受到撞击时容易发生爆炸的物质等。2 爆炸（1）定义可燃物在有限的空间内急速燃烧，气体体积迅速膨胀而引起爆炸。一切可燃性气体、可燃性液体的蒸汽、可燃性粉尘（面粉、煤粉）与空气（或氧气）的混合物与火种均有可能发生爆炸。注：发生爆炸的原因：(1) 爆炸可能是由于可燃物在有限的空间内迅速燃烧，发生化学反应，放出大量的热，放出的大量的热没有及时扩散，使生成的气体物质体积急剧膨胀而引起的，如炸药爆炸。 （2）爆炸也有可能是由于气体物质在有限的密闭容器内因受热体积急剧膨胀而引起的。如气球爆炸；或者如果长期使用用水导致水垢过多，是锅炉受热不均而引起爆炸。（2）爆炸
6、极限一种可燃性气体或粉尘与空气（氧气）混合并达到一定浓度时，遇火就会爆炸。这种可燃性物质与空气形成的混合物能够发生爆炸的浓度范围，叫做爆炸的极限，浓度低于或高于这一范围都不会爆炸。瓦斯（主要成分是甲烷）与空气混合时，点燃（或遇明火）时可能发生爆炸，其爆炸极限为 5%15%，矿井里含有大量的甲烷和空气，一旦引燃就会发生爆炸，这种爆炸就是瓦斯爆炸。很多非法开采的小煤矿存在极大的安全隐患。（3）爆炸的条件1 剧烈的燃烧发生在有限的空间内当可燃物剧烈燃烧时，短时间内会放出大量的热，空气遇热膨胀。如果空间开阔、敞开，膨胀的气体就会逸出；如果空间有限，则可能引起爆炸。2 存在可能引起爆炸的物质可燃性的气体
7、：氢气、一氧化碳、天然气等可燃性的粉尘：面粉、煤、纺织化纤的粉尘等3 安全注意事项（1）搬运易燃物和易爆物质时，要轻拿轻放，以免发生意外（2）如果已发觉空气中有可燃性气体或粉尘，要开窗通气，不能用任何电器，以免产生电火花，引起爆炸。在生活中注意识别安全标志，学会必要的灭火和自救的方法。（3）存放易燃易爆物的要求：单存、单放、远离火种，注意通风。例题例 1 下列说法中正确的是（）A 发光发热的现象都是燃烧B 可燃物与足够的氧气接触就肯定发生燃烧现象、C 可燃物在纯氧中的燃烧比在空气中的燃烧要剧烈D 只有使可燃物跟空气隔绝，同时把温度降低到可燃物的着火点以下才能灭火解析：燃烧属于化学变化，发光发热
8、的现象不一定是化学变化，燃烧通常有氧气参加，是剧烈的氧化反应。要使可燃物燃烧必须同时满足两个条件：一是可燃物与氧气接触，二是要使温度达到可燃物的着火点。只要消除其中一个条件即可实现灭火。所以 A,BD 选项是错误的。另外可燃物燃烧的剧烈程度与它跟氧气的接触面积和氧气浓度有关，接触面积越大，氧气的浓度越高，燃烧就越剧烈，故 C 正确课堂练习1 下列做法存在安全隐患的是（）A 炒菜时油锅着火，立即盖上锅盖B 厨房内有较浓的燃气味，立即关闭阀门并开窗通风C 电器着火用水扑灭D 手持燃着的蜡烛进入深洞游览，发现烛光变弱或熄灭时，应立即退出2 1992 年海湾战阵期间，科威特大批油井被炸起火燃烧，我国救
9、援人员早灭火工作中作出了杰出贡献。下列措施不能考虑用于油井灭火的是( )A 设法降低石油的着火点 B 设法使火焰隔绝空气C 设法阻止石油喷射 D 设法降低油井井口的温度3 2006 年 12 月 17 日晚，我市淮海西路一棉花店突发大火，消防人员用高压水枪喷水灭火，水在灭火中的作用是（）A 降低可燃物的着火点 B 防止燃烧产物污染空气C 降低温度到可燃物的着火点以下 D 水分解出不助燃的物质二 燃料和热量化石燃料1 三大化石燃料生活中经常使用的煤、石油和天然气是化石燃料，因为他们都是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的。化石燃料是不可再生能源。（1） 煤（工业的粮食）1 成分：复杂的混合
10、物，主要含有碳元素，还有少量的氢、氮、硫等元素。2 煤的综合利用A 煤的气化：煤 在氧气不足的条件下发生不完全燃烧，转化为燃料气，又可做化工原料。主要产品为：CO、CH4、H2 等。B 煤的液化：使大的煤分子发生变化，分裂为小分子，利用催化剂向小分子中加入氢元素，得到与石油产品成分相近的燃料油。是一项人造石油的技术。C 煤的干馏：又称煤的焦化，把煤隔绝空气加强热，可使煤分解成许多有用的物质，如焦炭、煤焦油和焦炉气。焦炭是冶金工业的重要原料；煤焦油是重要的化工原料。焦炉气的主要成分是 CO、CH4、H2，是优良的气体燃料，又是重要的化工原料。（2）石油（工业的血液）的综合利用将石油加热蒸馏，利用
11、石油中不同成分的沸点不同，将他们分离，可得到液化石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡等产品。使石油中的大分子断裂为小分子，小分子重新组合为大分子，从而把黑色的液体石油转化成塑料、橡胶、合成纤维、农药、医药、燃料等三千多种工业产品。(3) 天然气1 成分：主要成分为甲烷，是混合物。在矿井中、开采石油的过程中，一般都有天然气的存在。2 甲烷A 存在形式：沼气、天然气、煤矿坑气的主要成分是甲烷。近年来发现海底有大量叫做“可燃冰”的可燃物，化学式为 CH4.x H2OB 物理性质：无色无味的气体，密度小于空气，极难溶于水C 化学性质：易燃烧，燃烧时产生蓝色火焰，生成二氧化碳和水，化学方程式为CH4
12、+ O2 = CO2 + H2O3 甲烷的利用把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池里发酵，就可产生沼气，利用沼气可解决我国农村生活用燃料的问题，经沼气池发酵后排出的沉渣能提高农家肥料的的肥效，有利于环境保护。点燃注：（1）甲烷同氢气一样，若不纯时点燃，会发生爆炸，所以在点燃前一定要检验纯度。（2） 在三中化石燃料中，煤和石油的成分中含有硫、氮等有害元素，燃烧会产生有害物质，对空气造成污染，而天然气是比较清洁的燃料。2 化石燃料的合理开采和节约使用（1）使燃料充分燃烧的重要性A 提高燃料的燃烧利用率，就相当于延长他们的使用期限B 如果燃料燃烧不充分，会产生大量的有害物质，污染空气（2）
13、使燃料充分燃烧的方法A 燃烧时要有足够多的空气，例如：在炼钢炉中，鼓入大量富氧空气，促使反应充分进行B 燃料与空气要有足够大的接触面积，可以通过改变可燃物的外表形状，增加接触面积；或将可燃物架空，增大其与空气的接触面积。化学反应中的能量变化1 放热和吸热的化学变化化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，而能量的变化通常表现为热量的变化，即反应中的放热和吸热现象。（1）放热反应：放出热量的化学反应叫放热反应。通常可燃物的燃烧过程都是放热反应。除此之外，有些反应(如铝和盐酸的反应 ) 也产生热量。（2）吸热反应：要从外界吸收能量才能完成的化学反应叫做吸热反应。通常反应条件为加热或高温反应，
14、都需要吸收热量才能进行。2 化学反应中的能量变化对人类生活的影响人类生活中，需要的大部分能量是由化学反应产生的，从生活、生产到维持自身的体温和日常活动，都离不了化学反应产生的热量。如果没有化学反应的放热和吸热，人们的正常生活不会存在。例题例 1 石油被称为工业的血液，下列有关石油的说法中正确的是（）A 石油是一种混合物 B 石油是一种化合物C 石油可用作飞机燃料 D 石油的蕴藏量是无限的解析：石油是由多种成分组成的混合物。化合物是纯净的。 石油的炼制产品可做飞机燃料，但石油本身不可直接用作飞机燃料，石油的 蕴藏是有限的。例 2 天然气、液化石油气燃烧的化学方程式分别为点燃CH4 + 2O2=C
15、O2 + 2H2O, C3H8 + 5O2 =3CO2 + 4 H2O, 现有一套以天然气为燃料的灶具，要改为液化石油气味燃料的灶具，应采取的措施为（）A 燃料气和空气的进入量都减少 B 燃料和空气的进入量都增加 C 减少燃料气进入量或者增大空气进入量 D 增大燃料气进入量或者减小空气进入量解析：由以上两个方程式可知，甲烷燃烧的过程中其与所需要的氧气分子数之比为 1:2，而丙烷的燃烧过程中其与所需要的氧气的分子数之比为 1:5，由此可见丙烷燃烧消耗的氧气量大，因此由天然气灶具改为液化石油气的灶具应减少燃料进入量或增大空气进入量，否则燃烧不充分。课堂练习1 煤、石油、天然气被称为化石燃料，是不可
16、再生能源（1）天然气的主要成分是_,写出该主要成分在空气中充分燃烧的方程式_(2) 分别写出一种煤、石油加工后可以用作燃料发的产品，煤_,石油_2 目前人类所使用的能量主要来源于化学反应。下列变化中由化学能转变成电能的是（）A 家庭燃烧取暖 B 在家用电器中使用电池C 利用海洋潮汐能发电 D 电解水生成氢气和氧气三 使用燃料对环境的影响化石燃料的燃烧对空气的影响1 化石燃料燃烧产生的物质化石燃料如煤、石油、天然气都是含碳元素的物质，其中还含有硫元素等，这些燃料燃烧时，会产生二氧化硫等污染空气的气体。燃料燃烧不充分，会产生一氧化碳和碳粒，加上为燃烧的碳氢化合物，如果直接排放到空气中，必然对空气造成污染。化石燃料燃烧时排放的物质有：一氧化碳、碳氢化合物、碳
