《上海初三化学第四章燃料及其燃烧教案习题带复习资料》由会员分享,可在线阅读,更多相关《上海初三化学第四章燃料及其燃烧教案习题带复习资料(8页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、1 / 8 第四章:燃料及其燃烧 第一节 燃烧与灭火 第二节 碳 第 1 课时 碳单质 第 2 课时 CO2和 CO 的性质 第三节 二氧化碳的实验室制法 第四节 化学燃料 考点一:燃烧和灭火 一、燃烧 1、概念:可燃物与空气中氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。 2、条件: (1)可燃物(2)氧气(或空气) (3)温度达到着火点(三者缺一不可,否则不能燃烧) 如右图所示:A、薄铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧,说明了燃烧需要温度达到着火点; B、薄铜片的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧,说明了燃烧需要氧气 白磷的着火点低,应贮存在装有水的试剂瓶中 3、 燃烧与缓慢氧化的比较 相同点:都是氧化反应
2、、都放热; 不同点:前者发光、反应剧烈,后者不发光、反应缓慢 二,爆炸,燃烧与缓慢氧化的联系与区别 概 念 发生条件 防范措施 燃 烧 可燃物与氧气发生的一种发光、 发热的剧烈的氧化反应 可燃物; 与空气或氧气接触;温度达到着火点 可燃物与其他物品隔离;与空气隔离; 降低温度至着火点以下 爆 炸 可燃物在有限的空间内发生急剧燃烧,短时间内积聚大量的热,使气体体积迅速膨胀而引起爆炸 剧烈燃烧;有限空间 严禁烟火 缓慢氧化 反应进行得很慢,甚至不易察觉的氧化反应 与空气或氧接触 可能是化学变化(火药爆炸)也可能是物理变化(车胎爆炸) 化学变化的爆炸:可燃物在有限空间内急速燃烧,放出的热使气体的体积
3、迅速膨胀 可燃性气体(氢气、一氧化碳、甲烷)或粉尘(面粉、煤粉)与空气或氧气混合,遇到明火可能会发生爆炸;可燃性气体在点燃或加热前都要检验纯度,以防止发生爆炸的危险 油库、面粉加工厂门口贴有“严禁烟火”的标志:空气中常混有可燃性气体或粉尘,接触到明火,就有发生爆炸的危险 可燃物与氧气的接触面积越大,燃烧越剧烈 三,灭火的原理和方法 1、燃烧的条件决定着灭火的原理,只要破坏燃烧的任何一个条件, 就可以达到灭火的目的 2、灭火的原理: (1)消除可燃物(2)隔绝氧气(或空气) (3)降温到着火点以下。 3、泡沫灭火器:扑灭木材、棉布等燃烧引起的失火。 干粉灭火器:扑灭一般的失火外,还可以扑灭电器、
4、油、气等燃烧引起的失火。 2 / 8 液态二氧化碳灭火器:扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等处的失火 4、泡沫灭火器的反应原理,利用碳酸钠与浓盐酸迅速反应产生大量的二氧化碳来灭火 化学反应方程式:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 常见灭火的方法 油锅着火,用锅盖盖灭 电器着火,先应切断电源 煤气泄漏,先应关闭阀门,再轻轻打开门窗,切忌产生火花 酒精在桌面上燃烧,用湿抹布扑盖 扑灭森林火灾,将大火蔓延前的一片树木砍掉 其它:A、生煤炉火时,需先引燃纸和木材,因为纸和木材的着火点比煤低,容易点燃 B、室内起火,如果打开门窗,会增加空气的流通,增加氧气的浓度,反应剧烈,燃烧更旺
5、C、用扇子扇煤炉火,虽然降低了温度,但没有降至着火点以下,反而增加了空气的流通,所以越扇越旺。用扇子扇蜡烛火焰,虽然增加了空气的流通,但却降低了温度至着火点以下,所以一扇就灭。 考点二:碳和碳的氧化物 (一)碳 一、碳的几种单质(金刚石、石墨、C60) 1、金刚石(C)是自然界中最硬的物质,无色透明,正八面体。可用于制钻石;刻划玻璃、钻探机的钻头(体现了它的硬度大)等。 2、石墨(C)是最软的矿物之一,深灰色,具有金属光泽,细鳞片状的固体,有优良的导电性,润滑性。可用于制铅笔芯(体现它深灰色、质软)、干电池的电极(体现了它的导电性)、电车的电刷(体现了它的导电性,滑腻感、常温下化学性质稳定)、
6、做润滑剂(体现它具有滑腻感)等 金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:碳原子的排列不同。 3、无定形碳:由石墨的微小晶体和少量杂质构成 .主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等. 活性炭、木炭具有强烈的吸附性(因为具有疏松多孔的结构),木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等,活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖;焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。 注意:吸附性是活性炭、木炭的物理性质 4、C60:C60 分子由 60 个碳原子构成的分子,形似足球,结构稳定。 二、.单质碳的化学性质: 同素异形体:相同元素组成,不同形态的单质。(物理性质不同,化学性质相同)
7、1、常温下的化学性质比较稳定。因此古代用墨书写、绘画的字画保存时间很久,仍不变色。 2、可燃性: 完全燃烧(氧气充足),生成 CO2 : C + O2 CO2 不完全燃烧(氧气不充足),生成 CO:2C + O2 2CO 3、还原性:C + 2CuO 2Cu + CO2 (置换反应) 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的反应。 现象:黑色粉末逐渐变成光亮红色,产生的的气体能使澄清的石灰水变浑浊。 C 在反应中得到氧元素,发生氧化反应,是还原剂,具有还原性。 点燃 点燃 高温 3 / 8 CuO 在反应中失去氧元素,发生还原反应,是氧化剂。具有氧化性。 小结:还原剂:
8、夺去氧元素的物质,具有还原性。得到氧元素,发生氧化反应。 氧化剂:提供氧元素的物质,具有氧化性。失去氧元素,发生还原反应。 应用:冶金工业:2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2 CCO2 2CO (二)二氧化碳制取的研究 一、实验室制取气体的思路:(原理、装置、检验) (1)发生装置:由反应物状态及反应条件决定: 反应物是固体,需加热,制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。 反应物是固体与液体,不需要加热,制气体时则用制CO2的发生装置。 (2)收集方法:气体的密度及溶解性决定: 难溶于水用排水法收集 CO 只能用排水法 密度比空气大(或相对分子质量 29)用向上排空气法 CO2只能用向上排空
9、气法 密度比空气小(或相对分子质量29)用向下排空气法 二、实验室制取二氧化碳的方法 1、药品:石灰石与稀盐酸 不能用 H2SO4 与 CaCO3反应的原因: 生成的 CaSO4微溶于水, 会覆盖在 CaCO3表面, 阻止反应的进行。 不能用 HCl 与 Na2CO3反应的原因:Na2CO3易溶于水,与盐酸反应速率快,不利于收集。 2、原理:用石灰石和稀盐酸反应: CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 3、装置图 装置的注意事项:(1)若用长颈漏斗来注入盐酸,长颈漏斗下端必须伸入液面以下 (2)若用试管来装药品,固定试管时,试管口竖直向上,试管底部与铁架台面接触。 4、气体收集方法
10、:向上排空气法(密度比空气大,能溶于水) 5、检验方法:将制得的气体通入澄清的石灰水,如能浑浊,则是二氧化碳。 验满方法:用点燃的木条,放在集气瓶口,木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。 6、二氧化碳的工业制法: 煅烧石灰石: CaCO3 CaO+CO2 生石灰和水反应可得熟石灰:CaO+H2O=Ca(OH)2 (三)二氧化碳和一氧化碳性质 高温 高温 高温 4 / 8 一、二氧化碳的性质 1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体-干冰 2、化学性质: 1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸 2)与水反应生成碳酸: CO2+H2O=H2CO3 生成的
11、碳酸能使紫色的石蕊试液变红, 碳酸不稳定,易分解 H2CO3 = H2O+ CO2 3)能使澄清的石灰水变浑浊:CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 用于检验二氧化碳;这也是久置装石灰水的试剂瓶壁有一层白膜的原因。要除去这白膜,用稀盐酸。其原理是 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 4)与灼热的碳反应: C + CO22CO (吸热反应,既是化合反应又是氧化还原反应,CO2是氧化剂,C 是还原剂) 3、 用途: 灭火 (灭火器原理: Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2) 既利用其物理性质 (密度比空气大) ,又利用其化学性质(不能燃烧,也不支持燃烧) 干冰用
12、于人工降雨、制冷剂(利用干冰升华时要吸收大量的热) 温室肥料 做碳酸型饮料(利用二氧化碳能溶于水) 4,二氧化碳对环境的影响:过多排放引起温室效应。 造成温室效应的原因:人类消耗的能源急剧增加,森林遭到破坏 减轻温室效应的措施:减少化石燃料的燃烧;植树造林;使用清洁能源 由于二氧化碳不能供给呼吸但无毒,因此在人群密集的地方注意通风换气 二、一氧化碳 1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水 2、有毒:吸进肺里与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。因此在冬季用煤炉来取暖时,要注意房间的通风和换气。 3、化学性质: 1)可燃性:2CO+O2 2CO2(可燃性气体点燃前一定要
13、检验纯度)发出蓝色火焰 H2和 O2的燃烧火焰是:发出淡蓝色的火焰。 CO 和 O2的燃烧火焰是:发出蓝色的火焰。 CH4和 O2的燃烧火焰是:发出明亮的蓝色火焰。 鉴别:H2、CO、CH4可燃性的气体:看燃烧产物(不可根据火焰颜色) 高温 点燃 5 / 8 (水煤气:H2与 CO 的混合气体 C + H2O H2 + CO) 2)还原性: CO+CuO Cu+CO2 (非置换反应) 应用:冶金工业 现象:黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。 CO 在反应中得到氧元素,发生氧化反应,是还原剂,具有还原性. CuO 在反应中失去氧元素,发生还原反应,是氧化剂,具有氧化
14、性。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2(现象:红色粉末逐渐变成黑色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。) H2、CO、C 具有相似的化学性质: A 可燃性 C + O2 CO2 2CO+O2 2CO2 2H2 + O2 2H2O B 还原性 :H2 CuO Cu + H2O CO+CuOCu+CO2 C + 2CuO 2Cu + CO2 C、H2、CO:在反应中得到氧元素,发生氧化反应,是还原剂,具有还原性 CuO:在反应中失去氧元素,发生还原反应,是氧化剂,具有氧化性 除杂:COCO2 通入石灰水 或氢氧化钠溶液: CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2CO 通过灼热的氧化铜
15、CO+CuO Cu+CO2 CaOCaCO3只能煅烧(不可加盐酸) CaCO3 CaO+CO2 注意:检验 CaO 是否含 CaCO3加盐酸 :CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 (CO32-的检验:先加盐酸,然后将产生的气体通入澄清石灰水。) 4、一氧化碳与二氧化碳性质不同的根本原因是 1 个二氧化碳分子比 1 个一氧化碳分子多 1 个氧原子, 常见气体的鉴别: 氧气:将带火星的木条伸入集气瓶中,若复燃,则气体是氧气 二氧化碳:将气体通入澄清的石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则气体是二氧化碳 一氧化碳; 将气体点燃, 在火焰上方罩一只干冷的小烧杯, 再翻转烧杯倒入澄清的石灰水,
16、若有蓝色火焰,小烧杯上无液滴,澄清石灰水变浑浊。则气体是一氧化碳 三,必记化学方程式 CCO :2CO2 2CO CCO2 2CO CCO2 :CO2 CO2 C2CuO 2CuCO2 高温 高温 点燃 点燃 点燃 高温 高温 点燃 高温 点燃 高温 6 / 8 3CFe2O3 3CO22Fe COCO2 :2COO2 2CO2 COCuO CuCO2 3COFe2O3 2Fe3CO2 CO2H2CO3: CO2H2O =H2CO3 H2CO3 CO2 :H2CO3 =CO2H2O CO2 CaCO3 :CO2Ca(OH)2 =CaCO3H2O CaCO3 CO2 :CaCO3+2HCl=Ca
17、Cl2+H2O+CO2 CaCO3 CO2CaO 考点三:化学燃料 (一)燃料和热量 一、化石燃料 包括煤、石油、天然气(都是混合物) 是古代生物遗骸经一系列复杂变化而形成的 属于不可再生能源 合理开采,综合利用,节约使用 1、煤 称为“工业的粮食” 组成:主要含碳元素,还含少量的氢、氮、氧、硫等元素 将煤隔绝空气加热(干馏,化学变化) ,得到焦炭(冶炼金属) 、煤焦油(化工原料) 、煤气(主要含氢气、一氧化碳、甲烷) ,用作燃料;煤气泄漏,会使人中毒,有可能发生爆炸 煤燃烧会产生 SO2、NO2等,会形成酸雨 2、石油 称为“工业的血液” 从油井开采出来的石油叫原油,不可以直接做燃料 组成:
18、主要含碳、氢元素 炼制原理:利用石油各成分的沸点不同,通过蒸馏使之分离(物理变化) 石油各产品:汽油、煤油、柴油(作燃料) ;沥青(筑路) ;石蜡(作蜡烛)等 3、天然气(1)主要成分是甲烷 CH4,最简单的有机物,相对分子质量最小有机物 A、甲烷的物理性质:无色、无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。 B、甲烷的化学性质:可燃性 CH42O2 CO2 2H2O (发出蓝色火焰) 注意:1 点燃甲烷前要检验纯度 (2) 、检验某可燃物是否含碳、氢元素的方法:点燃,在可燃物上方罩一个冷而干燥的烧杯,烧杯内壁出现水雾,说明生成了水,证明含有氢元素;把烧杯迅速倒过来,立即注入澄清石灰水,变浑浊,说明
19、生成了二氧化碳,证明含有碳元素。 (如果某可燃物燃烧生成了二氧化碳和水,只能证明一定含碳、氢元素,可 高温 点燃 高温 高温 7 / 8 能含氧元素) (3) 、鉴别氢气、一氧化碳、甲烷:检验燃烧的产物(导出点燃,在火焰上方分别罩一个冷而干燥的烧杯,看烧杯内壁是否出现水雾现象;把烧杯迅速倒过来,立即注入澄清石灰水,看是否变浑浊 (4) 、沼气的主要成分是甲烷,把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就可产生甲烷。 (5) 、可燃冰:埋藏于海底,可以燃烧,主要成分是甲烷水合物,储量是化石燃料总和的两倍将成为替代化石燃料的新能源,开采时如果甲烷气体大量泄漏于大气中,造成的温室效应将比
20、二氧化碳更严重 (6) 、西气东输:输的是天然气 (7) 、在化石燃料中,天然气是比较清洁的燃料 二、化学变化中的能量变化,能量的变化通常表现为热量的变化 a) 放出热量:燃料燃烧放热(如化石燃料的燃烧) ;不通过燃料燃烧也可放热 Mg+2HCl=MgCl2+H2; CaO+ H2O=Ca(OH) 2 b) 吸收热量: CO 2+C 2CO; Ba(OH)2 + 2NH4Cl = BaCl2+ 2NH3H2O 三、使燃料充分燃烧注意两点:燃烧时要有足够多的空气,燃料与空气有足够大的接触面。燃料不充分燃烧的后果:产生的热量减少,浪费资源,产生大量的CO 等物质污染空气 四、 燃气泄漏报警器安装的
21、位置应根据燃气的密度决定, 如果燃气的密度比空气的大, 则安装在墙壁下方,反之,则安装在上方 (二)使用燃料对环境的影响 一、燃料燃烧对空气的影响 、煤的燃烧。煤燃烧时会产生二氧化硫、二氧化氮等污染物。溶于水,当溶解在雨水中时,就形成了酸雨。 、酸雨的危害:破坏森林、腐蚀建筑物、使水体酸化影响水生生物的生长等 防止酸雨的措施:使用脱硫煤、使用清洁能源等 、汽车用燃料的燃烧。汽油和柴油作为多数汽车的燃料,它们燃烧时产生的尾气中主要含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等大气污染物。 减少汽车尾气对空气污染的措施:改进发动机的燃烧方式,使燃料充分燃烧;使用催化净化装置;使用
22、无铅汽油;使用车用乙醇汽油;汽车用压缩天然气(主要成分是甲烷)作燃料;禁止没有达到环保标准的汽车上路 二、使用和开发新的燃料及能源 1、乙醇 属于绿色能源中的一种,属于可再生能源 由高粱、玉米、薯类等经发酵、蒸馏而得,俗称酒精 可燃性:C2H5OH+3O22CO2+3H2O 被用作酒精灯、火锅、内燃机的燃料 乙醇汽油是混合物,其优点:节省石油资源,减少汽车尾气的污染,促进农业生产 2、氢气 最清洁、最理想的燃料:A、原材料资源丰富,B、放热量多,C、产物无污染。 有可燃性 2H2 + O22 H2O 有还原性 H2+CuOCu+ H2O 用于冶炼金属 电解水可得到氢气 2 H2O2H2+ O2
23、,但耗用电能 不能广泛使用的原因:制取氢气成本太高且贮存困难 、氢气的实验室制法 原理:Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2 收集方法:向下排空法(密度比空气下) 、排水法(难溶于水) 不可用浓盐酸的原因 浓盐酸有强挥发性 ; 不可用浓硫酸或硝酸的原因 浓硫酸和硝酸有强氧化性 、正在推广或使用的新能源:太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能 8 / 8 附:初中要求掌握的两种实验室制取气体的装置: 一、 固 + 固 气体 发生装置图: 制取氧气:反应原理:2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 2KClO32KCl+3O2 二、固 + 液气体 发生装置图: 制取氧气: 反应原理:2H2O2 2H2O + O2 制取二氧化碳:反应原理: CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 制取氢气: 反应原理:ZnH2SO4 = ZnSO4H2 MnO2 MnO2