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第4章 燃烧燃料 第一节 燃烧与灭火 知识归纳 1．燃烧是一种 、 剧烈的化学反应。 2．一般情况下，使可燃物质着火燃烧所需的 ，叫着火点。燃烧应同时具备的三个条件是：⑴ ，⑵ ，⑶ 。 3．可燃物燃烧可以分为 和 。当氧气充足时，可燃物 ，放出热量 ，可燃物中的碳、氢元素分别生成 和 ；当氧气不充足时，可燃物 ，放出热量 ，可燃物中的部分碳、氢元素生成 、 等有毒气体和小的炭黑颗粒的物质。 4．一氧化碳是一种 、 的气体，它有 ，因为它能与血液中的 结合，使其丧失 功能。 ， ， 都会增加空气中的一氧化碳含量。 5．在 内，如果发生急速的燃烧，短时间聚集 ，使气体的体积 ，就会引起 。可燃性气体在空气中达到 时，遇到明火就会发生爆炸。 6．灭火的方法有： 、 、 。当被困火灾区，应用 捂住口鼻，低下身子贴近地面跑出火灾区。 方法研习 1．下列情况下所采取的灭火方法中，不恰当的是（ ） A．炒菜时油锅起火，立即盖上锅盖 B．酒精灯不慎打翻起火，用湿抹布扑灭 C．电路因短路起火时，用水浇灭 D．用液态二氧化碳灭火器扑灭图书档案等火灾 2．烧木柴时通常把木柴架空一些，木柴燃烧得更旺，这是因为（ ） A．使木柴与空气充分接触 B．木柴是可燃物 C．温度易达到着火点 D．散热快 3．做铁丝在氧气中燃烧的实验时，我们选用细铁丝并卷成螺旋状，这是为了（ ） A．铁丝不易燃烧 B．散热快 C．温度达到着火点 D．使铁丝和氧气充分接触 4．下列爆炸属于化学变化的是（ ） A．火药爆炸 B．蒸汽锅炉爆炸 C．气球爆炸 D．车胎爆炸 5．夜间发现煤气泄露应采取的紧急措施是（ ） A．打开排气扇，把煤气抽走 B．开灯，仔细检查泄露处 C．关闭气源阀门，打开所有门窗通风 D．立即打电话，请人来维修 6．点燃的火柴竖直向上，火柴梗不易继续燃烧，其原因是（ ） A．火柴梗着火点高 B．火柴梗接触氧气少 C．火柴梗温度不易达到着火点 D．火柴梗潮湿 7．宇宙飞船内充满了人造空气，可是宇航员在舱内划燃火柴后，火焰会马上熄灭，这是因为（ ） A．舱内氧气不够 B．在失重情况下，空气不对流 C．舱内温度过低 D．没有达到着火点 8．下列说法错误的是（ ） A．可燃物达到着火点，即可发生爆炸 B．温度低于可燃物的着火点就不会燃烧 C．爆炸不一定是化学变化 D．在有易燃易爆物的工作场所，严禁穿化纤类衣服 9．在古代，人类就掌握了钻木取火的方法，钻木头之所以能取火，可以用下面三句话来解释： 甲：木头内能增大，温度升高； 乙：达到木头的着火点，使木头燃烧起来； 丙：钻木头时克服摩擦做功。 这三句话正确的顺序是（ ） A．甲乙丙 B．丙甲乙 C．乙丙甲 D．甲丙乙 10．白磷应保存在 里，白磷露置在空气中会因 而引起 ， 此变化的文字表达式为 。 11．煤是一种常用的化石燃料，家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化，以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔。请你分析这种变化的优点是： 。 煤在燃烧时会产生许多污染物，为了减少煤燃烧时对环境的污染，可设法把煤与水蒸气在较高温度转化成较洁净的水煤气(主要成分是一氧化碳和氢气)请你写出该反应的文字表达式 。煤气厂常在家用水煤气中特意掺入少量有难闻气味的气体，其目的是 。 12．图4–1是探究物质燃烧条件的3个对比实验：
(1)根据各实验得到相应的燃烧条件有：
(2)干粉灭火器中的干粉主要成分为碳酸氢钠，受热时分解为碳酸钠、二氧化碳和水。在灭火过程中，二氧化碳的作用是 ，水的作用是 。 拓展研究 1．图4–2是模拟粉尘爆炸的一个实验，在无盖小塑料筒里放入干燥面粉，点燃蜡烛，用塑料盖盖住金属筒，迅速鼓人大量空气，不久，便会听到“砰”的一声，爆炸的气浪将金属筒的塑料盖掀起。试问： (1)在上述实验中，鼓人空气的作用是 。 (2)下列情况下，不会发生爆炸的是 (填序号)； ①金属筒不加盖时；②蜡烛没有点燃时；③无盖小塑料筒中装的是干燥面粉时。 (3)面粉厂为了避免爆炸事故发生，应采取的安全措施有 (写出一种即可)。
2．小明、小鹏和小芳三位同学在一起探究蜡烛燃烧，他们将短玻璃导管插入焰心，发现另 一端也可以点燃。 (1)提出问题：导管里一定有可燃性气体，气体成分可能会是什么呢? (2)猜想：小明认为：可能是蜡烛不完全燃烧时产生的CO。 小鹏认为：可能是蜡烛受热后产生的蒸气。 小芳认为：可能上述两种情况都有。 (3)设计实验方案：请你帮他们设计一个简单的实验方案，来判断哪一种分析是正确的。 (4)现象与结论：如果小明的猜想正确，现象应是 。如果小鹏的猜想正确，现象应是 。如果小芳的猜想正确，现象应是 。 (5)如果用CnH2n+2表示蜡烛的主要成分，则其燃烧的化学方程式为 。 第二节 定量认识化学变化 知识归纳 1．无数实验证明， 的质量总和等于 的质量总和。这一规律叫做质量守恒定律。这是因为在化学反应前后， 和 不变。镁条燃烧时，参加反应的 质量总和等于生成的 质量，故生成的固体质量 燃烧的镁条质量。 2．化学反应前后元素的种类 。电解水生成氢气和氧气，由此可知水由 组成。 3． 叫做化学方程式。书写化学方程式所遵循的原则是： ， 。 4．写出下列化学方程式。 (1)水电解生成氢气和氧气： 。 (2)二氧化碳通人澄清石灰水，使其变浑浊： 。 (3)铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁： 。 (4)加热高锰酸钾制取氧气： 。 (5)实验室制取二氧化碳： 。 以上属于化合反应的是 ；属于分解反应的是 。 5．在4P+5O2=2P2O5反应中， 份质量磷与 份质量的氧气反应生成 份质量的五氧化二磷。物质的质量比m(P)∶m(O2) ∶m(P2O5)= 。 6．加热分解6 g高锰酸钾，可以得到多少克氧气? 方法研习 1．在化学反应前后①原子的数目；②元素的种类；③分子的数目；④物质的总质量，肯定没有发生变化的一组是（ ） A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 2．下列各变化能用质量守恒定律解释的是（ ） A．食盐逐渐溶解在水中 B．潮湿的衣服在阳光下晒干 C．空气液化后再蒸发得到气态的氮气和液态氧气 D．蜡烛燃烧后，越来越短，最终消失 3．下列化学方程式书写正确的是（ ） A．C + O2 ＝ CO2 B．CuSO4 + 2NaOH ＝ Cu(OH)2↓+Na2SO4 C．Fe + O2 ＝ Fe2O3 D．2H2O ＝ 2H2↑+ O2↑ 4．A g高锰酸钾加热后，称得剩余固体质量为B g，则生成氧气质量为（ ） A．(A+B)g B．(A–B)g C．(B–A)g D．无法判断 5．某物质R在氧的作用下发生反应：2R +2H2O + 7O2 ＝ 2FeSO4 + 2H2SO4，则R的化学式是（ ） A．FeS B．Fe2S3 C．FeO D．FeS2 6．将A、B、C各10 g混合后加热，A完全参加了反应，生成了4 g D，同时增加了8 g C，反应中A和B的质量比为 ( ) A．1∶5 B．5∶1 C．1∶4 D．4∶1 7．将m g硫在n g氧气中燃烧，所生成二氧化硫的质量下列答案中你认为最合理的是(m可与n相等，也可不相等)（ ） A．一定等于(m+n)g B．一定小于(m–n)g C．可能是小于或等于(m+n)g D．以上答案都正确 8．用I2O5可以测定空气受CO污染的程度，发生反应的化学方程式如下：I2O5+5CO A．参加反应的I2O5的质量等于生成物I2的质量 B．反应物所含分子种类与生成物所含分子种类相同 C．参加反应的I2O5和CO的质量比等于生成的I2和CO2的质量比 D．参加反应的各物质中的氧原子总数等于生成物CO2中的氧原子总数 9．某物质在氧气中充分燃烧，产物只有二氧化碳，则该物质中一定含有 元素，还可能含有 元素。 10．海洛因、鸦片、大麻都是严重危害人类健康的毒品，其中大麻主要成分的化学式为C21H30O2，在空气中焚烧大麻，产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体和水，大麻主要成分在空气中焚烧的化学方程式为 。 11．配平下列化学方程式。 ⑴ C3H6O + O2 —— CO2 + H2O ⑵ NH3 + O2 —— H2O + NO ⑶ Cu + HNO3 —— Cu(NO3)2 + NO + H2O ⑷ KClO3 —— KCl + O2 12．科学家正在研究在太空建一座把太阳光变成激光的装置，然后利用激光照射添加了催化剂(TiO2)的水，水就能有效地分解，即：2H2O ， 。 拓展探究 1．某校化学课外活动小组在探究“二氧化碳真的在任何情况下都不支持燃烧吗?”这一问题时，他们设计了下列实验：①将燃着的镁条放入二氧化碳气体中，发现镁条仍在燃烧，大家十分兴奋。观察生成物，除白色物质外，还有黑色物质。②将弯成螺旋状的细铁丝中插上一支燃着的火柴棒放人二氧化碳中，发现立即熄灭。请根据同学们的实验回答下列问题。 (1)写出镁条在CO2中反应的化学方程式 ； (2)同学们做铁丝在CO2中燃烧的实验目的是 ； (3)通过镁、铁在CO2中燃烧的实验，你得出什么结论? 。 (4)通过镁可以在CO2中燃烧这个实验，你对燃烧的条件又有什么新的认识？ 。 2．为探索物质在化学变化前后的质量关系，科学家做了大量实验。1673年，英国物理学家波义耳做了一个有名的实验。他将金属放在密闭容器中煅烧，煅烧后他立即打开容器盖进行称量，结果发现反应后的固体质量增加了。该实验导致波义耳未能发现质量守恒定律。之后俄国化学家罗蒙诺索夫在密闭玻璃瓶内燃烧金属，发现反应后质量不变，由此得出反应前后的质量守恒。这两位科学家的实验相似，为何结论不同?某研究小组沿着科学家的足迹进行探究，请你完成以下相关内容： (1)交流讨论：两位科学家得出不同的结论究竟与哪些实验因素有关呢? (2)提出假设：若用同种金属，同一容器进行实验，两位科学家得出不同的结论主要是由于 的缘故。 (3)实验验证： 已知：钠在空气中受热燃烧生成过氧化钠固体。
(4)得出结论：假设成立。 (5)依据以上实验事实，解释两位科学家的实验结论： 。 3．密闭容器内装入某混合气体，用电火花点燃，恰好完全反应。此混合气体可能是H2、CO、O2三种中的两种或三种混合而成。 (1)此混合气体组成可能有三种情况： a．若由H2、O2混合而成，则氢分子与氧分子个数之比为 ； b．若由CO、O2混合而成，则一氧化碳与氧分子个数之比为 ； c．若由 组成，则 。 (2)若此混合气体肯定由O2 32 g和其他两种气体组成，讨论各成分气体间的质量关系。 a．在混合气体总质量为62 g这一特定情况下，H2、CO、O2三者质量之比为 ； b．在混合气体总质量不作规定的情况下，混合气体中其他两种气体质量的取值范围及相应限制条件是什么? 取值范围： ； 限制条件： 。 第三节 化石燃料的利用 知识归纳 1． 、 和 是世界上最重要的三种化石燃料。 被人们称为“工业的粮食”， 被称为“工业的血液”。天然气的主要成分是 。 2．化石燃料在地球上的蕴藏量并不是无限的，既要节约和综合利用现有的能源，还要研究和开发新的能源。如： 、 、 等。 3．化石燃料的燃烧会导致环境污染，主要是以下三方面： 、 、 。 方法研习 1．大庆开采出来的石油(原油)没有固定的沸点。在分馏塔中给石油加热，不同温度时分别有液体汽化出来，再冷凝分离，这种操作称为分馏。石油分馏可得溶剂油、汽油、煤油、柴油等，由此可判断，石油是（ ） A．化合物 B．纯净物 C．单质 D．混合物 2．下列变化是化学变化的是（ ） A．石油蒸馏 B．煤干馏 C．干冰升华 D．天然气泄露 3．把煤隔绝空气加强热，不能得到下列物质中的 ( ) A．焦炭 B．水煤气 C．煤焦油 D．焦炉气 4．不是从石油中分馏出来的是下列中的（ ） A．煤焦油 B．汽油 C．柴油 D．煤油 5．点燃某气体后，在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有水出现，把烧杯迅速倒过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊，该气体可能是 ( ) A．CH4 B．H2 C． CO D．O2 6．下列物质在点燃前不需验纯的是 ( ) A．氢气 B．硫 C．一氧化碳 D．甲烷 拓展探究 天然气水合物是一种在高压低温条件下由水和天然气形成的冰态物，主要分布在海底和陆地冻土带沉积物中。经勘探发现天然气水合物存储量巨大，有望成为主要能源。请回答下列问题： (1)天然气水合物中，水分子形成一种空间笼状结构，CH4和少量的N2、CO2等分子填入笼内的空隙中，无固定的化学计量关系，因此天然气水合物属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。“可燃冰”是一种晶体，平均每46个H2O分子构成8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。若晶体中每8个笼有6个笼容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充。则“可然冰”的平均组成可表示为（ ） A．3CH4·H2O B．CH4·3H2O C．CH4·6H2O D．CH4·8H2O (2)若将天然气从其冰态物中分离出来，有三种方法： ①在一定温度下， 使气体从水合物中分离出来； ②在一定压力下， 使气体从水合物中分离出来； ③通过加入甲醇或盐类等物质，可降低水合物的凝固点。 第4章 整理与归纳 【内容提要】 l．燃烧发生的条件：物质必须具有可燃性，物质必须与空气中的氧气充分接触，物质周围的温度必须达到其着火点以上。 灭火的方法：可燃物与火源隔离，可燃物与氧气隔离，可燃物周围的温度达到其着火点以下。 2．化学方程式 (1)原则： a．必须以客观事实为依据； b．符合质量守恒定律。 (2)步骤 ①根据事实写出反应物和生成物的化学式，并在反应物和生成物之间画一条短线； H2O2 —— H2 + O2 ②配平化学方程式，并加以检查； 2H2O2 —— 2H2 + O2 ③注明化学反应发生的条件(点燃、加热、催化剂)，标出生成物状态(气体、沉淀等)，把短线改成等号。 2H2O2 【专题讨论】 小刚和小洁以“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”为课题进行科学探究。请填写以下探究过程中的空格。 【提出假设】 化学反应中，反应物与生成物的质量(1) 。 【确定研究方法】 分析推理、查阅资料、实验探究。 【设计并进行实验】 小刚设计实验装置和选用药品如图4–3A所示，小洁设计的实验装置和选用药品如图4–3B所示，他们在反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。 【实验结论】 小刚认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量不相等。小洁认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量相等。
你认为(2) 结论正确，请谈谈导致另一种结论错误的原因(3) 。 【结论分析】 请从原子的角度，简要分析你认为正确的结论(4) 。 【思维启迪】 某同学用如图4–4所示的装置验证质量守恒定律时，将锥形瓶倾斜，使稀盐酸与锌粉充分接触生成氢气，待充分反应后，发现天平指针向 (填“a方向”、“b方向”或“O”)，其原因是： 。
解题思路：本题是一道典型的综合学科题，既用到了化学知识，同时也必须运用相应的物理知识。很多学生在解题时根据质量守恒定律判断反应前后总质量保持不变，即反应前后天平左盘上物质的质量不变，但忽略了产生得到氢气使气球鼓起后使它所受空气浮力增大，故最终天平指针向右偏。 启迪：化学并不是一门孤立的学科，不要为学化学而学化学。学科与学科的渗透已成为化学学习的一个重要趋势。 第4章单元练习 一、选择题 1．下列常见的生活现象中，不属于化学变化的是 ( ) A．蜡烛燃烧 B．电灯发光 C．瓦斯爆炸 D．食物发霉 2．“西气东输”是我国西部大开发中的一项重点工程，输送的是当今世界上最重要的一种气体化石燃料，该气体的主要成分是 ( ) A．氢气 B．一氧化碳 C．甲烷 D．一氧化碳 3．一辆客车夜晚行驶在公路上，发现油箱泄漏，车厢里充满了汽油味，这时应该采用的应急措施是 ( ) A．洒水降温溶解汽油蒸汽 B．打开所有的车窗，严禁一切烟火，疏散乘客 C．让车内的乘客集中到车厢后部 D．开灯查找漏油部位 4．下列叙述正确的是 ( ) A．因为“质量守恒”，所以煤燃烧后产生的煤渣的质量一定和所用煤的质量相等 B．铁丝在氧气中燃烧后，生成物的质量比铁丝的质量增加了 C．100 g酒精和100 g水混合在一起后，质量等200 g，符合质量守恒定律 D．H2和O2形成混合物的质量等于其反应后生成水的质量 5．2004年11月，中国东方航空公司空难震惊世界，它警示人们要时刻注意安全。下列几种消防安全标志中属于易燃物的是 ( )
6．下列物质发生泄漏时，再遇到火源，不会发生爆炸的是 ( ) A． N2 B．C C．H2 D．CO 7．在化学反应中，4NH3 + 5O2＝4R + 6H2O中，R的化学式为 ( ) A．N2 B．NO C．N02 D．N2 03 8．相同质量的下列单质分别与足量的氧气反应，消耗氧气最少的是 ( ) A．镁 B．炭 C．氢气 D．铝 9．下列燃料中属于纯净物的是 ( ) A．煤 B．石油 C．天然气 D．液氢 10．下列做法不会给空气造成严重污染的是 ( ) A．在春节为增加节目气氛，大量燃放烟花爆竹 B．用甲烷做燃料 C．以含硫的煤做燃料 D．柴油车的排气管后面喷出一团团的黑烟 11．配平化学方程式FeS2 + O2 —— Fe2O3 + SO2后，化学计量数之和为（ ） A．27 B．25 C．14 D．18 12．下列说法错误的是（ ） A．可燃物达到着火点即可发生燃烧 B．燃烧和缓慢氧化都是氧化反应 C．在有易燃易爆的工作场所，严禁化纤类服装 D．煤矿的矿井里必须采取通风、严禁烟火等安全措施 13．点燃的火柴竖直向上，火柴杆不易继续燃烧，其原因是（ ） A．火柴杆温度达不到着火点 B．火柴杆着火点高 C．火柴杆潮湿，不易继续燃烧 D．火柴杆接触的氧气少 14．下列事故处理方法中正确的是（ ） A．如遇到电线着火，应立即用水浇灭 B．发现家里煤气泄漏时，应立即打开排气扇 C．油锅着火，用锅盖盖灭 D．高层住房着火，在等待救援时打开所有门窗 15．学校的图书馆在购买书库的消防器材时，应选择哪种消防器材比较合适（ ） A．液态二氧化碳灭火器 B．消防水龙头 C．干粉灭火器 D．泡沫灭火器 16．下列有关化学方程式：2H2O ＝ 2H2 + O2的理解完全不正确的是 （ ） A．每两个水分子通电分解生成两个氢分子和一个氧分子 B．水在通电条件下生成氢气和氧气 C．每两份质量的水通电会生成两份质量的氢气和一份质量的氧气 D．每36份质量的水通电会生成4份质量的氢气和32份质量的氧气 17．下列各项，①原子数目，②分子数目，③元素质量，④物质总质量，⑤分子的种类，⑥原子的种类，⑦元素的种类，在化学反应前后，肯定没有变化的是（ ） A．①③④⑤⑥ B．①③④⑥⑦ C．①②③④⑤⑥⑦ D．①④⑤⑥⑦ 18．将物质A、B、C各10 g混合后加热，生成3 g D，同时增加9 g C，若再增加A 40 g，B正好完全反应。则反应中A与B的质量比是（ ） A．1∶5 B．1∶4 C．4∶l D．5∶1 二、填空题 19．作为能源的化石燃料中，常用的固体燃料是 ，液体燃料是 ，气体燃料是 。化石燃料在利用的过程中对环境的污染，主要是燃烧时产生的 、 以及 所造成的。能源危机迫使我们开发新能源，你认为可开发的新能源有 、 等。 20．写出下列化学反应方程式，并按要求归类： (1)加热高锰酸钾制氧气 (2)实验室制取二氧化碳 (3)铁丝在纯氧中燃烧 (4)碳酸受热分解 以卜反应中属于分解反应的是： ，属于化合反应的是 。 21．在古代，人类就掌握了钻木取火的方法，如图4–5所示。钻木头之所以能取火是由于 ，从而使木头燃烧起来。
22．物质的某些性质，可能有利于人类，也可能不利于人类，请仿照示例填写下表。
23．其物质3.2 g在足量氧气中完全燃烧生成4.4g二氧化碳和3.6 g水，则该物质中一定含有 元素。 24．有报道说，使用天然气对提高人们的生活质量有如下好处： (1)可以有效减少空气污染，提高空气质量 (2)可以有效控制温室气体的排放 (3)因为是一种清洁能源，泄露不具有危险性 你认为上述不适合宣传的是 (填序号)，原因 。 三、实验探究题 25．小明和小吴进行有关质量守恒定律的探究，如图4–6。
(1) 小明同学用A图所示装置进行实验，他在锥形瓶底部放了一些澄清石灰水，目的是 如忘了放(注：装置气密性好)，则会造成后果 。 ⑵小吴同学与小明的实验设计有一些不同，如B图，他将锥形瓶倾斜，使大理石和稀盐酸充分反应，则反应后称量时天平指针指在 (填“中间”、“偏右”或“偏左”)，为什么? 。 26．将一块光亮的纯铜片放在酒精灯火焰上灼烧，表面变黑。对黑色物质的来源，提出你的二个预测(假设)，并设计一个或几个实验来证明你预测的正确性。
四、根据化学方程式计算 27．62g红磷完全燃烧需要多少克氧气?这些氧气在标准状况下为多少升?(标准状况下氧气密度为1.429 g／L) 28．实验室用30g石灰石和足量的稀盐酸反应(杂质不溶于水也不溶于酸)，待完全反应后发现生成了二氧化碳11 g，求此石灰石中碳酸钙的质量分数。 |
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