化学九年级上册第七单元 燃料及其利用综合与测试教案

这是一份化学九年级上册第七单元 燃料及其利用综合与测试教案，共7页。教案主要包含了燃烧条件的实验探究，粉尘爆炸实验，甲烷燃烧实验，氢气的制取等内容，欢迎下载使用。

满分晋级
燃料和其它
部分综合
燃烧条件
灭火方法
燃料的合理开发
和利用
知识互联网
中考要求
知识点一
燃烧和灭火
知识精讲
燃烧的条件
燃烧的定义：可燃物和氧气发生的一种发光放热的剧烈的氧化反应。
2.燃烧的条件：
【燃烧条件的实验探究】
实验探究步骤：
如图所示，在500mL的烧杯中注入300mL热水，并放入一小块白磷，在烧杯上盖一片薄铜片，铜片上端放一小堆干燥的红磷，另一端放一小块已用滤纸吸去表面上的水的白磷。
实验现象：①铜板上的白磷燃烧；②水中白磷和铜板上红磷无现象
如图所示，用导管对准上述烧杯中的白磷，通入少量的氧气。
实验现象：白磷在水下燃烧。

【思考】上述实验中薄铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧的事实，说明燃烧需要什么条件？
【思考】由薄铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧的事实，说明燃烧还需什么条件？
【思考】由本来在热水中不燃烧的白磷，在通入氧气（或空气）后燃烧的事实，再次说明燃烧需要什么条件？
【思考】综合上述讨论，可得出燃烧需要哪些条件？
围绕可燃物，助燃物（O2）和可燃物的着火点这三个条件是否同时具备来进行对比实验，在对比实验中，这三个条件缺少任何一项都不能燃烧。
燃烧的条件：
（1）可燃物：它是燃烧主要的物质前提，没有可燃物，也就谈不上燃烧。
（2）氧气（或空气）：是燃烧的保障，氧气必须和可燃物接触。
（3）达到燃烧所需的最低温度（着火点）
（白磷40°C，红磷240°C，木材240~330°C，木炭320~370°C，无烟煤700~750°C）
灭火的原理和方法
下面是一些灭火的实例，试分析其灭火的原因：
炒菜时油锅中的油不慎着火，可用锅盖盖灭或放入较多的蔬菜；
堆放杂物的纸箱着火时，可用水浇灭；油罐着火时需用水喷淋降温；
扑灭森林火灾的有效方法之一，是将大火蔓延路线前的一片树木砍掉，形成隔离带。
根据燃烧的条件及以上事实，请你归纳灭火的原理。
1.灭火原理：
（1）清除可燃物或使可燃物与其它物品隔离
（2）隔绝氧气或空气
（3）使温度降到着火点以下
灭火的根本就是要破坏燃烧的条件
【注意】灭火只要破坏一种条件就可以，但不能降低着火点，因为着火点是物质的固有性质
【蜡烛在不同条件下的燃烧实验】
步骤：点燃三支蜡烛，在一只蜡烛上扣一个烧杯或用剪刀把灯捻剪短，将另两只放在烧杯里，然后向其中一个里面加碳酸钠和稀盐酸，观察现象并分析结论。
灭火器原理示意图
2.灭火的工具：
（1）泡沫灭火器：灭火时，能喷出大量的二氧化碳和泡沫黏附在可燃物上达到隔绝空气的目的。
用来扑灭木柴、棉布等燃烧引起的火灾。
（2）干粉灭火器：用压缩二氧化碳吹出干粉（主要含碳酸氢钠）来灭火。发生如下的反应：
2NaHCO3 加热 Na2CO3 +H2O +CO2↑，除扑灭一般可燃物外，还可扑灭油、气引起的火灾。
（3）液态二氧化碳灭火器：将二氧化碳压缩到小钢瓶中，有降温和隔绝作用。
用来扑灭有图书、档案、贵重设备、精密仪器等处的火灾。
如果发现火险或遭遇火灾，一定不要慌张，要沉着应对。如果火势不大，可根据起火原因选择合适的方法和灭火器材将火扑灭；如果火势较大或有蔓延的趋势和可能，应立即拨打119火警电话，并采取必要的自救措施，如用湿毛巾捂住口鼻，蹲下靠近地面或沿墙壁跑离着火区域等。
三、易燃物和易爆物的安全知识
1.爆炸
爆炸指的是可燃物在有限空间内急剧地燃烧，使其在短时间内聚积大量的热使气体的体积迅速膨胀而引起的现象。例如，燃放鞭炮就是使火药在极小的空间燃烧而引起爆炸。家庭用的天然气、煤气或液化气等如果泄露，可燃性气体聚集在通风不良的厨房等有限空间里，遇到明火就会急剧地燃烧，很有可能发生爆炸事故，而造成生命和财产的严重损害。
可燃性气体（天然气、煤气、液化石油气）、面粉、棉花都会因为明火或电火花发生爆炸，因此点燃可燃性气体（如H2、CO、CH4等）前一定要验纯，防止产生爆炸。
【粉尘爆炸实验】
如图所示，剪去空金属罐和小塑料瓶的上部，并在金属罐和小塑料瓶的底侧各打一个比胶皮管外径略小的小孔。连接好装置，在小塑料瓶中放入干燥的面粉，点燃蜡烛，用塑料盖盖住罐，从胶皮管一端快速鼓入大量的空气（人距离该装置远一些），使面粉充满罐，观察现象并分析原因。
加油站、油库、面粉加工厂、纺织厂和煤矿的矿井内，都标有“严禁烟火”字样或图标，因为这些地方的空气中常常混有可燃性的气体或粉尘，它们遇到明火，就有发生爆炸的危险。
2.燃烧、缓慢氧化、自燃和爆炸的区别和联系：
3.易燃物和易爆物
易燃物质：一般来说指的是那些易燃的气体和液体，容易燃烧、自燃或遇火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、石油产品、面粉、棉絮等；
易爆物：指的是那些受热或受撞击时容易发生爆炸的物质。
在生产、运输、使用和贮存易燃物和易爆物时，必须严格遵守有关规定，决不允许违章操作。

安全警示标志
知识点二
燃料的合理利用和开发
化学反应中的能量变化
1.放热反应和吸热反应
【生石灰和水反应放出热量的实验】
在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰（或几小块食品袋中的干燥剂，主要成分是CaO），再加入约2ml水，观察现象，并用手轻轻触碰试管外壁。
现象：试管壁发烫
分析：生石灰和水反应放出热量
CaO+H2O==Ca(OH)2
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
放热反应：氧化钙和水的反应，镁和盐酸的反应
吸热反应：碳和二氧化碳的反应
燃料的利用
人类需要的大部分能量是由化学反应产生的，最常见的就是生活燃料的使用，如利用化学反应产生的能量做饭、取暖等。此外，人们还利用燃烧等化学反应产生的能量发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭等；爆炸是瞬间产生巨大能量的反应，利用爆炸可以开矿采煤、开山炸石、拆除危旧建筑；等等。
二、化石燃料的利用（煤，石油，天然气）
煤，石油，天然气
它们都是混合物，都是不可再生资源。
煤：黑色固体，分为烟煤、无烟煤等，具有可燃性，燃烧时产生的热量主要是碳元素与氧元素反应放出的，这是有利的一面；由于煤中含有C、S、N等元素，燃烧时生成了CO2、SO2、NO2等气体，导致“温室效应”和形成酸雨等危害，这是不利的一面。
石油中主要含有碳和氢两种元素。从油井中开采出来的石油叫原油，是一种黏稠状的液体。给石油加热时低沸点组分物质先汽化，从石油中分离出来，再液化，得到低沸点组分物质；再升高温度加热，沸点高的组分又汽化，再分离出来，这是炼制石油的原理，这一过程是物理变化，跟工业上分离液态空气制氧气的原理是一样的。
常把煤称为“工业的粮食”，把石油称为“工业的血液”；
天然气的主要成分是甲烷（CH4），无色无味，难溶于水，是混合物。
CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O（点燃前一定要验纯）
【甲烷燃烧实验】
观察甲烷的颜色、状态。点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯，过一会儿，
观察烧杯壁上的现象。迅速把烧杯倒过来，向烧杯中注入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。
现象：甲烷是无色无味的气体，干冷的烧杯壁出现水雾，澄清的石灰水变浑浊。
甲烷是最简单的有机物。它是天然气、沼气、瓦斯（煤矿中常见的“瓦斯爆炸”）的主要成份。它是一种无色、无味的气体，极难溶于水，密度比空气小。具有可燃性，燃烧时产生明亮的蓝色火焰，放出热量。
【补充】H2燃烧时的火焰颜色是淡蓝色，CO是蓝色，CH4 是明亮的蓝色。
乙醇燃烧的化学方程式：C2H5OH+3O2点燃 2CO2+3H2O
2.合理利用和开发化石燃料
人类目前所消耗的能量主要来自化石能源，而化石能源的形成需要数百万年。资源是有限的，随着人们对化石能源的使用量日益增长，化石能源正越来越难以满足于人们的需求。
3.燃料充分燃烧的条件
充分燃烧的条件：①燃烧时要有足够多的空气（或氧气）；
②燃料和空气（或氧气）要有足够大的接触面积。
燃烧不充分的缺点：产生的热量减少，浪费资源；产生CO等物质，污染空气。
使用燃料对环境的影响
1.煤和石油等化石燃料燃烧对空气的污染主要有
（1）燃料中的一些杂质如硫、氮等，燃烧后产生的SO2、NO2等气体，它们在空气中发生反应的生成物溶于雨水会形成酸雨。
（2）燃料燃烧不充分，产生一氧化碳。
（3）未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中。
2.减少汽车尾气污染的措施
（1）改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧；
（2）使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质；
（3）使用无铅汽油，禁止含铅物质排放；
（4）加大检测尾气力度，禁止未达标环保标准的汽车上路。
四、能源的利用和开发
1.氢能：
氢气本身无毒，完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的两倍多（液氢完全燃烧约为同质量汽油的3倍），且燃烧后的产物是水，不污染空气。所以，它被认为是理想的清洁、高能燃料。
目前，作为高能燃料，液氢已应用与航天等领域；作为化学电源，氢氧燃料电池已经被应用，如用作汽车的驱动电源等。
氢气是最清洁的燃料，但由于制取成本高和贮存困难，目前还不能广泛使用。
【氢气的制取】
原理：锌与稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
装置：反应为固液反应不加热——发生装置与双氧水分解制氧气装置相同，因氢气难溶于水且密度比空气小故用排水法或向下排空气法收集。
排水法收集氢气 向下排空气法收集氢气
2.可燃冰：可燃冰主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含少量的二氧化碳等气体。优点：能量高，燃烧值大。但是，可燃冰埋藏在海底的沉积物和陆地冻土的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，将比二氧化碳造成的温室效应更加严重。所以，开采可燃冰的关键是解决技术上的问题。目前，可燃冰的开发尚处于试验性开采阶段。
3.新能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能、核能等。化学与能源和
资源的利用
1．知道化石燃料是重要的自然资源；知道新能源开发的重要意义。
★
2．认识燃料完全燃烧的重要性；了解使用氢气、天然气、
石油液化气、酒精、汽油和煤等燃料对环境的影响。
★★
3．认识燃烧的条件及防火灭火、防范爆炸的措施。
★★
化学变化与能量
1．知道物质发生化学变化时伴随有能量(热量)的变化。
★
2．知道目前人类需要的大部分能量是由化学反应产生的。
★
实验操作
现象
结论
蜡烛慢慢熄灭
隔绝氧气（空气），清除可燃物，火焰熄灭
蜡烛燃烧
不改变条件，蜡烛依然燃烧
有气体产生，蜡烛熄灭
碳酸钠与稀盐酸反应产生的CO2使气体充满烧杯隔绝空气，火焰熄灭
反应条件
反应程度
反应现象
联系
燃烧
跟氧气接触，温度达到着火点
剧烈
发光、发热
燃烧、缓慢氧化、自燃、爆炸的本质都是氧化反应，都放出热量
爆炸
在有限空间内急速燃烧，热量来不及散失
非常剧烈
发光、发热，爆炸
缓慢氧化
跟氧气接触，温度没有达到着火点
缓慢
放热不明显，不易察觉
自燃
跟氧气接触，先是缓慢氧化，
热量不易散失，温度达到着火点
由缓慢转成剧烈
由不明显到发光发热