初中化学人教版九年级上册课题 1 燃烧和灭火教学设计
展开第七单元 燃料及其利用
1.认识燃烧、缓慢氧化和爆炸的条件和防火灭火、防范爆炸的措施.
2.知道化石燃料是人类重要的自然资源,对人类生活起着重要作用;了解化石燃料的不可再生性;知道石油是由沸点不同的有机物组成的混合物,了解石油液化气、汽油、煤油等都是石油加工的产物.
3.知道物质发生化学反应时伴随着能量变化,认识通过化学反应获得能量的重要性,认识燃料完全燃烧的重要性.
4.了解使用氢气、天然气、酒精、汽油和煤等燃料对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料;了解我国能源与资源短缺的国情;认识资源综合利用和新能源开发的重要意义.
1.通过活动与探究,学习对获得的事实进行分析得出结论的科学方法.
2.通过活动与探究,逐步形成思考、阅读和讨论等良好的学习方法.
3.能主动与他人进行合作、交流和讨论,并能准确地表达出自己的观点,具有一定的对资料进行分析和归纳的能力.
1.保持和增强对生活中的化学现象的好奇心和求知欲,体会到化学在生活中的重要性.
2.认识合理开采和节约使用化石燃料的重要性;认识通过化学反应获得能量的重要性.
3.逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念;积极关注与化学有关的社会问题.
本单元体现了化学与生活、社会、人类的关系和作用,是体现化学教育价值的重要内容之一.加强本单元内容的教学,对于增强化学教育的实践性,体现STS的理念,培养学生对自然、社会的责任感和正确的价值观,提高公民的科学素质,都是极其重要的.本单元学科性知识点不多,以联系生活、社会的实用知识、观念性问题为主.
学习本单元内容,能帮助学生综合运用知识分析和解决问题,有助于学生全面认识物质的性质及其对人类和社会的影响,既看到它们对人类社会发展的重要作用,也看到处理、使用不当时会给人类社会带来一系列的危害,帮助学生形成学习科学,应用科学,为人类社会驱害谋利的意识.学习本单元内容,还能帮助学生了解化学科学的发展前景,认识化学在解决人类社会面临的问题上所能发挥的重大作用,可以进一步激发学生学好化学的积极性.
本单元从常见的燃烧现象入手,介绍燃烧的条件和灭火原理以及一些安全知识.利用燃烧反应的实例很多,而生活中利用最多的是燃料的燃烧,所以在介绍了燃烧等知识之后,又介绍了燃料及其用途,以及使用燃料对环境的影响等.某些化学现象可以影响人类生活和社会的可持续发展,因而帮助学生正确认识化学与社会发展的关系是十分重要的.让学生知道自然资源并不是“取之不尽,用之不竭”的;认识人类要合理地开发和利用资源,树立保护环境、与自然和谐相处的意识,保证社会的可持续发展.
本单元在内容的安排上注意从学生的亲身体验出发,选择学生熟悉和生活中常见的知识和现象,并配合图像和绘画,增强学生对知识的感受;同时,注意通过活动与探究、调查研究、讨论和实验等形式,培养学生的创新精神和实践能力.教材中还适当编入与社会发展、新科技等相关的资料,以开阔学生的眼界.
在学习氧气性质时,学生对燃烧有了一定的认识;学习二氧化碳的性质和制法时,学生又知道了一些灭火的方法.本单元从燃烧条件的实验和灭火原理的探究入手,使学生通过观察演示实验,得出燃烧需要的条件,再从生活中的一些灭火方法的分析和探究灭火的活动得出灭火的原理,然后介绍一些防火和防爆的安全知识.
【重点】
1.燃烧的条件和灭火的原理和方法.
2.易燃易爆物的安全知识.
3.煤、石油、天然气三大化石燃料.
4.化学变化中能量的变化.
5.化石燃料的燃烧对环境的影响.
6.使用和开发清洁燃料的重要性.
【难点】
1.指导学生调查火灾情况.
2.常用灭火方法和使用范围.
3.燃料充分燃烧的条件和意义.
4.化学变化中能量的变化.
5.树立珍惜资源、保护环境、爱护地球的意识.
1.在情景设计和活动设计上下功夫
由于本单元内容本身大多未涉及较深的学科知识,靠单纯的讲解和阅读使教学内容过于单薄,也难以实现教学目标,要重视学习情境设计和探究活动,使学生能利用简单的实验,通过参观、调查活动,收集有关资料,进行讨论和辩论,进行有效的学习.如燃烧的条件、灭火的方法、爆炸等的教学.
2.注意发掘本单元内容中的化学学科知识
要从化学视角研究能源、环境问题,不要脱离化学来讲述,避免和其他学科中讲解的内容雷同.例如,讲能源问题,一要让学生了解燃料燃烧反应释放能量,帮助学生研究怎样使燃料完全燃烧;二要让学生考虑燃烧的安全问题,学习怎样应用化学知识防火、灭火;三要讲燃料燃烧对环境的影响,怎样减少燃料燃烧时有害气体和烟尘的排放,减少对环境的污染;四要讲化学科学为开发洁净、高效的能源能做些什么.
课题1燃烧和灭火
2课时
课题2燃料的合理利用与开发
2课时
实验活动3燃烧的条件
1课时
单元复习教案
1课时
课题1 燃烧和灭火
第课时
1.懂得什么是燃烧,认识燃烧的条件.
2.知道什么是着火点,知道不同的可燃物着火点不同.
1.通过物质燃烧条件的探究活动,使学生学习科学探究的方法,提高科学探究能力.
2.通过物质燃烧条件的探究活动,进一步培养学生运用观察、实验的方法获取信息,用化学语言表述信息,用分析、比较、总结、概括等方法加工信息的能力.
1.通过物质燃烧条件的探究活动,培养学生对化学现象的好奇心和探究欲,发展学生学习化学的兴趣.
2.通过燃烧条件的学习,使学生增强对“内因是变化的根据,外因是变化的条件”、“事物都是一分为二的”等辩证唯物主义观点的认识.
【重点】
认识燃烧的条件.
【难点】
培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力.
【教师准备】 投影仪、500 mL烧杯、100 mL烧杯、薄铜片、硬纸片.
热水、白磷、红磷、酒精(70%)、酒精灯、镊子、大烧杯、火柴、棉手帕、蜡烛、烧杯、导管.
【学生准备】 预习本节内容.
导入一:
【介绍】1854年5月30日,英国战舰“欧罗巴”号按照作战命令开始了远涉重洋的航行,它的船舱里结结实实地装满了供战马吃的草料.两个多月后,船舱突然冒出熊熊大火,大火迅速吞没了整艘战舰,片刻之间战舰便葬身海底,全舰官兵、战马无一生还……
【学生提出问题】战舰上为什么失火了呢?
【提问】事后化学家们根据英国军事保安部门提供的材料,准确地找到了“纵火犯”——草料.通过这个故事,你想到了什么呢?
导入二:
【设问】当你听到“火”这个字眼时,你会想到什么呢?是在寒冷的黑夜燃起的温暖的篝火,还是使房屋变成一堆废墟的大火呢?
【展示】有关燃烧的图片或录像.
【引课】通过观察这些图片,你产生了哪些疑问?
导入三:
【设问】我们学习过的燃烧的实例有哪些?
【展示】碳、硫、铁三种物质燃烧的图片.
【交流与讨论】说出或写出三种物质燃烧的化学方程式和反应现象.
C+O2CO2
S+O2SO2
3Fe+2O2Fe3O4
[过渡语] 燃烧是人类最早利用的化学反应之一,人类已有几十万年的利用燃烧反应的历史.燃烧与我们的生活以及社会的发展有着密切的联系.物质的燃烧需要什么条件呢?
一、燃烧的条件
思路一
【设问】为什么“欧罗巴”号战舰中草料成了“纵火犯”?
【学生猜想】(1)有人故意把草料点着了.
(2)有人不小心将烟头扔进草料里了.
【教师】无论是什么原因引起草料燃烧,但草料的燃烧导致了一艘战舰的毁灭却是事实.
草料具备了哪些条件就可以燃烧呢?下面,我们就来对燃烧的条件进行探究.
实验
【器材】500 mL烧杯一个、100 mL烧杯一个、一片薄铜片、硬纸圈、热水、白磷、红磷.
【方案】在500 mL烧杯中注入300 mL热水,并放入用硬纸圈圈住的一小块白磷.在烧杯上盖一片薄铜片,铜片上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水的白磷,观察现象.如教材129页图7 - 5Ⅰ.
【设问】在实验过程中,大家观察到了哪些现象呢?
【结论】实验进行不久,铜片上的白磷就产生白烟开始燃烧,而水中的白磷和铜片上的红磷并没有燃烧.
【思考】(1)铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧的现象,说明燃烧需要什么条件?
(2)铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧,说明燃烧还需要什么条件?
【回答】(1)白磷的着火点很低,只有40 ℃,因此,铜片上的白磷能被烧杯中的热水加热到着火点;而红磷的着火点在200 ℃以上,仅靠热水加热是很难达到其着火点的.这二者的对比,说明燃烧的温度需要达到着火点.
(2)热水可以使白磷的温度达到着火点,但水中的白磷并不燃烧,这是因为水隔绝了空气,说明燃烧还需要有氧气的存在.
【引导】想一想,怎样能使烧杯底部的白磷也燃烧呢?
【学生讨论】用导管对准热水中的白磷,通入少量氧气.
【演示实验】教师按照得出的方案进行演示实验,学生观察现象.
【实验现象】本来在热水中不燃烧的白磷,在通入氧气后燃烧.
【教师追问】热水中的白磷在通入氧气和不通入氧气的条件下,现象是不同的,这样的事实再次说明了什么问题呢?
【回答】说明燃烧确实需要氧气.
【板书】(1)可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应,叫做燃烧.
(2)条件①可燃物②氧气(或空气)③温度达到着火点
【教师补充】可燃物燃烧时,都需要一个最低温度,也就是着火点.不同物质的着火点是不同的,大家看一下投影.
【展示】在通常状况下一些常见物质的着火点.
物质
着火点/℃
白磷
40
红磷
240
木材
250~330
木炭
320~370
乙醇(酒精)
558
无烟煤
700~750
【小结】只有在同时具备了氧气、可燃物、温度达到着火点这三个条件时,才可能有燃烧发生,这三者缺一不可.
【设问】通过对燃烧条件的学习,哪位同学给大家解释一下,在“欧罗巴”号上,草料为什么成了“纵火犯”呢?
【回答】由于“欧罗巴”号船舱里堆放的是草料,第一个条件就具备了.草料太多、太实,空气不能流通,使得温度逐渐升高,达到了草料的着火点,所以草料不经点燃,便自行燃烧起来.
【教师】我们一起来看看化学家是如何解释这件事的.
【讲解】草料会和空气中的氧发生氧化反应,这种氧化反应进行得很缓慢,不像燃烧那样剧烈地发光发热,叫缓慢氧化.例如铁生锈也是一种缓慢氧化.物质在缓慢氧化的过程里也产生热,不过放热速度很慢,平时觉察不出来.由于“欧罗巴”号船舱里堆放的草料太多、太实,空气不流通,缓慢氧化产生的热量不易散发,越积越多,温度逐渐升高,达到了草料的着火点(着火点是指物质着火燃烧所需要的最低温度).而可燃物燃烧,只需要具备两个条件,一是跟氧气接触,二是温度达到着火点,因为这两个条件都具备,所以草料不经点燃,便自行燃烧起来(这种由于缓慢氧化而引起的燃烧,叫自燃),成了“欧罗巴”号的“纵火犯”.
【学生质疑】 白磷的着火点很低,只有40 ℃.到了夏天,天气非常热,白磷如果保存不好,就极易燃烧,那么,白磷如何来保存呢?
【回答】 由于白磷的着火点很低,只有40 ℃,所以一般保存白磷时,为了将白磷与空气隔绝开,就把白磷置于水下.
【小结】通过本节课的学习,我们知道可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应叫做燃烧.物质燃烧需要具备三个条件,一是有可燃物,二是有氧气,三是温度达到可燃物的着火点.
【展示】燃烧条件示意图:
【小结】通过这个三角形可以看出,物质燃烧的发生是三个条件缺一不可的.
思路二
教师活动
学生活动
设计意图
【讲述】燃烧是一种常见的现象,那么这种现象的发生需要条件吗?
【指出】氧气确实是燃烧所需要的条件,但是只有氧气,燃烧能发生吗?大气中也含有氧气,可不见得到处在燃烧,可见氧气并不是燃烧的唯一条件,那么燃烧还需要什么条件呢?
【交流】根据已有的知识,想到燃烧需要氧气.
由实际到理论,学生容易理解和接受.
【讨论】根据你的经验和想法谈一谈燃烧除了需要氧气外还需要什么条件?是不是所有的物质都能燃烧?
【展示】一些物体的图片,判断哪些能燃烧,哪些不能.
【思考、回答】不是所有的物体都能燃烧.
设置问题,激发学生的求知欲.
【设问】有了可燃物和氧气,燃烧是不是就能发生呢?例如空气中有氧气,放在空气中的火柴能燃烧吗?怎样才能使火柴点燃?摩擦起什么作用?以上事实说明了什么?
【讲解】可燃物开始燃烧所需的最低温度叫做着火点.
【思考、讨论】
说明燃烧需要达到一定的温度.
根据探究实验,推导出燃烧的另外两个条件,正确引导学生的思维.
【教师演示实验】(1)在500 mL的烧杯中注入300 mL热水,并放入一小块白磷.在烧杯上盖一个薄铜片,铜片上一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,观察现象.
(2)用导管对准上述烧杯中的白磷,通入少量空气,观察现象.
【活动】引导并组织同学进行讨论和交流,得出什么是燃烧,进一步得出燃烧的条件.
【小结及板书】(1) 燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应.
(2)燃烧需要三个条件:可燃物、氧气(或空气)、达到燃烧时所需要的最低温度(也叫着火点).
(3)物质燃烧的发生三个条件缺一不可.
【讨论与交流】观察实验现象和燃烧条件示意图,讨论与交流下列问题:
(1)上述实验中,为什么薄铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧?
(2)为什么铜片上的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧?
(3)本来在热水中不燃烧的白磷,为什么在通入空气后却燃烧了?
(4)综上所述,燃烧需要什么条件?
【分析】燃烧条件示意图:
此实验对空气的污染较严重,所以老师演示给学生观察,目的在于进一步根据实验现象并在讨论和交流的基础上,由不同的实验事实再次得出燃烧所需要的条件,培养学生的科学探究能力和严谨的思维方式,了解对比实验在科学探究中的重要性.
思路三
1.燃烧条件之一——有可燃物
【思考】怎么样才能让燃烧顺利地进行?燃烧究竟需要哪些条件呢?
【提问】所有的物质都能燃烧吗?下列哪些物质可以燃烧? (多媒体展示以下物品图片)
纸张 木条 泥土 红磷 酒精 小煤块 小石头 玻璃 蜡烛
【小结】不是所有物质都能燃烧,只有可燃物才能燃烧.
[设计意图] 根据已有生活经验和已学知识解决问题,提高学生对获取知识的兴趣.
2.燃烧条件之一——需要氧气
【提问】可燃物在什么条件下才能燃烧?
【探究实验】在500 mL的烧杯中注入300 mL热水,并放入用硬纸圈圈住的一小块白磷.在烧杯上盖一小片薄铜片,铜片上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水的白磷,观察现象.见教材129页图7 - 5Ⅰ.
【学生】观察现象.
【教师】水中的白磷为什么不燃烧?
【学生】讨论、交流、回答.(没有氧气)
【教师】如何使水中的白磷与氧气(或空气)接触?
【学生】用导气管通入氧气,如图所示.
【教师】讲解通入氧气或空气的不足之处,并引导学生设计其他方案.
【学生】交流、合作、讨论并得出合理方案.(如图操作)
【学生】四人一小组根据刚才的设计合作完成实验并写出实验现象和实验结论.
【教师】引导学生理解如何避免白磷燃烧造成空气污染.
【教师】 积极参与到同学们的实验探究中,指导学生安全、正确地完成实验,并引导学生得出正确的结论.
【教师】 实验回放(注意让学生再一次观察所发生的现象).
【教师】 通过控制变量探究实验法得出结论.
【小结】物质燃烧需要可燃物与氧气(或空气)充分接触.
3.燃烧条件之一——温度必须达到着火点
【教师】如图所示,冷水中的白磷为什么没有燃烧?
【学生】反思、讨论、回答.
【教师】着火点的概念:物质燃烧所需要的最低温度.
【教师】 通过控制变量法得出结论.
【实例】分析2013年南京亚运会圣火采集过程一共持续3分钟的原因.
【小结】可燃物要燃烧,温度必须达到着火点.
[设计意图] (1)让学生在实践中探索,在活动中体验,从而激发探究的热情.
(2)通过小组成员之间相互帮助、相互交流使学生学会分享、学会合作、学会创新,感受合作带来的成功与喜悦.
(3)引导学生进行环保实验设计,培养学生的创新精神和环保意识.
(4)培养科学探究能力和严谨的思维方式,了解对比实验在科学探究中的重要性.
【教师】演示实验.如图所示.
【学生】根据教师实验说出实验现象并得出实验结论.
【学生】不同物质的着火点不一样.
【学生】着火点越低,越容易燃烧.
【教师】出示常见物质的着火点.
【教师】要求学生设计实验证明纸张和煤炭的着火点不一样.关键让学生学会比较两种物质的着火点时,如何选择温度范围.
【学生】交流、讨论、回答.
[设计意图] (1)学以致用,增强学习兴趣.
(2)在新知识的运用中形成发展的知识结构,培养思考问题的深度和广度.
(3)利用所学的知识解决生活中的问题,加深对燃烧条件的理解.
【展示】燃烧条件的总结:
[设计意图] (1)根据学生的认知规律,将零散知识形象化总结,加深对知识的理解和记忆.
(2)对学生语言表达能力和总结归纳能力的培养.
[知识拓展] 1.影响燃烧现象的因素:可燃物的性质、氧气的浓度、与氧气的接触面积.
(1)着火点是物质本身的一种属性,着火点越低越易被点燃燃烧,如白磷比红磷更易燃烧.
(2)氧气浓度大时氧分子与可燃物接触的面积较大,物质会燃烧得更剧烈,如铁丝在空气中不能燃烧,但在氧气中则剧烈燃烧,火星四射.
(3)与氧气的接触面积越大,与氧气结合得越充分,燃烧就越容易发生,如将木柴劈开架空后易燃烧.
2.使燃料充分燃烧的两个条件:
(1)要有足够多的空气.
(2)燃料与空气有足够大的接触面积.
1.物质燃烧的条件:
①是可燃物②与氧气(或空气)接触③温度达到着火点同时具备,缺一不可.
2.认识燃烧①可燃物与助燃物;②现象:发光、放热;③实质:剧烈的氧化反应.
1.(南宁中考)认识燃烧原理可以利用和控制燃烧,下列说法正确的是 ( )
A.物质与氧气反应时都会发生燃烧
B.只要达到燃烧所需的最低温度,可燃物就能燃烧
C.把木柴架空,可使木柴更充分地接触空气而燃烧得更旺
D.用嘴吹蜡烛,蜡烛熄灭是因为降低了蜡烛的着火点
解析:A.物质与氧气反应不一定燃烧,像物质的缓慢氧化、食物腐烂、铁生锈等就没发生燃烧;B.可燃物燃烧的条件是与氧气接触,温度达到着火点;C.氧气支持燃烧,所以把木柴架空,木柴与氧气的接触面积增大,可使木柴更充分地接触氧气而燃烧得更旺;D.物质的着火点一般是不会发生改变的,用嘴吹蜡烛,蜡烛熄灭是因为降低了周围的温度.故选C.
2.(郴州中考)燃着的酒精灯,盖上灯帽后熄灭,这说明燃烧需要的条件之一是 ( )
A.氧气
B.可燃物
C.温度达到可燃物的着火点
D.可燃物与空气有足够大的接触面积
解析:破坏物质燃烧的条件,可以达到灭火的目的,常用的灭火方法有移走可燃物,隔绝氧气,降低温度到可燃物的着火点以下.熄灭酒精灯时,盖上灯帽能使酒精和氧气隔绝,从而使酒精熄灭.故选A.
3.(江西中考)下列探究燃烧条件的实验中,只能得出燃烧需要氧气结论的是 ( )
解析:A.甲中燃烧的蜡烛罩上烧杯后,与氧气隔绝,一会儿后熄灭了,说明燃烧需要氧气参加;B.滤纸片和乒乓球片都与氧气接触,乒乓球片燃烧起来,滤纸片没有燃烧,说明可燃物燃烧不仅需要与氧气接触,同时温度要达到可燃物的着火点;C.小石头不能燃烧,小木块能够燃烧,说明小石头不是可燃物,小木块是可燃物;D.铜片上的白磷能够燃烧,水中的白磷不能燃烧,铜片上的红磷不能燃烧,说明可燃物燃烧需要与氧气接触,同时温度要达到可燃物的着火点.由以上分析可知,A选项只能得出燃烧需要氧气的结论.故选A.
课题1 燃烧和灭火
第1课时
一、燃烧的条件
1.可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应,叫做燃烧.
2.条件可燃物氧气(或空气)达到着火点
一、教材作业
【必做题】
教材第135页练习与应用的3题.
【选做题】
教材第135页练习与应用的2题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.纸比煤易点燃的原因是 ( )
A.纸比煤跟空气接触的面积大
B.纸比煤着火点高
C.纸比煤着火点低
D.纸比煤密度小
2.木柴燃烧时,常把木柴架空一些,目的是 ( )
A.使热量易散失
B.使木柴着火点降低
C.使木柴变成易燃物
D.使木柴与氧气充分接触
3.酒精灯的火焰太小时,将灯芯拨得松散一些,可能火焰会更旺,其原理是 ( )
A.降低可燃物的着火点
B.提高可燃物的着火点
C.增加空气中氧气含量
D.增大可燃物与空气的接触面积
4.某同学将燃着的红磷放入装有氧气的集气瓶中燃烧,一段时间后,红磷熄灭,他立刻将燃烧匙取出,但此时红磷又开始燃烧.解释这种现象的说法错误的是 ( )
A.红磷又接触到氧气
B.红磷的温度还高于它的着火点
C.瓶内的氧气不能耗尽红磷
D.燃烧时红磷转变成白磷,降低了着火点
5.如图所示,在500 mL的烧杯中注入300 mL热水,并投入一小块白磷(甲),在烧杯上盖一薄铜片,铜片的一端放一堆干燥的红磷,另一端放一小块白磷(乙),已知白磷的着火点为40 ℃,红磷的着火点为240 ℃.回答下列问题:
(1)写出实验中观察到的现象:
白磷(甲) ,白磷(乙) ,红磷 .
(2)用导气管将氧气通入烧杯与白磷(甲)接触,观察到 .
(3)由此实验得出燃烧的条件是 .
(4)白磷与红磷相比,更容易着火燃烧的是 ,它在空气中燃烧的化学方程式为 .
【能力提升】
6.伦敦奥运会采集圣火的唯一方式是在奥林匹克的赫拉神庙前利用凹面镜集中阳光来引燃火种.下列说法不正确的是 ( )
A.阳光为火种的燃烧提供了热量,使其温度达到着火点
B.火炬燃烧时,化学能转化为热能和光能
C.强风和大雨下火炬仍能保持燃烧,是因为火炬燃料的燃烧不受燃烧条件的影响
D.火炬内装的燃料丙烷(C3H8)属于化合物
7.(牡丹江二模)火是推动人类文明进步的重要因素,使用不当时可能成为吞噬生命的恶魔.请回答下列问题:
(1)请用化学知识解释成语“釜底抽薪”: .
(2)分别点燃两根火柴,将一根火柴头竖直向上,另一根火柴头斜向下(如图所示),火柴头斜向下更容易持续燃烧,请解释其原因: .
(3)室内起火时,如果打开门窗,火反而会烧得更旺,为什么? .
【拓展探究】
8.如图是某同学设计的一个可燃气体安全点燃装置.烧杯中有水,中间放置的无底玻璃瓶有三个口,中间开口装有倒置的漏斗,右侧开口装有导气管,左侧开口敞开.对此装置的评价和使用错误的是 ( )
A.未经检验纯度的气体通过此装置后可安全点燃,不会发生爆炸
B.要达到安全点燃效果,烧杯内的水可不没过倒置漏斗的边缘
C.此装置防止点燃不纯气体爆炸的原理是使不纯的气体不与燃着气体直接接触
D.此装置适用于难溶于水的可燃性气体
【答案与解析】
1.C(解析:可燃物的着火点越低越容易点燃,纸比煤着火点低,所以纸比煤易点燃.故选C.)
2.D(解析:增大木柴与氧气的接触面积能促进木柴的燃烧.)
3.D(解析:可燃物的着火点一般情况下不变,故A、B错误;将灯芯拨得松散一些,不会改变空气中氧气的含量,故C错误;将灯芯拨得松散一些,增大了可燃物与空气的接触面积,使火焰更旺,故D正确.)
4.D(解析:将燃着的红磷放入装有氧气的集气瓶中燃烧,一段时间后,红磷熄灭,说明氧气已经耗尽;将燃烧匙取出,红磷又开始燃烧,说明温度还高于它的着火点,红磷又接触到氧气;红磷燃烧时生成五氧化二磷,红磷的着火点没有改变.)
5.(1)不燃烧;燃烧,产生白烟;没有变化 (2)白磷(甲)燃烧 (3)可燃物、与氧气接触、温度达到着火点 (4)白磷;4P+5O22P2O5(解析:(1)白磷和红磷都是可燃物,白磷的着火点为40 ℃,红磷的着火点为240 ℃.白磷甲达到着火点,但不与氧气接触,所以不能燃烧;白磷乙与氧气接触,且温度达到着火点,所以燃烧,产生白烟;红磷与氧气接触,但温度没有达到其着火点,所以不能燃烧,没有变化.(2)用导气管将氧气通入烧杯底部,与白磷(甲)接触,则可看到白磷甲燃烧.(3)由实验得出,通常情况下物质燃烧的条件有必须是可燃物、与氧气接触、达到着火点,三者缺一不可.(4)白磷的着火点为40 ℃,红磷的着火点为240 ℃.白磷和红磷相比,更易燃烧的是白磷,燃烧生成五氧化二磷,化学方程式是:4P+5O22P2O5.)
6.C(解析:凹面镜集中阳光来引燃火种,是阳光为火种的燃烧提供了热量,使其温度达到着火点;火炬燃烧时,化学能转化为热能和光能;任何燃料的燃烧都受燃烧条件的影响,火炬燃料也不例外;丙烷(C3H8)属于有机物.)
7.(1)清除可燃物,达到灭火的目的 (2)当火柴头斜向下时,燃烧产生的热量能给火柴梗预热,容易达到其着火点,所以更容易持续燃烧 (3)增大空气的流通,会使燃烧更旺(解析:(1)釜底抽薪的含义是抽去锅底下的柴火,清除了可燃物,达到灭火的目的.(2)当火柴头斜向下时,燃烧产生的热量能给火柴梗预热,容易达到其着火点,所以更容易持续燃烧.(3)室内起火时,如果打开门窗,增大了空气的流通,使燃烧更旺.)
8.B(解析:本题关键是要清楚怎么使用该装置,在漏斗上端点燃,一旦不纯,就在漏斗内引爆,但是由于不封闭,产生的冲击会在左侧开口释放,同时由于导气管在水下,被点燃的气体和不纯的气体被水隔开了,所以点燃的气体不会引燃导管内的气体.分析此装置,如果烧杯内的水没有超过倒置漏斗的边缘,未验纯的气体也会被点燃,会引起爆炸,所以B错误.)
学生在生活中和前期的化学学习中积累了大量的感性认识,也具备一定的对比分析和归纳总结的能力,如果充分利用学生现有的感性认识、知识和能力储备,抛开课本的教师演示实验进行探究的做法,做一个思维的探究,就能帮助学生自主建构起新知识,然后把实验设计和操作都交给学生,从思维上提高一个层次,就能帮助学生实现能力的进一步发展.所以,先让学生自己整理有关燃烧的化学方程式,从反应物、生成物、反应条件、反应现象等各方面让学生进行分析、归纳,得到燃烧的共同特点,之后,请学生将这些共同特点整理为一句话,即可得到燃烧的概念.在概念的基础上,推导出燃烧的三个条件就是水到渠成的了.当学生建构出燃烧概念后,及时肯定学生的知识来源于自己,极大地鼓舞了学生,让他们从自主获得知识的过程中收获自信和对化学学习的兴趣.
接下来是学生自主设计实验探究灭火的方法,学生利用生活中常见的石子、纸片、木炭、二氧化碳等一些物品,设计对比实验轻松得到了燃烧的三个条件并演示了多种灭火的方法,在展示的时候也能清晰表达从实验操作到观察现象到得出结论的科学方法.由此看出,只要充分考虑到学生的能力,给他们充分的信任,不仅学得快,更能学得好!
本课还有一个重要的任务是给学生提供一个安全教育和珍爱生命的教育,在这里安排一个动画视频,让学生在看书的基础上再看视频,加深印象,有利于学生的终生所需,也有利于让学生体会化学来源于生活又回归生活、服务生活.但是,在安全教育上,本节课也有一个疏忽的问题,本节课安排的学生实验设计中有许多易燃物,学生的课桌上也有许多书本没有完全清理,没有及时强化学生清理课桌上的纸张等易燃物,留有安全隐患,在今后的课堂中要注意相关问题.
对燃烧条件探究实验的改进
如果按教材上的方法操作,用90 ℃以上的开水,铜片上的白磷可在3~5分钟内燃烧.该实验虽然效果明显,但时间不易把握,且水温和水量不易控制.
进行了如下改进后,大大节约了时间,且容易控制,有利于提高课堂教学效率.
用250 mL的烧杯代替500 mL的烧杯,用50~60 ℃的热水代替开水,并注入其中;用100 mL的烧杯代替铜片,并在烧杯底部一侧放一小堆干燥的红
磷,另一侧放一粒比绿豆略小且已用滤纸吸去表面水的白磷,然后将此烧杯浸入250 mL烧杯中(如下图所示).这样,小烧杯内的白磷在1分钟左右即可燃烧,且烧杯不会损坏,效果也更加明显,而且容易控制实验时间.
第课时
1.认识灭火的原理.
2.了解易燃物和易爆物的安全知识.
1.学习运用比较、观察、实验等方法获取信息.学习运用归纳、概括等方法对获取的信息进行加工.
2.学习运用主动探究的方法,设计实验.
1.利用化学知识解释生活问题,使学生对化学保持强烈的好奇心和探究欲.
2.增强日常生活中防范灾害的意识,并注意采取安全措施.
【重点】
1.灭火的原理.
2.了解易燃物和易爆物的安全知识.
【难点】
通过实验培养学生分析问题,解决问题的能力,以及培养学生的知识迁移能力.
【教师准备】 碳酸钠(固体、浓溶液)、盐酸(1∶4、浓)、导管、烧杯(500 mL 1只、1000 mL 3只)、面粉、灭火器道具、金属罐、塑料盖.
【学生准备】 小蜡烛(2支)、水、镊子、烧杯、棉花、小石子、小木条、抽滤瓶、试管、灭火器.
导入一:
趣味实验:魔术——烧不坏的手帕
【实验用品】酒精灯、镊子、大烧杯、火柴、棉手帕、酒精(体积分数为70%).
【实验步骤】用一块棉手帕(不要用合成纤维的),在盛有乙醇的体积分数为70%的酒精溶液的烧杯中浸泡,待均匀湿透后取出.将浸透的手帕舒展开,用镊子夹住两角,在火焰上点燃,当火焰熄灭后,观察现象.
【提问】同学们看到了什么现象?
【回答】火焰熄灭后,手帕完好无损.
【追问】那么,大家想想为什么会出现这样的现象呢?
【回答】因为手帕上沾有酒精,我们所看到的是酒精的燃烧.在整个燃烧的过程中,对于手帕来说,并没有达到它的着火点,所以手帕并没有燃烧.
【教师补充】非常好,酒精在燃烧时有一种生成物——水,水降低了温度,达不到手帕的着火点,所以手帕还是完好无损.
导入二:
【教师】燃烧是人类最早使用的化学反应之一.燃烧,它开启了人类的智慧和文明.燃烧,它点燃了现代社会的进步和辉煌.可以说燃烧带给人类很多的幸福.
【投影图片】展示火灾图片.
【学生】观察画面,思考火对人类不利的一面.
【教师】火如果使用不当,也会给人类带来巨大的损失和灾难.为了更好地利用燃烧,防止火灾,我们需要了解燃烧和控制燃烧.
[过渡语] 燃烧的条件有三个,分别是可燃物、氧气(或空气)、达到着火点.那么同学们设想一下,这三个条件中如果去掉其中一个条件,会发生什么样的现象呢?同学们面前都有已经准备好的蜡烛和烧杯等一些用品,请你们用蜡烛和烧杯自己设计一个实验方案,来探究“灭火的原理”.
二、灭火的原理和方法
思路一
【实验探究】点燃三支蜡烛,在其中一支蜡烛上扣一只烧杯;将另两支蜡烛放在烧杯中,然后向其中一只烧杯中加适量碳酸钠和盐酸,观察现象并分析原因.
【汇报交流】第一小组,只用了蜡烛进行实验.点燃了两支蜡烛,然后用嘴对着其中一支蜡烛用力吹气,结果这支蜡烛熄灭了.
【老师追问】你们都选用了哪种方法“灭火”呢?
【学生】第一小组:降低温度.
第二小组:我们组利用的是隔绝空气的方法.我们在点燃的蜡烛上扣了一个烧杯,由于蜡烛燃烧不断地消耗氧气,使有限的空间内充满了CO2气体,最终蜡烛由于不能及时得到氧气而熄灭.
第三小组:我们和第二小组的原理相似,但我们选用的是碳酸钠和盐酸,由于碳酸钠和盐酸反应能产生CO2,所以蜡烛也熄灭了.
第四小组:我们组选取了两支等长的蜡烛点燃,然后慢慢地在其中一支蜡烛的下面截取了一大段,结果被截取的这支蜡烛首先熄灭了.
【教师追问】那你们组“灭火”的原理是什么呢?
【学生】第四小组:我们主要是从可燃物的角度来考虑的.
【评价】能够充分地发挥自己的主观能动性,是大家的一个优点,希望在以后的学习过程中,能够继续保持.
【讲解】在燃烧的三个条件中,如果破坏了某一个条件,都可以使燃烧反应停止,也就是说都可以达到灭火的目的,所以说灭火的原理都是从燃烧的条件出发的.
【板书】
原理清除可燃物隔绝氧气降温至着火点以下
【设问】在生活实际中我们经常会遇到一些灭火的实例,它们灭火的原理是什么呢?
【投影】下面是一些灭火的实例,试分析其灭火的原理:
(1)炒菜时油锅中的油不慎着火,可用锅盖盖灭;
(2)堆放杂物的纸箱着火时,可用水扑灭;
(3)扑灭森林火灾的有效方法之一,是将大火蔓延线路前的一片树木砍掉.
【答案】(1)隔绝空气.
(2)降低温度到着火点以下.
(3)清除可燃物.
思路二
教师活动
学生活动
设计意图
【活动】引导学生进行讨论与交流.
【讨论与交流】在日常生活中,同学们有过灭火的经验吗?谈谈你在生活中采取的一些灭火措施.
【交流】同学们根据生活经验讨论灭火的方法.
引导学生从实际生活经验入手,了解燃烧与灭火的关系.再通过一组简单的实验,进一步分析得出几种常见的灭火方法.
【活动】指导学生进行实验,并引导学生分析实验现象,理解燃烧与灭火的关系,从而得出灭火的原理或方法.
【实验】点燃三支蜡烛,在其中一支蜡烛上扣一只烧杯;将另两支蜡烛放在烧杯中,然后向其中一只烧杯中加适量碳酸钠和盐酸,观察现象并分析原因.
【讨论与交流】组织学生进行讨论与交流,并对每个问题进行小结:
(1)炒菜时油锅中的油不慎着火,如何处理?为什么?
(2)堆放杂物的纸箱着火了,如何处理?为什么?
(3)扑灭森林火灾时的有效方法之一是将大火蔓延线路前的一片树木砍掉,为什么?
(4)如何解释“釜底抽薪”和“杯水车薪”这两个成语?
【交流】(1)炒菜时油锅中的油不慎着火,可用锅盖盖灭.
(2)堆放杂物的纸箱着火时,可用水扑灭.
(3)扑灭森林火灾的有效方法之一,是将大火蔓延线路前的一片树木砍掉,清除可燃物.
(4)清除可燃物;水太少,不能降低温度到可燃物着火点以下.
通过讨论并解释日常生活中常见的灭火措施,理论联系实际,进一步理解燃烧与灭火的关系,突破难点.
【展示】幻灯片播放让“家庭远离火灾”(科普资料)及Flash演示“火场逃生方法”.
观看幻灯片及Flash动画资料并思考面对火灾时如何进行灭火或逃生.
了解火灾危害与防护方法,了解逃生的一般方法.
三、灭火器及其使用方法
[过渡语] 在我们日常生活中,“灭火器”是比较常见的灭火器具.那么灭火器如何使用呢?它们的灭火原理是什么?我们一起来学习生活中常见的几种灭火器.
【探究】灭火器原理.
【阅读】教材130~131页内容并交流几种常见灭火器的原理和使用范围.
【展示】几种常用灭火器的灭火原理和适用范围:
灭火器
灭火原理
适用范围
泡沫灭火器
灭火时,能喷射出大量二氧化碳及泡沫,它们能黏附在可燃物上,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的.
可用来扑灭木材、棉布等燃烧引起的失火.
干粉灭火器
利用压缩的二氧化碳吹出干粉(主要含有碳酸氢钠或磷酸铵盐)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,除可用来扑灭一般火灾外,还可用来扑灭油、气等燃烧引起的失火.
二氧化碳
灭火器
在加压时将液态二氧化碳压缩在小钢瓶中,灭火时再将其喷出,有降温和隔绝空气的作用.
灭火时不会因留下任何痕迹而使物体损坏,因此可用来扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等物品的失火,使用时,手一定要先握在钢瓶的木柄上,否则,会把手冻伤.
【比一比,赛一赛】你能很快记住它们吗?以小组为单位,利用三分钟时间,我们通过游戏来选出冠军得主.
【游戏】教师选出六名同学分别拿着不同类型的灭火器的道具,然后给他们列出几种物质燃烧,要求他们用适当的灭火器灭火,看最后谁的正确率高,谁得冠军.(形式不限)
【小结】不同的物质燃烧需要不同的方法来进行灭火.
四、易燃物和易爆物的安全知识
思路一
[过渡语] 可燃物在具备了燃烧的条件后,就能燃烧,如果在有限的空间内急剧地燃烧,就会在短时间内聚积大量的热,使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸,就会给生命和财产造成严重的损害,为了使警钟长鸣,所以,大家在一些易燃、易爆场合会经常看到下面的一些图标,同学们讨论讨论,这些图标向人们传递了什么样的信息?
【展示】
【教师】这些图片代表什么意思?
【答案】(1)当心火灾——易燃物质;(2)禁止放易燃物;(3)当心爆炸——爆炸性物质;(4)当心火灾——氧化物;(5)禁止烟火;(6)禁止带火种;(7)禁止燃放鞭炮;(8)禁止吸烟.
【设问】同学们想想,这些图标在哪些场合最容易出现呢?
【回答】油库、面粉加工厂、纺织厂、煤矿等场合.
【设问】为什么在这些场合容易出现呢?下面我们来做一个演示实验,同学们注意观察实验现象并分析其原因.
【演示实验】教师按照教材132页实验7 - 2做实验,用投影方式展示实验装置.
【投影】
【实验现象】发生了爆炸.
【实验分析】金属罐和塑料盖构成了一个有限空间,向装置中鼓气后,面粉充满了金属罐,加大了它与氧气的接触面积,罐内的温度达到了面粉的着火点,使它在有限的空间内急剧地燃烧,短时间内放出大量的热,使气体体积迅速膨胀,引起爆炸.
【延伸】通过这个小实验,哪位同学给大家总结一下,为什么在油库、面粉加工厂等场所会出现一些禁止烟火等图标.
【回答】因为油库、面粉加工厂等地的空气中常混有可燃性的气体或粉尘,它们接触到明火,就有发生爆炸的危险.
【小结】所以,同学们对一些易燃物和一些易爆物的安全问题要时刻提高警觉性.
思路二
教师活动
学生活动
设计意图
【演示】教材132页实验7 - 2:面粉爆炸实验.
【小结】爆炸的条件:有限空间、急速燃烧、积聚大量的热量.
【指导阅读】教材132页的内容.
【小结】在油库、面粉加工厂、纺织厂、煤矿的矿井等地方要标有严禁烟火的警告.
【讲解】可燃物在一定空间内急剧燃烧有可能发生爆炸,为了预防危险的发生,我们必须掌握一些安全常识.
【指导阅读】教材内容.
【投影】展示图标.
【提问】爆炸一定是化学变化吗?
【交流】观察实验现象.
【交流】分析讨论.
【归纳】爆炸的条件.
【讨论与交流】了解生活中常见易燃物和易爆物的安全知识,认识一些与燃烧和爆炸有关的图标.
【回答】不一定.
通过实验探究加深对爆炸危害的认识,进一步证明爆炸所需的条件.
了解易燃物和易爆物的安全知识,对学生进行安全教育.
培养学生分析归纳的能力.
思路三
教师活动
学生活动
设计意图
【演示】教材实验7 - 2:面粉爆炸实验.
【讲解】将塑料瓶中间(上端留约1000 mL)处绕一宽0.5 cm的布条,不打节.布条上滴匀酒精后点燃,转动塑料瓶,均匀烧热后将瓶底插入水中,水面到布条处,瓶会整齐断开.用半个塑料瓶组装“面粉爆炸实验”装置.如图所示.
【要点】(1)将此实验装置中的玻璃管与橡胶管连接,用嘴吹气,方便、火焰效果好.(2)纸板盖盖上即可,不能封死,保证安全.
让学生了解易燃物和易爆物的安全知识.
【活动】课后拓展与实践.
【交流】根据自己住宅的特点,设计预防火灾的方案(包括万一发生火灾时需采取的灭火或自救措施).
理论联系实际,提高学生对火灾的安全防范意识.
[知识拓展] 水总能灭火么? 有个成语叫“水火不容”,发生火灾时用水浇灭好像是天经地义的事.水能灭火,是因水具有以下几种特性:
(1) 冷却作用.
水遇到燃烧物质温度升高,转化为水蒸气.每1千克水全部汽化成水蒸气,需要吸收539 千卡的热量.因为水汽化时能吸收这样大的热量,所以水喷射到燃烧物质的表面,就能使燃烧物质表面的温度迅速下降,起到冷却降温的作用,有利于灭火.
(2) 窒息作用.
水与火焰接触后,水滴转化为水蒸气,体积急剧增大(1 升水可变成 1700 升水蒸气),而水蒸气能稀释可燃气体和助燃的氧气在燃烧区内的浓度.在一般情况下,空气中含有30%(体积)以上的水蒸气,燃烧就会停止.
(3) 乳化作用.
水滴与重质油品(如重油等)相遇,在油的表面形成一层乳化层,可降低油气蒸发速度,促使燃烧停止.
水能灭火,但也不是万能的.用水灭火也有一定的范围,以下几种物质的火灾不能用水扑救:
(1)比水轻的易燃液体火灾,如汽油、煤油等的火灾,不能用水扑灭.因为水比油的比重大,油浮于水面仍能继续燃烧.
(2)容易被破坏的物质,如图书、档案和精密仪器等失火不能用水扑救.
(3) 对于高压电器火灾是不能用直流水扑救的,因为水具有一定的导电性.
(4) 与水起化学反应,生成可燃性气体和产生大量热能的物质,如钾、钠、钙、镁等轻金属和电石(一种化学物质,遇水会生成可燃性的乙炔气体)等物质引起的火灾,禁止使用水扑救.钾、钠等金属遇水会发生剧烈的化学反应: 2K+2H2O2KOH+H2↑,该反应在生成易燃的氢气的同时,还放出大量的热. 所以,水能灭火,但是有时候,有些火灾的发生却不能用水去灭.
1.灭火的方法和原理:
①清除或隔离可燃物②降低温度到物质的着火点以下③隔绝空气(或氧气)破坏其一,燃烧即熄灭.
2.几种氧化反应的比较:
燃烧
爆炸
缓慢氧化
自燃
区别
反应
条件
跟氧气接触,温度达到着火点
在有限的空间里,急速燃烧,热量来不及散失
跟氧气接触,温度没有达到着火点
跟氧气接触,热量不散失,温度逐渐达到着火点
反应
程度
剧烈
异常剧烈
缓 慢
由缓慢到剧烈
反应
现象
放热、
发光
爆 炸
不太明显
由不明显到放热、发光
联系
燃烧、爆炸、缓慢氧化、自燃的本质都是氧化反应,都会放出热量
1.(株洲中考)下列处理方法不正确的是 ( )
A.炒菜时油锅中的油不慎着火,可用锅盖盖灭
B.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
C.不慎碰倒酒精灯,酒精在桌面上燃烧起来,应立即用水浇灭
D.遇到火灾时,可用湿毛巾捂住口鼻,蹲下靠近地面或沿墙壁跑离着火区域
解析:炒菜时油锅着火,立即盖上锅盖,可以隔绝氧气或空气,从而达到灭火的目的,所以说法正确.将大火蔓延路线前的一片树木砍掉,形成隔离带,可熄灭森林火灾,所以说法正确.酒精的密度比水小,因此酒精着火不能用水浇灭,所以说法错误.着火时会产生大量有毒气体,并在高处,所以室内着火被困时,应立即用湿毛巾捂住口鼻,匍匐前进,寻找安全出口,所以说法正确.故选C.
2.(永州中考)“釜底抽薪”成语中蕴含的灭火原理是 ( )
A.隔绝空气
B.降低温度到可燃物的着火点以下
C.移除可燃物
D.降低可燃物的着火点
解析:釜底抽薪体现的是一种常用的灭火方法,它利用的原理是清除可燃物,将锅底的柴火抽走,就没有了可燃物,起到灭火的作用.故选C.
3.固体CO2又称干冰,易升华.干冰灭火器常用于扑救档案资料室发生的火灾,下列关于干冰灭火的说法不正确的是 ( )
A.干冰升华时吸热,降低可燃物的着火点
B.CO2覆在可燃物表面,隔绝空气
C.CO2不能支持燃烧
D.干冰升华后不污染档案资料
解析:可燃物的着火点一般情况下是不会改变的,故A说法错误;二氧化碳密度比空气大,能覆盖在可燃物的表面,隔绝空气,故B说法正确;二氧化碳是不支持燃烧的,故C说法正确;干冰升华后,不会造成污染,故D说法正确.故选A.
4.近年来频繁发生的有关化学品泄漏或爆炸事件一次次给我们敲响警钟.因此,在生产、运输、使用和贮存易燃易爆物时绝不允许违章操作.下列图标与燃烧和爆炸有关的是 (填序号).
解析:A图中所示标志是爆炸品.B图中所示标志是禁止燃放鞭炮.C图中所示标志是腐蚀品.D图中所示标志是禁带火种,与燃烧和爆炸有关.E图中为国家节水标志.故答案为:ABD.
5.恰当的安全措施能减少生命财产损失.下列事故处理措施正确的是 ( )
A.室内起火,迅速打开所有门窗通风
B.电器着火立即用水扑灭
C.档案室内档案起火,用二氧化碳灭火器灭火
D.用点燃的木条检查液化气罐是否漏气
解析:A.如果打开门窗,会使室内空气流通,为燃烧提供更多的氧气,燃烧就会更剧烈,故该事故处理方法错误.B.电器着火,首先应切断电源,为防止触电,不能用水扑灭,故该事故处理措施错误.C.由于二氧化碳灭火器灭火时不会因留下任何痕迹而使物体损坏,所以档案室内档案起火,用二氧化碳灭火器扑灭,故该事故处理措施正确.D.煤气具有可燃性,泄漏遇明火或电火花可能发生爆炸,用点燃的木条检查液化气罐是否漏气可能引起煤气爆炸,故该事故处理措施错误.故选C.
第二课时
二、灭火的原理和方法
1.原理清除可燃物隔绝氧气降温至着火点以下
2.方法
三、灭火器及其使用方法
四、易燃物和易爆物的安全知识
一、教材作业
【必做题】
教材第135页练习与应用的5、6题.
【选做题】
教材第135页练习与应用的1、4题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.下列常见图标中与燃烧、爆炸无关的是 ( )
2.最近,科学家发明了一种制作防火涂料的新工艺.该涂料是用含有淀粉的植物性废料加工成的无色糊状物.发生火灾时,这种涂在房屋楼板表面的涂料就会转变成一种黑色物质,覆盖在楼板表面,起到防火的作用.转变成的黑色物质能防火的原因是 ( )
A.隔绝了氧气
B.可以燃烧
C.改变了楼板的着火点
D.清除了可燃物
3.(汕尾中考)从防火、灭火、自救等安全知识判断,下列做法错误的是 ( )
A.室内着火时不急于打开门窗
B.炒菜时油锅着火用锅盖盖灭
C.用明火检验燃气是否泄漏
D.发生火灾逃生时用湿毛巾捂住口鼻
4.(雅安中考)燃烧是人类最早利用的化学反应之一.
(1)下面是一些常用的灭火方法的事例:
①熄灭酒精灯时,用灯帽盖灭;
②熄灭燃气灶火焰时,关闭阀门;
③油锅着火时,用锅盖盖灭;
④森林着火时,将大火蔓延线路前的一片树木砍掉;
⑤房屋着火时,用高压水枪灭火.
请你从灭火原理角度,选择一种分类标准进行分类:
分类标准 ,包括事例 (填序号).
(2)打火机中常用丁烷(C4H10)做燃料,丁烷与甲烷完全燃烧的产物相同,请写出丁烷完全燃烧的化学方程式: .
【能力提升】
5.下列标志与消防安全有关的是 .
6.莉莉同学根据自己的住宅特点,设计了如下预防火灾的方法(包括万一发生火灾时采取的灭火和自救措施).
防火措施
灭火和自救措施
①在家中不存放易燃、易爆物品.
②室内装修多用不易燃烧的材料.
③电线、插座等用信得过的产品,不用劣质产品.
④家里配备液态二氧化碳灭火器,并学会使用.
①当火较小时,立即用各种灭火器材灭火.
②室内失火时,打开门窗,尽量让浓烟从门窗排出.
③在灭火过程中,用湿毛巾捂住口鼻.
④火势太大,不能从室内逃出,撤到屋顶花园,等待救援.
⑤因电器、电线短路引发火灾时,应先 ,再灭火.
⑥因煤气泄漏引发火灾时,应先 ,再灭火.
请根据莉莉同学设计的预防火灾的方案,回答下列问题:
(1)请你帮助莉莉同学进一步完善其防火措施,你的建议是(任写一条) .
(2)在灭火措施中,少一条不可缺少的措施,该措施是 .
(3)在灭火和自救措施中,有一条不够妥当,该措施是(填序号) ,理由是 .
(4)请完成灭火和自救措施⑤和⑥中的空白(不要填在表上的空白处).
⑤ ;⑥ .
(5)在灭火过程中,用湿毛巾捂住口鼻,其中的道理是 .
【拓展探究】
7.小亮家使用了天然气为燃料的燃气管道.为防止燃气泄漏造成危险,小亮家中安装了如图所示报警器.请回答:天然气在第一次通过管道运输到用户家时,必须先将管道内充满N2,填充N2的目的是什么?如果听到报警器报鸣,你应该如何处理?(至少答两点)
【答案与解析】
1.B(解析:A.表示禁止吸烟,吸烟能引起火灾,就容易引起爆炸,故A正确;B为节能减排无污染的标志,与燃烧和爆炸无关,故B错误;C表示禁止放易燃物,易燃物容易引起火灾或爆炸,故C正确;D表示易爆品,很容易引起爆炸,故D正确.)
2.A(解析:A.涂料转变成的黑色物质覆盖在楼板表面,隔绝了楼板与氧气的接触,楼板因不能接触到氧气而无法燃烧,故A正确;B.涂料转变成的黑色物质,覆盖在楼板表面,起到防火的作用,说明该黑色物质不能燃烧,故B不正确;C.涂料转变成的黑色物质,覆盖在楼板表面,并没有改变楼板的性质,只是隔绝了楼板与氧气的接触,而非改变楼板的着火点.)
3.C(解析:A.室内着火时,打开门窗相当于增加了氧气浓度,会使燃烧更旺,正确;B.炒菜时油锅着火盖上锅盖隔绝了氧气,可起到灭火的作用,正确;C.燃气泄漏遇明火可能会发生爆炸,错误;D.发生火灾逃生时用湿毛巾捂住鼻子和嘴,可以避免呼吸到烟尘和有毒的气体,正确.)
4.(1)隔离可燃物;②④ (2)2C4H10+13O28CO2+10H2O(解析:(1)①熄灭酒精灯时,用灯帽盖灭,利用的是隔绝氧气的原理.②熄灭液化气灶火焰时,关闭阀门,利用的是清除可燃物的灭火原理.③油锅着火时,用锅盖盖灭,利用的是隔绝氧气的原理.④森林着火时,将大火蔓延线路前的一片树木砍掉,利用的是清除可燃物的原理.⑤房屋着火时,用高压水枪灭火是利用降低可燃物的温度的原理.(2)甲烷燃烧的产物是二氧化碳与水,因此丁烷与氧气在点燃条件下完全反应生成二氧化碳和水蒸气.)
5.①②③④⑤⑥(解析:①图中所示标志是禁止烟火标志,与消防安全有关;②图中所示标志是禁止燃放鞭炮标志,与消防安全有关;③图中所示标志是当心爆炸——爆炸性物质标志,与消防安全有关;④图中所示标志是禁止吸烟标志,与消防安全有关;⑤图中所示标志是禁止放易燃物标志,与消防安全有关;⑥图中所示标志是当心火灾——易燃物质标志,与消防安全有关.①②③④⑤⑥均与消防安全有关.)
6.(1)人走灯灭,安全用电 (2)打报警电话119 (3)②;开门窗造成空气对流,使可燃物与氧气接触面积更大,火势加大 (4)切断电源;关闭阀门
(5)防止吸入烟尘中毒(解析:防火措施很多,只要合理均可.灭火中重要的一条是要想到报火警,自救时不能打开门窗,因为打开门窗会提供更充足的氧气,燃烧会更旺,电器着火要先切断电源,防止触电,煤气泄漏引发火灾时要先关闭煤气阀门,防止发生爆炸,因为发生火灾时的空气中有大量灰尘、有毒气体等,用湿毛巾捂住口鼻防止吸入烟尘、有毒气体等而中毒.)
7.排尽管道内的空气.迅速关闭阀门;打开门窗;杜绝一切产生电火花的可能等.(解析:天然气具有可燃性,与空气混合容易发生爆炸.天然气在第一次通过管道运输到用户家时,必须先将管道内充满N2,是为了排净空气,目的是防止发生爆炸.当听到报警器报鸣时,说明天然气已经泄漏,要迅速关闭阀门;为防止与空气混合遇明火或电火花发生爆炸,要打开门窗,杜绝一切产生电火花的可能.)
本节课采用了“创设情境”教学和“探究式学习”教学模式.在探究物质燃烧条件的过程中,让学生体验到科学探究的过程,并学会与他人合作学习,帮助学生了解一些安全常识,并学会利用所学知识去解决生活中的实际问题.
不足之处:课堂上给学生自主探究的时间不足,缺少学生的创新设计,阻碍学生思维的发展.
建议:
(1)给学生更多自主探究的空间,多给学生设计实验的机会,培养学生的创新能力.
(2)面粉爆炸的演示实验不易成功,原因主要有以下几点:①面粉太潮湿;②里面的蜡烛易熄灭;③随着蜡烛燃烧消耗氧气生成二氧化碳,里面的氧气不足以使面粉爆炸.
练习与应用(教材第135页)
1.高压水枪用于灭火,是因为水能降低可燃物燃烧时的温度,降温到可燃物的着火点以下,则达到灭火的目的.
2.燃烧着的可燃物当温度降低到其着火点以下,火焰就会熄灭.用扇子扇火会使空气流动带走热量,所以,不论是炉火还是燃烧着的蜡烛用扇子扇时都会降低温度,不过,扇子扇燃着的蜡烛时,空气流动带走的热量会使温度降低到其着火点以下;而炉火的着火面积大,热量多,用扇子扇时不能使温度迅速降到其着火点以下,相反,由于空气流通,使氧气供给更充分,所以,炉火用扇子扇,越扇越旺,蜡烛火焰却一扇就灭.
3.因为煤燃烧需要三个条件:虽然煤是可燃物,也接触空气,但在常温下达不到煤的着火点,所以常温下煤不能燃烧.用木柴引燃是因为木柴燃烧时放出热量,使煤较易达到其着火点,这样就具备了煤燃烧的三个条件.
4.室内失火,当打开门窗时,会有大量空气(或氧气)进入室内,使可燃物与更多的空气(或氧气)接触,因而火会烧得更旺.
5.“釜底抽薪”的化学含义是清除可燃物,能达到灭火的目的.钻木取火的化学含义是摩擦可以生热,当温度达到可燃物的着火点时,可燃物就燃烧起来.“火上浇油”的化学含义是向燃烧的物质中增加可燃物——油,可以使燃烧更旺.
6.(1)用湿抹布盖灭,理由是使酒精与氧气隔绝.
(2)在棉被上洒水,理由是降低温度到棉被的着火点以下.
(3)立即关掉电闸(断电),然后用干粉灭火器扑灭,理由是降温和隔绝空气.
(4)家里炒菜时油锅着火,最好的灭火方法是用锅盖盖灭,利用的是隔绝氧气的灭火原理.
(5)液态二氧化碳灭火器可以用来扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等的火灾,利用的是隔绝氧气的灭火原理.
1.燃烧与灭火的误区分析
【误区1】燃烧必须有氧气参加.
【点拨】在我们学过的化学反应中,绝大部分的燃烧都是可燃物与氧气在点燃或加热的条件下发生的,如镁、木炭、硫、磷、铁的燃烧.故造成有的同学错误地认为燃烧必须有氧气参加.其实,有些燃烧不一定就是物质与氧气的反应,如金属镁还可以在氮气和二氧化碳中燃烧,这些化学反应都具有发光、发热的现象,因此燃烧不一定都要有氧气参加.
【误区2】燃烧不能在水中发生,因为水可以灭火.
【点拨】其实,只要具备燃烧的三个条件,在水中仍然可以发生燃烧现象.如往80 ℃的热水中加入一小块白磷,然后往白磷附近通入氧气,就会发现白磷在水中也会燃烧,因为这时白磷燃烧的三个条件均已具备.
【误区3】燃烧时必须有火焰产生.
【点拨】在物质发生燃烧时,多数以固态形式存在的可燃物直接与氧气反应,这种燃烧出现发光、放热,或火星四射的现象,没有火焰产生.如碳在氧气中燃烧发出白光,铁在氧气中燃烧产生火星四射的现象.因此,燃烧不一定产生火焰.
【误区4】燃烧不一定发光、发热.
【点拨】我们通常所说的燃烧,是可燃物跟氧气发生的剧烈的发光、发热的氧化反应,所以燃烧必须要有发光、发热现象.
【误区5】有发光、发热现象的一定是燃烧.
【点拨】不一定.燃烧属于化学变化,许多物理变化也有发光、发热的现象,如电灯通电后发光、发热,电炉通电后也有发光、发热的现象,但它们都不是燃烧.
【误区6】爆炸一定属于化学变化.
【点拨】不一定.如自行车轮胎爆炸、高压锅爆炸都属于物理变化,而原子弹爆炸属于核爆炸.一般由燃烧引起的爆炸一定属于化学变化.
【误区7】同一种可燃物的燃烧与爆炸是两个化学反应.
【点拨】可燃物的燃烧与爆炸是同一个化学反应,但是有两种不同的反应现象.常见的燃烧是一种发光、发热的剧烈的氧化反应.不同的可燃物燃烧的现象也有所不同,例如,酒精在空气中燃烧发出火焰(明火),木炭在空气中燃烧保持红热,木材在空气中燃烧既有明火又保持红热.燃烧现象除了与可燃物的性质有关以外,还与可燃物跟氧气的接触面积和氧气的浓度有关,接触面积越大,氧气浓度越高,燃烧就越剧烈.例如,劈碎的木材比大木块燃烧得快些,可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈.
可燃物的燃烧现象还与燃烧空间有关,如果急速的燃烧发生在有限的空间,就会在短时间内聚积大量的热,使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸.例如,火药在鞭炮内(空间有限)燃烧而发生爆炸.若把一个鞭炮剖开,点燃其中的火药,则不发生爆炸.在油库、面粉加工厂、纺织厂和煤矿的矿井内,都写有“严禁烟火”的字样,就是因为这些地方的空气中常混有可燃物的气体或灰尘,它们接触明火,就有发生爆炸的危险.
【误区8】发现室内液化气或煤气泄漏,应赶紧打开排气扇把气体排出去,或打电话报警.
【点拨】打开排气扇或打电话都有可能产生电火花,将泄漏的可燃性气体点燃而发生爆炸,因此不可这么做.正确的做法是先将阀门关闭,再打开门窗通风.进屋时最好将鞋子也脱掉,以免摩擦产生静电,这样做更安全.
【误区9】燃烧与缓慢氧化都是物质与氧气的反应,其生成物是一样的.
【点拨】不一定.燃烧是剧烈的氧化反应,反应发热、发光,瞬间反应完毕;缓慢氧化只放出热量,不发光,反应时间较长.有些物质如镁、铝在发生燃烧和缓慢氧化时,都生成一种物质;但有些物质如铁在纯氧中燃烧生成的四氧化三铁为黑色固体,在空气中缓慢氧化时生成铁锈,其主要成分是氧化铁,为红色固体.
【误区10】灭火时可采用“降低可燃物的着火点的方法”.
【点拨】可燃物的着火点是物质固有的属性,一般情况下是固定不变的,应采用降低周围环境的温度至可燃物的着火点以下的方法,而不是降低可燃物的着火点.
【误区11】发生火灾即可用水扑灭.
【点拨】不对,要视具体情况进行.电源或电器设备着火时,由于自来水能导电,所以不能用水来扑救.油锅着火也不能用水扑灭,因为油的密度小于水的密度,油会浮在水面上继续燃烧.
2.火灾的逃生和自救
(1)火灾
火灾是指着火失去控制而造成的生命财产损失等灾难性事件.火灾发生的原因包括:雷击、自燃、使用明火不慎以及使用燃气或电器不当等.
在各种灾害中,火灾是最经常、最普遍的威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一.人类能够对火进行利用和控制,是文明进步的一个重要标志.火,给人类带来文明进步、光明和温暖.但是,失去控制的火,就会给人类造成灾难.
(2)救护原则
三“要”:
“要”熟悉自己住所的环境及工作环境.
“要”遇事保持沉着冷静.
“要”警惕烟毒的侵害.
三“不”:
“不”乘普通电梯.
“不”轻易跳楼.
“不”贪恋财物.
(3)现场逃生及救护流程——火灾逃生“十三诀”:
第一诀:逃生预演,临危不乱.
每个人对自己工作、学习或居住所在的建筑物的结构及逃生路径要做到了然于胸,必要时可集中组织应急逃生预演,使大家熟悉建筑物内的消防设施及自救逃生的方法.这样,火灾发生时,就不会觉得走投无路了.
第二诀:熟悉环境,暗记出口.
当你处在陌生的环境时,如入住酒店、商场购物、进入娱乐场所时,为了自身安全,务必留心疏散通道、安全出口及楼梯方位等,以便关键时候能尽快逃离现场.
第三诀:通道出口,畅通无阻.
楼梯、通道、安全出口等是火灾发生时最重要的逃生之路,应保证畅通无阻,切不可堆放杂物或设闸上锁,以便紧急时能安全迅速地通过.
第四诀:扑灭小火,惠及他人.
当发生火灾时,如果发现火势并不大,且尚未对人造成很大威胁时,当周围有足够的消防器材,如灭火器、消防栓等,应奋力将小火控制、扑灭;千万不要惊慌失措地乱叫乱窜,置小火于不顾而酿成大灾.
第五诀:保持镇静,明辨方向,迅速撤离.
突遇火灾,面对浓烟和烈火,首先要强令自己保持镇静,迅速判断危险地点和安全地点,决定逃生的办法,尽快撤离险地.千万不要盲目地跟从人流和相互拥挤、乱冲乱窜.撤离时要注意,朝外面空旷地方跑,要尽量往楼层下面跑,若通道已被烟火封阻,则应背向烟火方向离开,通过阳台、气窗、天台等往室外逃生.
第六诀:不入险地,不贪恋财物.
在火场中,人的生命是最重要的.身处险境,应尽快撤离,不要因害羞或顾及贵重物品,而把宝贵的逃生时间浪费在穿衣或寻找、搬离贵重物品上.已经逃离险境的人员,切莫重返险地,自投罗网.
第七诀:简易防护,蒙鼻匍匐.
逃生时经过充满烟雾的路线,要防止烟雾中毒、预防窒息.穿过烟火封锁区,应戴防毒面具、头盔等护具,如果没有这些,可用下列方法,如湿毛巾,捂口鼻.身处着火区,应迅速用湿毛巾折叠三层捂住口鼻,防止中毒、窒息.
也可裹湿衣,贴地行.可向头部、身上浇冷水或用湿毛巾、湿棉被(但注意别浇太多水,以免自己背不动)、湿毯子等将头、身裹好,再尽量弯腰冲出火场.
第八诀:善用通道,莫入电梯.
按规范标准设计建造的建筑物,都会有两条以上逃生楼梯、通道或安全出口.发生火灾时,要根据情况选择进入相对较为安全的楼梯通道.除可以利用楼梯外,还可以利用建筑物的阳台、窗台、天台屋顶等攀到周围的安全地点,如可沿着落水管、避雷线等建筑结构中凸出物滑下楼.在高层建筑中,电梯的供电系统在火灾时随时会断电,或因热的作用电梯变形,而使人被困在电梯内,同时由于电梯井犹如贯通的烟囱般直通各楼层,含毒的烟雾直接威胁被困人员的生命,因此,千万不要乘普通的电梯逃生.
第九诀:缓降逃生,滑绳自救.
高层、多层公共建筑内一般都设有高空缓降器或救生绳,被困人员可以通过这些设施安全地离开危险的楼层.如果在没有这些专门设施,而安全通道又已被堵,救援人员不能及时赶到的情况下,你可以迅速利用身边的绳索或床单、窗帘、衣服等自制简易救生绳,并用水打湿从窗台或阳台沿绳缓滑到下面楼层或地面.
第十诀:避难场所,固守待援.
假如用手摸房门已感到烫手,此时一旦开门,火焰与浓烟势必迎面扑来.逃生通道被切断且短时间内无人救援.这时候,可采取创造避难场所、固守待援的办法.首先应关紧迎火的门窗,打开背火的门窗,用湿毛巾、湿布塞堵门缝或用水浸湿棉被蒙上门窗,然后不停用水淋透房间,防止烟火渗入,固守在房内,直到救援人员到达.
第十一诀:缓晃轻抛,寻求援助.
被烟火围困暂时无法逃离的人员,应尽量待在阳台、窗口等易于被人发现和能避免烟火近身的地方.在白天,可以向窗外晃动鲜艳衣物,或外抛轻型晃眼的东西;在晚上即可以用手电筒不停地在窗口闪动或者敲击东西,及时发出有效的求救信号,引起救援者的注意.因为消防人员进入室内都是沿墙壁摸索行进,所以在被烟气窒息失去自救能力时,应努力滚到墙边或门边,便于消防人员寻找、营救;此外,滚到墙边也可防止房屋结构塌落砸伤自己.
第十二诀:火已及身,切勿惊跑.
火场里的人如果发现身上着了火,千万不可惊跑或用手拍打,因为奔跑或拍打时会形成风势,加速氧气的补充,促旺火势.当身上衣服着火时,应赶紧设法脱掉衣服或就地打滚,压灭火苗;能及时跳进水中或让人向身上浇水、喷灭火剂就更有效了.
第十三诀:跳楼有术,虽损求生.
身处火灾烟气中的人,精神上往往陷于极端恐惧和接近崩溃,惊慌的心理极易导致不顾一切的伤害性行为,如跳楼逃生.应该注意的是:只有消防队员准备好救生气垫并指挥跳楼时或楼层不高(一般4层以下),非跳楼即烧死的情况下,才采取跳楼的方
法.即使已没有任何退路,若生命还未受到严重威胁,也要冷静地等待消防人员的救援.跳楼也要讲技巧,跳楼时应尽量往救生气垫中部跳或选择向水池、软雨篷、草地等方向跳;如有可能,要尽量抱些棉被、沙发垫等松软物品或打开大雨伞跳下,以减缓冲击力.如果徒手跳楼一定要扒窗台或阳台使身体自然下垂跳下,以尽量降低垂直距离,落地前要双手抱紧头部,使身体弯曲卷成一团,以减少伤害.跳楼虽可求生,但会对身体造成一定的伤害,所以要慎之又慎.
课题2 燃料的合理利用与开发
第课时
1.知道物质发生化学变化时伴随着能量变化,既有放热反应,也有吸热反应;认识通过化学反应实现能量转化的重要性.
2.知道化石能源的用途;知道石油是由多种成分组成的混合物;了解通过石油的炼制可以得到液化石油气、汽油、柴油等产品;认识化石能源是人类重要的自然资源,对人类生活起着重要作用.
3.了解化石燃料的不可再生性,燃料充分燃烧的重要性,以及化石燃料燃烧对环境的影响;认识合理利用和开发能源、节约使用化石燃料的重要性;树立环境保护意识.
4.树立辩证认识问题的意识,正面认识化学的作用.
1.运用思考、讨论的方法来获取信息.
2.运用实验的方法来得出结论.
通过对化石燃料的形成、使用年限、对人类所起的重要作用的了解,使学生认识到合理开发的重要性,培养节约、利用资源的意识.
【重点】
1.认识化石燃料对人类所起的重要作用.
2.了解化学反应中的能量变化.
【难点】
培养学生独立思考、加工信息的能力.
【教师准备】 (1)投影仪,冷而干燥的烧杯,试管,小烧杯,导管,铁架台,水槽,橡皮塞.
(2)生石灰,CH4气体,澄清石灰水,锌片,稀硫酸.
(3)实验资料: 吸热反应实验(图片);生石灰与水反应实验(视频);镁与盐酸反应实验(动手);甲烷燃烧反应实验(视频).
【学生准备】 预习有关实验操作和本课题知识.
导入一:
【提问】燃料燃烧放出的热量被广泛应用于生产生活中,你能举出一些例子吗?
【展示】定向爆破和烹饪的图片或视频.
【小结】烧烤、取暖、火箭升空、炼钢,生活中处处离不开燃料的使用.
导入二:
【提问】谈谈自己知道的人类利用化学变化放出的热量在工业、农业、科技等领域的运用情况.
【交流】可借助教材的图7 - 15、图7 - 16、图7 - 17,学生、老师共同交流.
[过渡语] 目前,人们使用的燃料大多来自于化石燃料.比如,煤、石油和天然气等.燃烧是一种典型的化学反应,可以放出大量的热.没有燃烧现象的化学反应也能放出热量吗?
一、化学反应中的能量变化
思路一
【实验探究】(1)在一个小试管里加入一小匙干燥的生石灰,然后再加入约2 mL水.
(2)在一支试管中加入几小段镁条,再加入5 mL盐酸,观察现象,并用手触摸试管外壁.
反应
生石灰与水反应
镁与盐酸的反应
现象
感觉
方程式
CaO+H2OCa(OH)2
Mg+2HClMgCl2+H2↑
结论
【现象】(1)试管壁发热.
(2)试管中有大量气泡冒出,试管壁发热.
【小结】不仅燃烧可以放热,很多化学反应都可以放热.
【讲解】生活中的各个角落都在使用燃料,正是因为燃料的燃烧,推动了历史的进步.火,是原始人类征服自然的武器.起初,当面对熊熊大火时,祖先们不知所措,惊恐万状.但人类的好奇心和探索欲战胜了恐惧和胆怯,慢慢地他们学会了用火来烧烤食物.熟食增强了人的体质,为身体发育提供了更多的营养,熟食使咀嚼机能减退,于是牙齿变小,颌部短,面貌变得愈来愈像现代人.
思路二
教师活动
学生活动
设计意图
【讲述】生活中我们常常利用燃料的燃烧来获得能量.是否只有通过燃烧才能获得能量呢?
【演示实验】生石灰与水反应.
【讲述】生石灰(氧化钙)和水反应生成熟石灰(氢氧化钙)的同时也放出大量的热.
【分组实验】(1)镁条与盐酸反应.
(2)氢氧化钡与氯化铵的反应.
【提问】根据以上实验请你分析化学变化的基本特征?
【小结】化学反应在生成新物质的同时还伴随着能量的变化,通常表现为放热或吸热.
【提问】我们之前学习过的反应里,哪些是放热反应,哪些是吸热反应呢?
【观察实验】描述并记录实验现象,一位同学用手触摸烧杯外壁,并汇报实验现象.
写出化学反应方程式,并注明反应类型.
【分组实验】填写学案,进行交流讨论.
分组汇报实验现象,其他组补充完整.
【小组讨论、交流】
化学变化过程中生成新物质的同时,还伴随着能量的变化.
【交流】掌握化学变化的基本特征.
【交流】和同桌交流后,完成老师提出的问题.
展示所写的化学方程式,其他同学判断正误.
认识化学变化的基本特征是在生成新物质的同时,伴随着能量的变化.
二、化石燃料的利用
[过渡语] 现在我们的生活中,经常使用的燃料大多是煤、石油和天然气等.因为它们都是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的,所以我们称之为化石燃料.化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的,是不可再生能源.
思路一
1.煤和石油
【活动与探究】在生活中我们经常用煤气、汽油等作燃料,那么你知道它们是怎样形成的吗?
【回答】(1)为了使煤得到综合利用,将煤隔绝空气加热,就可以使煤分解成许多有用的物质,其中就有煤气.
(2)如果将石油加热炼制,利用石油中各成分的沸点不同,将它们分离,就可得到不同的产品,比如汽油、煤油、柴油等.
【评价】大家回答得非常好,关于这方面的资料下课后再多查点,开阔一下我们的视野.
【介绍】煤和石油都是由古代生物遗体埋在地层下,在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的.由于煤和石油的用途非常广泛,和人类的关系极为密切,所以,人们常把煤称为“工业的粮食”,把石油称为“工业的血液”.
【学生阅读】 阅读教材138页和139页的内容.
【设问】你从中学到了什么呢?
【回答】(1)煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物,主要含有碳元素,此外,还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质.
(2)将煤隔绝空气加热,可使煤分解成焦炭、煤焦油和煤气等.其中,焦炭可以冶金,煤焦油是重要的化工原料,焦炉气则是重要的燃料.这样煤就能被综合利用了.
【教师补充】黑乎乎的煤焦油是一个大宝库,已经从它里面分离出了上百种化合物,又进一步做成了各种有用的物质.
【拓展】(1)从油井中开采出来的石油,又称原油.原油通常显深棕色或黑色,常有绿色或蓝色荧光,有特殊气味,不溶于水,密度比水的稍小,没有固定的熔点和沸点.
(2)石油主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素,它也是一种混合物.
(3)石油和煤一样,给它加热后,同样能得到很多产品.人们利用这些产品的燃烧,给工厂、农村、汽车、轮船、火车等提供所需要的动力和热量.
(4)在20世纪兴起了综合利用石油产品的工业——石油化工.科技工作者把燃料油中较大的分子裂解成小分子,然后把它们加工制造成各种产品,例如塑料、合成纤维、染料、洗涤剂等.
【展示】图片:
【教师补充】石油已经在人类生活中发挥了巨大作用,它已深入到了日常生活中的各个方面.
【介绍】我国是世界上最早发现和利用石油的国家之一.早在一千八百多年前,我国勤劳智慧的劳动人民就发现了石油.我国的石油资源比较丰富,煤也是世界上蕴藏量最大的国家之一.解放后,我国先后开发和建立了大庆、胜利、华北、中原、大港等石油基地和一批煤炭基地,近年来在我国海域和西北部也开发出了新的油田.
2.天然气
[过渡语] 有石油的地方一般都有天然气.天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物,其中最主要的是甲烷.下面,同学们注意按照教材139页实验7 - 4进行活动探究,做一做甲烷的燃烧实验.
【讨论】甲烷的燃烧实验讨论:
(1)观察甲烷颜色、状态.
(2)在实验结束后,烧杯上出现了什么现象?
(3)迅速把烧杯倒转过来,向烧杯内注入澄清石灰水后,振荡,又出现了什么现象?
(4)在实验开始时,点燃前为什么要先检验甲烷的纯度?
(5)在实验中烧杯的条件“冷而干燥”是实验成败的关键吗?为什么?
(6)这个实验说明甲烷中含有哪些元素?
(7)你能写出这个实验中涉及的化学方程式吗?
【结论】(1)甲烷是无色气体.
(2)甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色,可以看到,烧杯内壁上有水滴生成.
【提问】有水滴生成,说明了什么问题呢?
【回答】说明甲烷的成分里一定含有氢元素.
【结论】向烧杯内注入澄清石灰水后,发现烧杯内澄清的石灰水变浑浊.
【提问】这一现象又说明了什么问题呢?
【回答】这说明甲烷燃烧时有二氧化碳生成,也就是说明了甲烷的成分里一定含有碳元素.
【教师讲解】甲烷是由碳和氢两种元素组成的化合物,化学式是CH4.它燃烧时生成二氧化碳和水,同时放出大量的热.
【板书】
CH4+2O2CO2+2H2O
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
【结论】点燃甲烷和氧气或甲烷和空气的混合物都很可能会发生爆炸,所以要先验纯.
【延伸】煤矿的矿坑里经常有甲烷逸出,由此,同学们想到了什么呢?
【回答】(1)煤矿里必须采取通风设施.
(2)煤矿里一定要严禁明火.
【结论】“冷而干燥”是这个实验成败的关键.“冷”有利于水蒸气的凝集,“干燥”可以判断是否有水滴生成.
这个实验说明甲烷中含有碳元素和氢元素.
【介绍】在池沼的底部常常含有甲烷,通常也称池沼中的气体为沼气.在我国农村,利用沼气可解决生活用燃料问题.
沼气的制取和利用
3.合理利用与开发化石能源
【讲述】在日常生活中,有时燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或者橙色,锅底出现黑色.此时就需要调节一下灶具或炉具的进风口.你们家的燃气燃烧时是哪种呢?如果燃烧不充分,应该怎么办呢?
【讲述】燃烧产物中的粉尘是雾霾的罪魁祸首,产物中的二氧化硫和氮的氧化物会造成酸雨,这些
产物会造成空气污染.
【思考】燃烧不充分的原因,讨论使燃料充分燃烧的方法.
【讲解】因为在许多情况下,不能直接燃烧固态煤,如汽车或拖拉机等;或者虽然能够直接燃烧,但效率很低,如蒸汽机车热利用率只有8%,一般民用煤炉只有20%左右.所以在石油、天然气不足的情况下,不得不考虑把煤加工成为气态的、液态的或固态的高级清洁燃料的问题,以提高煤的热量的利用和减轻环境污染.煤在加工过程中,本身的潜在能量会受到一些损失,但由于加工成的气态或液态燃料的热利用率高,因此在一些情况下,煤经过气化或液化而取得的热效率高于直接燃煤.
现在还有相当大的一部分锅炉直接燃烧煤.对低硫煤可以采用粉煤锅炉,但需加烟道脱硫装置.对高硫煤,要用沸腾床燃烧系统,掺石灰实行炉内脱硫和降低氮氧化物的生成.以上方法都是为了减轻污染、保护环境.
【小结】化石燃料一方面要进行综合利用,另一方面要使化石燃料充分燃烧.
充分燃烧要考虑两点:燃烧时要有足够的空气;燃料与空气要有足够大的接触面积.
思路二
教师活动
学生活动
设计意图
【讲解】作为重要的能源,燃料对于人类社会是非常重要的.目前,人们使用的燃料大多来自于化石燃料.比如,煤、石油和天然气等.
1.煤和石油
【讨论】化石燃料是如何形成的?
它们可再生吗?
【展示】化石燃料是指煤、石油和天然气.化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的,是不可再生资源.
【指导阅读】请阅读教材138页的内容.
【讨论】(1)煤、石油、天然气从物质的分类角度考虑分别属于哪类物质?
(2)煤、石油、天然气中分别含有哪些元素,因此你觉得它们若完全燃烧可能会产生哪些气体?会对空气造成污染吗?谁比较适宜直接用作燃料?
【分析】煤是固体混合物,主要组成元素是C,还有少量的H 、S、 N、 O等元素.石油是液体混合物,主要组成元素是C、H ,还有少量的 S、 N、 O等元素.
【讲述】煤干馏的产品有多种,煤气作为生活燃气,减少了污染,提高了燃料的利用率.
【讲述】将化石燃料综合利用是合理利用化石燃料的一种方式.
【展示图片】石油的综合利用.
【提问】石油的炼制是物理变化还是化学变化?
【提问】依据化石燃料的元素组成,判断其充分燃烧后的可能产物有哪些?
【讲述】三种化石燃料中可以直接作为燃料的是天然气.请你根据天然气主要成分甲烷的元素组成分析,如何对甲烷燃烧的产物进行检验.
【交流】讨论后回答.
【阅读】教材137页和138页有关煤、石油的内容.
【交流】阅读、讨论、交流.
【小结】了解煤的干馏是化学变化.
【交流】依据物质的元素组成,写出燃烧产物,包括CO2、H2O、SO2、NO2、粉尘等.
(1)指导阅读.
(2)感受综合利用的好处.
(3)学习如何通过物质组成元素分析反应后的生成物,以及生成物的检验.
2.天然气
【思考讨论】甲烷的组成元素.
【演示实验】甲烷的燃烧.
【现象1】甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色,可以看到,烧杯内壁上有水滴生成.
【说明】甲烷的成分里一定含有氢元素.
【现象2】向烧杯内注入澄清石灰水后,发现烧杯内澄清的石灰水变浑浊.
【说明】甲烷燃烧时有二氧化碳生成,也就是说明了甲烷的成分里一定含有碳元素.
【讲解】甲烷是由碳元素和氢元素组成的化合物,化学式是CH4.它燃烧时生成二氧化碳和水,同时放出大量的热.
【板书】CH4+2O2CO2+2H2O
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
【交流】观看演示实验、描述实验现象.
【阅读】教材139页和140页的内容.
指导阅读.
3.合理利用与开发化石能源
【讲解】天然气可以直接用作燃料,而煤和石油该如何进行综合利用呢?
【播放视频】煤的干馏.
【讲述】煤干馏的产品有多种,煤气作为生活燃气,减少了污染,提高了燃料的利用率.
【讲述】将化石燃料综合利用是合理利用化石燃料的一种方式.
【展示图片】石油的综合利用.
【提问】石油的炼制是物理变化还是化学变化?
【创设情境】吃火锅导致CO中毒;车内CO中毒.
【简述】燃料不充分燃烧时,不仅使燃料燃烧产生的热量减少,浪费资源,而且还会产生大量的CO等物质,污染空气.
【讲述】在日常生活中,有时燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或者橙色,锅底出现黑色.此时就需要调节一下灶具或炉具的进风口.你们家的燃气燃烧时是哪种呢?如果燃烧不充分,应该怎么办呢?
【小结】化石燃料一方面要进行综合利用,另一方面要使化石燃料充分燃烧.
充分燃烧要考虑两点:燃烧时要有足够的空气;燃料与空气要有足够大的接触面积.
【观看视频】了解煤的干馏是化学变化.
【交流】感受石油产品的丰富性.
【思考】燃料不充分燃烧的坏处.
【讨论】碳在空气中燃烧的情况和充分燃烧的措施.
【思考】燃烧不充分的原因,以及使燃料充分燃烧的方法.
(1)感受综合利用的好处.
(2)通过思考解决实际生活中的问题.
[知识拓展] 鉴别氢气、甲烷、二氧化碳:
(1)试剂和仪器:一盒火柴、烧杯、澄清石灰水.
(2)方法和现象:首先将氢气、甲烷、二氧化碳三种气体分别通入澄清石灰水中,能使澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳,然后将两种气体点燃,并分别罩上干冷的烧杯,迅速倒置,再向两烧杯中分别通入澄清石灰水,石灰水变浑浊的说明点燃的气体是甲烷(甲烷燃烧生成二氧化碳和水,而氢气燃烧只生成水),另一种气体是氢气.
1.人类生活需要能量,下列能量是通过发生化学变化产生的是 ( )
A.给电熨斗通电产生的热量
B.水电站利用水力发电产生的电能
C.液化石油气燃烧放出的热量
D.给电动车充电,储存在电瓶内的能量
解析:A.电熨斗通电的过程中没有新物质生成,属于物理变化,产生的热不是由化学变化产生的,故选项错误;B.利用水力发电的过程中没有新物质生成,属于物理变化,产生的电能不是由化学变化产生的,故选项错误;C.液化石油气燃烧能生成水和二氧化碳,属于化学变化,放出的热量是由化学变化产生的,故选项正确;D.给电动车充电,将电能转变为储存在电瓶内的能量,该过程无化学变化发生,故选项错误.故选C.
2.煤、石油、天然气是当今世界上最重要的化石燃料,对这三种燃料的叙述不正确的是 ( )
A.都是混合物
B.燃烧后都会放出热量
C.都是可再生能源
D.都是重要的化工原料
解析:A.煤、石油、天然气等物质都是由多种物质组成的,属于混合物,正确;B.煤、石油、天然气等物质燃烧后都会放出热量,正确;C.煤、石油、天然气等物质都是不可再生能源,错误;D.煤、石油、天然气等物质都是重要的化工原料.故选C.
3.化学变化中常伴有能量转化,这是因为不同的物质包含的化学能大小不同,在化学变化中物质具有的化学能可以转变为热能、光能或电能等.
(1)举出一个从环境中吸取热能的物理变化的例子: .
(2)镁条燃烧时,化学能转化为 能和 能.
(3)已知氢气在氧气中燃烧生成水的变化放出热能.根据能量守恒原理,反应前氢气和氧气的混合物所包含的化学能比反应后水包含的化学能 (填“高”或“低”),理由是 .
解析:(1)物理变化中的吸热类型有升华、汽化现象等.(2)镁燃烧时,除了生成氧化镁外,还有热能、光能的产生.(3)可通过反应物和生成物的总能量的大小来判断,若反应物的总能量大于生成物的总能量则为放热反应,否则为吸热反应.因为反应前氢气和氧气的混合物所包含的化学能应包括生成物水的能量和释放的热能、光能,故比水的能量高.故答案为:(1)干冰升华,酒精挥发等(任选一个) (2)热;光 (3)高;因为反应前氢气和氧气的混合物所包含的化学能除了储存在水中外,还有一部分以热能的形成散失掉了
课题2 燃料的合理利用与开发
第1课时
一、化学反应中的能量变化
放热:燃烧等化学反应.
吸热:需要加热的化学反应.
二、化石燃料
1.煤和石油
煤和石油的综合利用煤的干馏——化学变化石油的分馏——物理变化
2.天然气
(1)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.
(2)甲烷的燃烧:CH4+2O2CO2+2H2O.
(3)燃料的充分燃烧:一是燃烧时要有足够的空气;二是燃料与空气要有足够大的接触面积.
一、教材作业
【必做题】
教材第147页练习与应用的2、4题.
【选做题】
教材第147页练习与应用的6、9题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.下列活动中,通过化学反应提供能量的是 ( )
2.在日常生活中,当燃气燃烧不充分火焰呈现黄色时,需要调节灶具的进风口,目的是 ( )
A.增大空气的进气量
B.提高火焰温度
C.增大燃气的进气量
D.减少空气的进气量
3.下列能源开发利用过程中,由化学能转变成电能的是 ( )
A.水力发电 B.风力发电
C.太阳能发电 D.燃料电池发电
4.家庭中使用天然气,曾经出现过下列情景:
①某人深夜发现家中天然气泄漏,查找泄漏原因并进行处理时,天然气因某种原因突然发生爆炸.
②某人在封闭的阳台上使用天然气做饭,结果造成本人中毒,另1人中毒死亡.
根据你掌握的化学知识,回答下列问题:
(1)写出天然气(主要含有甲烷)完全燃烧的主要化学方程式: .
(2)请分析情景①发生爆炸的可能原因: .(填一条)
(3)情景②使人中毒的物质是 .(填化学式)
(4)在家庭中,使用天然气时应该注意什么问题?(填写两条)
① ;② .
【能力提升】
5.液化石油气是家庭常用燃料,主要成分是丙烷和丁烷.
性质
熔点/℃
沸点/℃
燃烧反应
丙烷
-189.7
-42.1
C3H8+5O23CO2+4H2O
丁烷
-138.4
-0.5
2C4H10+13O28CO2+10H2O
(1)由上表资料分析,丙烷和丁烷的物理性质是:常温常压下呈 态(填“气”、“液”或“固”);化学性质是:具有 性.
(2)液化石油气燃烧需要大量的氧气,根据化学方程式计算:59 g丁烷充分燃烧所需要的氧气的质量为 .
(3)已知碳氢化合物的含氢量越高,相同条件下充分燃烧时产生CO2就越少.比较甲烷、丙烷和丁烷分子中氢的质量分数,看出最洁净的燃料是 (填化学式).
(4)气体燃料具有价廉、使用方便等优点,但使用时应特别注意安全问题.
①若灶具上的风板调节不好,空气供应不足,燃烧不充分,其后果是 、 .
②烧水或做饭时,人不要远离灶具.如果火焰熄灭而又没有及时关闭燃气灶开关,可燃性气体会在厨房里扩散,遇明火会发生 的危险.
【拓展探究】
6.根据下表中提供的信息,结合你的生活经验,回答有关问题:
部分燃料的热值与价格
燃料
热值(J/kg)
价格(元/kg)
原煤
2.2×107
0.4
天然气
3.9×107
2.8
煤气
1.56×107
4.0
液化气
4.7×107
3.0
酒精
3.0×107
4.0
汽油
4.6×107
4.3
柴草
1.7×107
0.3
(1)如果你是一家之主,在选择家用燃料时,你通常会从哪几个方面进行综合考虑?
(2)上述哪种燃料是最理想的家用燃料?
【答案与解析】
1.B(解析:化学变化不但生成新物质而且还会伴随着能量的变化,这种能量变化经常表现为热能、光能和电能的放出或吸收.发射火箭,由高能燃料燃烧提供能量,发生了化学变化.A、C、D均是单纯的能量间的转化,没有新物质生成,均属于物理变化中的能量变化.)
2.A(解析:燃气燃烧不充分火焰呈现黄色时,说明是氧气(空气)量不足,可增大空气的进气量,故选项A说法正确.)
3.D(解析:A.水力发电是水能转化为电能,故此选项错误;B.风力发电是风能转化为电能,故此选项错误;C.太阳能发电是太阳能转化为电能,故此选项错误;D.燃料电池是由于发生化学变化而使化学能转化为电能,故此选项正确.)
4.(1)CH4+2O2CO2+2H2O (2)打开电灯等产生电火花,引燃混在空气中的天然气(或点蜡烛引燃混在空气中的天然气等) (3)CO (4)要注意通风,并把废气排出室外;要经常检查天然气是否泄漏(解析:(1)甲烷燃烧生成二氧化碳和水,燃烧的化学方程式是:CH4+2O2CO2+2H2O.(2)可燃性气体与空气混合遇明火有爆炸的危险,情景①发生爆炸的可能原因是打开电灯等产生电火花,引燃混在空气中的天然气.(3)天然气不完全燃烧会生成有毒的一氧化碳,一氧化碳与血红蛋白结合,使人因缺氧窒息而亡.)
5.(1)气;可燃 (2)211.6 g (3)CH4 (4)①煤气中毒;浪费燃料 ②爆炸(解析:(1)丙烷和丁烷的沸点分别为-42.1 ℃和-0.5 ℃,所以常温常压下呈气态,因为丙烷和丁烷都能和氧气反应生成二氧化碳和水,所以它们的化学性质是都具有可燃性;
(2)设59 g丁烷充分燃烧所需要的氧气的质量为x.
2C4H10+13O28CO2+10H2O
116 416
59 g x
11659 g=416x,
解得x=211.6 g.
答:59 g丁烷充分燃烧所需要的氧气的质量为211.6 g.
(3)可以将甲烷、丙烷、丁烷的化学式CH4、C3H8、C4H10都转化为C12H48、C12H32、C12H30,当碳原子个数相同,氢原子最多的氢的质量分数也越大,所以甲烷是最洁净的燃料.
(4)①由于空气供应不足,燃料燃烧不充分,会生成一氧化碳,而一氧化碳有毒,所以若灶具上的风板调节不好,空气供应不足,燃烧不充分,其后果是煤气中毒以及浪费燃料;②如果可燃性气体不纯,遇到明火会发生爆炸.)
6.(1)选择燃料时应尽可能选用污染小的燃料;应选用性价比高的燃料;应选用易得且使用方便的燃料. (2)液化气.(解析:(1)可以从环保、性能与价格比、使用是否方便等方面考虑;(2)在给定的燃料中,单位价格内热值最高的是柴草和燃煤,但是由于污染和存储不方便,不是理想燃料,在其余燃料中液化气是热值最高的.)
本课时从燃烧的化学反应本质入手,初步介绍了产生能量方式的不单纯有燃烧,物质间的反应也产生能量,化学上能量改变通常表现在放热和吸热的现象上.但需要说明的是不能单靠反应条件进行判断,而要从化学反应的本质进行区分.同时,也不能片面地认为只要有热量变化,就一定属于化学变化的吸热或放热现象,如金属导线通电放热属于物理变化.
现在学生对于柴草燃烧的印象不是那么明显,对于家中所用化石燃料也是相当模糊的,因为学生较少进入厨房,故对三大化石燃料储量的认识十分有限,所以应从图片或视频中加以说明.对三大化石燃料要说明白其是混合物,而不是纯净物,同时三大化石燃料是原料不是产品,需经过提炼才可充分利用,特别是汽油是石油的分馏新产品,它是由碳、氢两种元素组成的多种物质的混合物.
本节课,老师只是一个引导者,更重要的是学生参与,可让学生上网查找有关的资料,然后进行交流,提高学生学习的参与度,并让学生总结,提高加工的能力.
科学家发现了有些能“冒油”的植物
有些能“冒油”的植物,引起了科学家的极大兴趣.这种从植物体里产生的“石油”,实际上是一种低分子的碳氢化合物,它的分子量在1000~5000之间,与矿物石油性质相似.科学家们把这些能产生低分子量碳氢化合物的植物美誉为“石油植物”.
巴西有一种香胶树,富含油液,半年之内,每一棵树可分泌出20~30千克胶液,它的化学成分同石油相似,不必经过任何提炼,即可作柴油使用,将它注入柴油发动机的汽车油箱,车子就可以轰鸣奔驰了.在我国海南省以及越南、泰国、马来西亚、菲律宾的热带森林里,生长着一种油楠树,一般高10~20米,胸径30~60厘米.油楠树浑身饱含油液,只要在树干上钻一直径为5厘米的孔,2~3小时就能流淌出5升浅黄色的油液.这种油液不需要加工便可注入柴油机内作燃料,当地居民则习惯用它替代煤油点灯照明.此外,美国一些农场种着一种杂草,人称金花鼠草,其茎、叶充满白色乳汁,乳汁中2/3是水,1/3是烃.用这种草可以炼出真正的石油,10平方米野生金花鼠草可提炼出1千克石油,人工栽培的杂交金花鼠草10平方米可出油6.5千克.
日本东京大学的两位专家,90年代初在冲绳岛沿海找到一种高大的乔木——青珊瑚树,这种树的汁液中也含有大量的烃类化合物.
原产于北美西部干旱地区的希蒙得木,又称霍霍巴,是一种能在沙漠恶劣环境下生活的常绿灌木植物,它的果实含有50%~60%油性乳汁,在美国和墨西哥已大规模栽培.
此外,银胶菊、西谷椰子树等,都具有较高的燃料油开发价值.国际上还用大豆油、菜籽油、葵花籽油、棕榈油作为代用燃料油.
第课时
1.了解使用氢气、天然气(或沼气)、石油液化气、酒精、汽油和煤等燃料对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料.
2.认识新能源开发的重要性.
1.通过酸雨危害的模拟实验来培养学生的探究能力.
2.通过对燃料的选用来培养学生比较、分类、归纳、概括等信息加工能力.
3.通过讨论培养学生形成良好的学习习惯和学习方法.
1.通过燃料对环境影响的学习来树立保护环境的意识,体会化学与社会发展的关系.
2.通过实验和讨论来培养善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新实践的科学精神.
【重点】
1.了解燃料对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料.
2.认识新能源开发的重要性.
【难点】
1.燃料燃烧造成空气污染的原因.
2.选用燃料的依据.
3.新燃料及能源的优点.
【教师准备】 (1)投影仪,试管,小烧杯,导管,铁架台,水槽,橡皮塞;
(2)锌片,稀硫酸.
【学生准备】 预习本课时内容.
导入一:
【讲解】煤是我们最常用的燃料,给我们的生活带来了很多便利,但是,任何事物都是有两面性的,化石燃料的燃烧,在造福我们的同时,也带来了一些问题.二氧化硫、二氧化氮易溶于水,当溶解在雨水中时,就形成了酸雨.
【展示】图片.
导入二:
【讲解】人们目前所消耗的能量主要来自化石燃料.然而,化石燃料的形成并非那么简单.
【展示】投影.
【介绍】从这两个图中,我们可以看出煤、石油、天然气等化石燃料的形成并非一日之功,它们要经过数百万年才能形成.但人类目前掠夺式的开发,会给我们的子孙后代造成什么样的影响呢?下面我们一起看一组数据,大家估算多少年后我国的石油和天然气将被耗尽?
我国1998年化石燃料储量及年产量
探明储量
年产量
石油
32.7亿吨
1.6亿吨
天然气
1.37×104亿立方米
217亿立方米
煤
1145亿吨
12.4亿吨
三、使用燃料对环境的影响
[过渡语] 生活中离不开燃料和燃烧,生活中的常用燃料有哪些?使用燃料对环境会产生什么影响?
思路一
【展示】煤:主要含有C元素,还含有少量的H、N、S、O等元素.
石油:主要含有C元素和H元素,还含有少量的N、S、O等元素.
由于煤、石油都含有碳、硫、氮这三种元素,所以燃烧后会生成CO2(导致温室效应)、CO(有毒)以及SO2、NO2(造成酸雨)等气体.
【讨论】试说明酸雨可能对环境造成怎样的破坏,应采取怎样的防治和保护措施?
【学生讨论、交流】汽车尾气中的主要污染物: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.
【小结】减少汽车尾气对空气污染的措施有:
(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)使用压缩天然气(CNG)或液化石油气(LPG)作燃料.
(5)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料.
【板书】
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
【讨论】使用车用乙醇汽油有什么好处?
【回答】可以适当节省石油资源,在一定程度上减少汽车尾气的污染,并且,可以通过高粱、玉米和薯类等发酵、蒸馏而得到,是可再生能源.已经有很多地区使用了乙醇汽油.
思路二
【引入置疑】三大化石燃料是什么?煤中含有哪些元素?根据煤作为燃料的原理是利用碳与氧反应放出的热量来判断煤燃烧后会生成什么物质.
【阅读思考】(1)什么是酸雨?思考酸雨有哪些危害?应采取怎样的防护措施?
(2)汽车用的燃料是什么?它们燃烧后会对环境造成哪些污染?
(3)如何来防治汽车尾气的污染?
(4)燃料燃烧对环境的污染主要来自哪些方面?应如何防治?
【讨论交流】学生按问题进行思考、阅读、讨论、探究、交流学习活动;教师全面关注学生,倾听学生讨论,收集探究情况,参与学生活动.
(1)学生阅读问题、观察实验并独立思考;
(2)学生在学习小组内(一般以前后两桌四人为一组)讨论探究和交流;
(3)学生在全班进行讨论和交流(每个学习小组推选一名学生交流本组讨论探究结果).
【引导探究】(1)三大化石燃料是煤、石油、天然气,煤中主要含C元素,还含有H、N、S、O等元素(教师先复习三大大气污染物),燃烧后生成的污染物有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等.
(2)酸雨是溶解有二氧化硫和二氧化氮的雨水.可能造成的危害有:影响农作物的生长、破坏植被、腐蚀岩石、建筑物,引起土壤酸化和地下水酸化.防治的方法是减少煤中的含S量.
(3)汽车用的燃料主要有汽油、柴油.燃烧后排放的污染物有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘.
防治的方法有:①改进发动机的燃烧方式,使汽油充分燃烧;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,同时,加大检测尾气的力度,禁止没达到环保标准的汽车上路;④使用清洁能源,如压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)等.
【小结】(1)燃料的燃烧给人类的生活带来了很多方便,促进了社会的进步与发展,但是有些燃料在燃烧的同时,却对环境造成了影响.
(2)燃料燃烧对空气的污染原因主要有:
①硫等杂质的燃烧;
②燃烧不充分;
③未燃烧物的排放.
防治措施是:
①杂质开发,综合利用;
②使燃料充分燃烧.
(3)解决燃料燃烧对空气造成污染的根本方法就是开发和使用新的燃料及能源.
四、能源的利用和开发
[过渡语] 随着人类对能源的需求越来越多,化石燃料等不可再生能源面临枯竭,对环境的负面影响也很大,开发新的能源就成了人类越来越迫切的要求.
思路一
【活动】引导从氢气的性质、制备来探究,回忆氢气的性质,推出氢气是最清洁的燃料.从制备考虑其应用前景.
【展示】(1)实验室制取氢气的反应原理是:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑.
(2)实验室制取氢气的简易装置:
收集方法为排水法收集氢气;向下排空气法收集氢气.
【讨论与交流】氢能源的优点:①氢气可以以水为原料来制取,原料来源广泛;②燃烧放热多;③燃烧后的产物是水,无污染.
【讨论】氢气和天然气都可以作为燃料.目前,天然气作为燃料使用已经非常广泛了,而氢气还不能作为燃料被广泛应用,为什么?
【小结】(1)氢气的优点:
a.资源丰富,可再生;
b.燃烧放热多;
c.生成物不污染环境.
(2)氢气的缺点:
a.制取成本高;
b.储存、运输困难.
【提问】目前,人们可以开发利用的新能源有哪些?
【回答】新能源的种类包括太阳能、风能、核能、地热能、水能、潮汐能等.
【提问】为什么要开发新能源呢?
【回答】解决化石能源枯竭问题,减少环境污染.
思路二
【设置疑问】(1)煤和石油等化石燃料燃烧时会造成空气的污染,因此我们要提倡使用清洁燃料,你知道的清洁燃料有哪些?
(2)在街上吃火锅时,有的火锅下面燃烧的是一种外观类似于冰的一种物质,它真的是冰吗?
(3)在实验室中,氢气是如何制取的呢?你对氢气作为一种清洁燃料的认识有哪些?
(4)现代社会对能量的需求量越来越大,化学反应提供的能量已不能满足人类的需求.我国各地区及世界各国也都在利用和开发新的能源.你知道有哪些能源是可被人类利用的吗?
【阅读思考,讨论交流】学生根据问题进行思考、阅读、讨论、探究、交流学习活动;教师全面关注学生,倾听学生讨论,收集探究情况,指导并参与小组活动.
(1)学生阅读问题、观察实验并独立思考;
(2)学生在学习小组内(一般以前后两桌四人为一组)讨论探究和交流;
(3)学生在全班进行讨论和交流(每个学习小组推选一名学生交流本组讨论探究的结果).
【引导探究】(1)乙醇、氢气、太阳能、风能等都属于清洁燃料.
(2)乙醇是一种清洁能源,它是无色透明、具有特殊气味的液体,易挥发,能与水以任意比互溶,而且还是一种优良的有机溶剂.乙醇俗称酒精,由碳、氢、氧三种元素组成,化学式为C2H5OH.乙醇是以高粱、玉米、小麦、薯类等为原料,经过发酵、蒸馏而制得的.吃火锅时,在火锅下燃烧的一种外观类似于冰的物质其实是一种固体酒精.根据乙醇的组成,推断燃烧后生成什么物质呢?
(3)乙醇作燃料,有哪些优缺点呢?
(4)氢气本身无毒,极易燃烧,燃烧产物是水,被认为是最清洁的燃料.
2H2+O22H2O
在实验室中,氢气常用锌与稀硫酸反应来制取,你能根据实验室制取氢气的原理确定实验室制取氢气的实验装置吗?
(5)氢气作燃料,有哪些优缺点呢?
【小结】(1)乙醇燃烧后的生成物是水和二氧化碳,燃烧的化学方程式为:
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
由于乙醇燃烧时能放出大量的热,所以它被用作酒精灯、内燃机等的燃料.在汽油中加入适量的乙醇作汽车燃料,可节省资源,减少汽车尾气的污染.
(2)乙醇作燃料的优点是:制取成本较低,较易贮存,污染少,是可再生能源.缺点是:完全燃烧时产生二氧化碳,会导致温室效应,不完全燃烧时生成一氧化碳,会危害健康,污染空气.
(3)实验室制取氢气的反应原理是:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑.
实验室制取氢气的简易装置:
(4)氢能源的优点:
①氢气可以以水为原料来制取,原料来源广阔;
②燃烧放热多;
③燃烧后的产物是水,无污染.
缺点:制取成本较高,贮存困难.
(5)可供人们利用的新能源有:太阳能、风能、核能、地热能、水能、潮汐能等.
[知识拓展] 酸雨中的酸主要是硫酸和硝酸.酸雨的形成是一个复杂的化学过程.一般认为,酸雨是由于排放的SO2等酸性气体进入大气后,造成局部地区中的SO2富集,在水凝过程中溶解于水形成亚硫酸(SO2+H2OH2SO3),然后经某些污染物的催化作用及氧化剂的氧化作用生成硫酸(2H2SO3+O22H2SO4),随雨水降下形成酸雨.NO进入大气后, 很快与氧气化合,生成NO2(2NO+O22NO2), 继而变为硝酸(3NO2+H2O2HNO3+NO).
使用和开发新的燃料及能源:
(1)乙醇和氢气是两种清洁能源,其中氢气被认为是最清洁的燃料.
乙醇(酒精)
氢气
化学式
C2H5OH
H2
燃烧反应的化学方程式
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
2H2+O22H2O
特点
燃烧产物基本上不污染环境,可作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料
燃烧产物无污染,是最清洁的燃料
来源
高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏可得乙醇,属于可再生能源
氢气可由水分解制得,目前制取成本高,贮存困难,作为燃料暂不能广泛使用,但终将会成为主要能源之一
(2)开发和利用新能源:太阳能、风能、核能、地热能、水能、潮汐能等.
1.下列物质:①二氧化碳;②氟利昂;③二氧化硫排入大气将造成环境污染,污染的后果有:a.破坏臭氧层;b.产生温室效应;c.形成酸雨.污染物与所造成的后果对应正确的一组是 ( )
A.①a B.②a C.①c D.③b
解析:过多的二氧化碳排入大气会造成温室效应,故①和b对应.氟利昂排入大气会破坏臭氧层,故②与a对应.二氧化硫可形成酸雨,故③与c对应.故选B.
2.如图是一幅贴在汽车加油站的宣传广告.下列叙述错误的是 ( )
A.由玉米生产的乙醇可添加在汽油中作汽车燃料
B.玉米汁可作汽车燃料
C.推广玉米生产的燃料可在一定程度上缓解当前的能源危机
D.推广乙醇汽油可适度减轻汽车尾气对环境的污染
解析:玉米发酵后会生成乙醇,而乙醇属可再生能源,由于燃烧产物是水与二氧化碳,使用它作燃料能有效地缓解环境污染,一定程度上能缓解能源危机,但玉米汁不可燃,不是燃料.故选B.
3.氢气是一种绿色能源.科学家研制和利用太阳能产生激光,再用激光使水分解得到氢气的新技术.利用此技术使海水分解的化学方程式可表示为:2H2O2H2↑+O2↑,下列说法不正确的是 ( )
A.TiO2在反应中作催化剂
B.该技术可以将太阳能转化为氢能
C.水分解不产生污染物
D.TiO2在反应中质量会减少
解析:A.TiO2在反应中作催化剂,正确;B.该技术可以将太阳能转化为氢能,正确;C.水分解不产生污染物,正确;D.催化剂在反应前后质量和化学性质不改变,不正确.故选D.
4.使用和开发新的燃料及能源对加快新农村建设和全面建设小康社会具有十分重要的意义.我国决定大力推广使用乙醇汽油(在汽油中加入适量的乙醇混合而成的一种燃料).
(1)汽油主要含有碳、氢两种元素,它燃烧的主要产物是 和 .由于汽油中还含有少量 、氮等元素,在燃烧过程中会产生少量二氧化硫、氮氧化物等.
(2)粮食中的淀粉经过发酵可以得到乙醇.绿色植物通过 把二氧化碳和水转化为淀粉,同时释放出 .
(3)使用乙醇汽油的优点有:① ;② .
解析:(1)汽油主要含有碳、氢两种元素,由质量守恒定律可知它燃烧的主要产物是二氧化碳和水;(2)绿色植物的光合作用是把二氧化碳和水转化为淀粉,同时释放出氧气;(3)使用乙醇汽油的优点为可以减缓石油的紧张、减轻空气污染、增加农产品附加值.故答案为:(1)二氧化碳;水;硫 (2)光合作用;氧气 (3)减缓石油的紧张;减轻空气污染
第2课时
三、使用燃料对环境的影响
1.为人类的生活生产提供了能源保障.
2.C2H5OH+3O22CO2+3H2O.
3.给环境带来了危害.
四、能源的利用与开发
1.Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑.
2.太阳能、风能、核能、地热能、水能、潮汐能等.
一、教材作业
【必做题】
教材第147页练习与应用的1、7、8题.
【选做题】
教材第147页练习与应用的3、5题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.下列情况:①煤的燃烧,②工业废气的排放,③燃放鞭炮,④用汽油为燃料的汽车尾气的排放,⑤用氢气为燃料的新型燃气车排放的尾气,会引起空气污染的是 ( )
A.①④⑤ B.①②③
C.①②③④ D.①②③④⑤
2.环境保护、开发新能源是未来能源利用的主旋律.下列做法中最有利于环境保护的是 ( )
A.开发太阳能取代煤、天然气等能源
B.用天然气代替煤和石油
C.用乙醇汽油代替传统汽油
D.废电池与其他废品一起填埋
3.“清洁绿色能源”引起各方关注.下列不属于绿色能源的是 ( )
A.太阳能 B.风能 C.地热能 D.石油
4.乙醇按一定比例与汽油调和后,就可成为“汽车新饮料”——乙醇汽油.则乙醇汽油属于 ( )
A.无机物 B.化合物
C.纯净物 D.混合物
5.利用能源、节约能源、保护环境是我们大家共同关注的社会问题.
(1)在氢气、乙醇、石油等物质中,属于化石燃料的是 .
(2)“可燃冰”可成为未来的新能源,其主要成分是甲烷水合物.甲烷(CH4)中碳元素的质量分数为 ,其燃烧的化学方程式为 .
(3)煤燃烧时排放出来的二氧化硫、二氧化氮是造成酸雨的主要物质.一定条件下,二氧化硫与二氧化氮能发生反应:SO2+NO2SO3+X,其中X的化学式为 .
(4)下列说法正确的是 .
A.化学反应过程中都会发生放热现象
B.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量
C.在当今社会,人类需要的大部分能量都是由化学反应产生的
【能力提升】
6.一种新型绿色电池——燃料电池,是把H2、CO、CH4气体和空气不断输入电池内,然后直接氧化,使化学能转变为电能,它被称为21世纪的绿色发电站,这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的理由是 ( )
A.都是无毒无害气体
B.在自然界都大量存在
C.都可以燃烧并放出大量的热
D.燃烧产物均为CO2和H2O
7.已知H2能在O2、Cl2中燃烧生成H2O、HCl.图中横坐标表示完全燃烧时消耗气体X(X=A、B、C)的分子数n(x),纵坐标表示消耗H2的分子数n(H2).已知A、B是纯净物,C是由A和B组成的混合物,则C中n(A):n(B)为 ( )
A.2∶1 B.1∶1 C.2∶3 D.2∶5
【拓展探究】
8.全球能源生产正向“氢能经济”转型,以可再生生物资源(如纤维素等)为原料生产氢气已成为能源研究的重点.下图是某新型能源转换与利用模式示意图.
(1)该模式中涉及的能源转化依次为:太阳能→生物质能→氢能→ 能;
(2)某有机物水相重整制取H2分两步进行反应,其中第一步反应可表示为:CxHyOz→CO+H2 (未配平),则x∶z= ;
(3)该系统中循环使用的物质是 ;
(4)氢氧燃料电池工作时,H2和O2在常温下反应,写出该反应的化学方程式: ;
(5)与电解水相比,该模式制取氢气的主要优点是: .
【答案与解析】
1.C(解析:化石燃料的燃烧、汽车尾气和工厂废气排放等都会产生大量的有害气体和粉尘.煤燃烧会产生二氧化硫,污染空气;工业废气中含有一氧化碳、二氧化硫等污染空气的气体;燃放鞭炮污染环境;用汽油为燃料的汽车尾气中含有污染空气的氮氧化物;而氢气燃烧的产物只有水,用氢气为燃料的新型燃气车排放的尾气是不会污染环境的.所以会引起空气污染的是①②③④.)
2.A(解析:A.未来世界,开发使用太阳能是最有利于保护环境的,因为太阳能是取之不尽、用之不竭的环保的新能源;B.天然气是二次能源,也属于不可再生能源,天然气燃烧有二氧化碳产生,会造成温室效应;C.乙醇燃烧的产物为二氧化碳和水,不会有效控制温室效应,而汽油燃烧还会产生二氧化硫、二氧化氮等有害气体,所以用乙醇汽油可以减少汽车尾气的污染,改善空气的质量,但不是最有利于环境保护的;D.废电池不能与其他废品一起填埋,电池里含有汞、镉等重金属,会污染环境,破坏生态环境.)
3.D(解析:太阳能是无污染的能源,属于绿色能源;风能是无污染的能源,属于绿色能源;地热能是无污染的能源,属于绿色能源;石油分离出来的汽油、柴油等燃料油燃烧后生成的二氧化硫、氮氧化物等对环境能造成污染,不属于绿色能源.)
4.D(解析:乙醇按一定比例与汽油调和后可成为乙醇汽油,乙醇汽油中含有乙醇和汽油,是由多种物质组成的,属于混合物.)
5.(1)石油 (2)75%;CH4+2O2CO2+2H2O
(3)NO (4)C(解析:(1)在氢气、乙醇、石油等物质中,属于化石燃料的是石油.(2)某元素的质量分数=×100%,则甲烷中碳元素的质量分数是:1212+1×4×100%=75%;甲烷燃烧会生成二氧化碳和水.(3)由质量守恒定律可知:反应前后原子的种类和数目不变,在SO2+NO2SO3+X中,左边S、O、N的原子个数分别是1、4、1,右边S、O的原子个数分别为1、3,所以X的化学式为NO.(4)A.化学反应中一般会有能量的变化,但不一定只是放热,也有可能吸热;B.燃烧一般要放出热量,但放出热量的化学反应不一定是燃烧,如氧化钙等物质溶于水会放热但不是燃烧;C.人类所使用的能量大部分由化学反应产生.)
6.C(解析:A.无毒无害气体不一定能够用作燃料,例如氮气无毒无害,不能用作燃料,故选项错误;B.在自然界中大量存在的物质不一定能够用作燃料,例如水在自然界中大量存在,但不能用作燃料,故选项错误;C.可以燃烧并放出大量的热,可以用作燃料,故选项正确;D.氢气燃烧不能生成二氧化碳,一氧化碳燃烧不能生成水,故选项错误.)
7.D(解析:2H2+O22H2O,H2+Cl22HCl,结合图像知,A和氢气反应的分子数之比为1∶1,则A是氯气,B和氢气反应的分子数之比为1∶2,B为氧气.设C中有氧气(B)x个分子,氯气(A)y个分子,则有:x+y=3.5,2x+y=6,可解出n(B)=2.5,n(A)=1,则n(A)∶n(B)=2∶5,故选项D正确.)
8.(1)电 (2)1∶1 (3)CO2 (4)2H2+O22H2O (5)节约能源(解析:(1)根据反应流程,最后氢能应用到燃料电池中去,化学能转化为电能储存起来;(2)有机物水相重整制取H2中第一步反应为CxHyOz→CO+H2,可以看出有机物中的碳和氧两种元素均进入到一氧化碳中去,根据原子守恒思想,可知x∶z=1∶1;(3)根据反应的流程可以看出二氧化碳是可以循环使用的物质;(4)燃料电池的反应就是燃料和氧气的反应,即:2H2+O22H2O;(5)电解水产生氢气的方法要消耗大量的电能,而有机物水相重整制取H2的办法会节约大量能源.)
将知识与社会、生活联系起来,体现了立足于课堂、超越课堂、超越教材的新教学理念,实现了“教材生活化,生活教材化,从生活中来,到生活中去”的教育目标.其次,充分利用多媒体的视觉效果,给学生以身临其境的感觉,为学生创设出问题的真实情境,以小组合作的形式为学生提供良好的探究氛围.再次,课堂教学中采用制造悬念、设疑问难、联旧引新等方法,灵活多样,且节奏快慢得宜,同时又重在让学生探究和自学,学生通过交流讨论、资料查询等方式自行解决问题,充分运用新课标理念下的课堂教学艺术,实现了学生是学习的主人,让他们的思维情感在课堂中相互流淌,不仅体现了师生互动、生生互动,教师只是课堂的组织者、引导者的新课标理念,而且促使学生把头脑中还不清楚的想法用语言表达出来,因而满足了学生对社交和自由、流利表达的需要.
本课题与生产生活关系密切,内容通俗易懂.教材对这一部分内容的编写采用活动与探究的形式.本课题在内容的安排上应注意从学生的亲身体验出发,选择学生熟悉和生活中常见的知识和现象,并配合图像和视频,增强学生对知识的感受,同时,注意通过活动与探究、调查研究、讨论和实验等表达形式,培养学生的创新精神和实践能力.教材中还适当编入与社会发展、新科技等相关的资料等形式.本课题教学设计也是着眼于活动与探究,更侧重于学生活动小组合作学习的过程.
练习与应用(教材第147页)
1.(1)D (2)C (3)A (4)A (5)A (6)C
2.汽油、柴油、车用乙醇汽油等;可燃冰
3.原煤中含有硫元素,冬天取暖大量用煤,而煤燃烧时会释放出二氧化硫,使空气中二氧化硫增多.为避免二氧化硫对空气的污染,应尽量减少含硫原煤的燃烧,也可在煤中加些熟石灰.
4.不能,只能说明甲烷和乙醇中都含有碳元素和氢元素,而是否含有氧元素则需通过计算确定.
5.天然气的密度小于空气的密度,泄漏后会很快上升到室内的上方,接触报警器,因此报警器应安装在房间内墙上方的位置.
6.甲烷是可燃性气体,在煤矿矿井的有限空间内,遇明火甲烷会急剧燃烧,短时间内积聚大量的热,使气体体积迅速膨胀而引起爆炸.为了防止瓦斯爆炸,煤矿的矿井里必须采取通风、严禁烟火等安全措施.在煤矿入口处和坑道内张贴严禁烟火的标志.
7.A:一氧化碳 B:甲烷 C:氢气 CH4+2O2CO2+2H2O 2H2+O22H2O
2CO+O22CO2 Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
8.煤;天然气
9.生石灰的保存过程中吸收空气中的水,生石灰与水反应放出热量,导致塑料瓶膨胀破裂;如果用其中的生石灰与水反应,无法感觉到明显的放热现象,说明已有部分氧化钙与水反应而变质.
1.几起重大环境污染事件
比利时马斯河谷事件:1930年12月,比利时马斯河谷工业区,排放的工业有害废气和粉尘对人体造成严重影响,一周内近60人死亡,市民中心脏病、肺病患者的死亡率增高,家畜死亡率也大大增高.
美国洛杉矶烟雾事件:本世纪40年代美国洛杉矶的大量汽车废气在紫外线照射下产生的光化学烟雾,造成许多人眼睛红肿、咽炎、呼吸道疾病恶化乃至思维紊乱、肺水肿.
美国多诺拉事件:1984年10月,美国宾夕法尼亚州多诺拉镇的二氧化硫及其氧化物,与大气粉尘结合,使大气受到严重污染.
英国伦敦烟雾事件:1952年12月5~8日,英国伦敦由于冬季燃煤引起的煤烟性烟雾,导致4天时间内4000多人死亡,两个月后又有8000多人死亡.
2.几种常见新能源
(1)车用乙醇汽油
将乙醇溶液中含有的水进一步除去,再添加适量的变性剂可形成变性燃料乙醇,将其与汽油以一定的比例混合形成乙醇汽油.酒精中不含氮、硫等元素,因此它完全燃烧后排放的尾气中污染物少,有利于保护环境,所以乙醇汽油是较清洁的能源.掺有10%乙醇的汽油燃烧可使CO排放量减少30%,碳氢化合物排放量减少10%,这种燃料不仅可以节省石油资源和有效地减少汽车尾气的污染,还可以促进农业生产.目前在我国的一些城市正在逐步推广使用乙醇汽油.
(2)氢能
①氢气作为未来理想能源的优点
a.制氢的原料来源广泛,可以由水制得.
b.氢气燃烧的热值比化石燃料高,大约是汽油热值的二倍.
c.最突出的优点是燃烧产物是水,不污染环境,因此氢能源具有广阔的开发前景.
②氢气的性质
a.氢气的物理性质:通常情况下,氢气是无色、无味的气体,难溶于水,密度是0.089 g/L,比空气密度小,是最轻的气体.
b.氢气的化学性质:氢气具可燃性,纯净的氢气在空气中能安静地燃烧,这个反应的化学方程式为2H2+O22H2O,现象为产生淡蓝色火焰,放出热量.氢气在加热条件下,能跟某些金属氧化物反应,夺取金属氧化物中的氧,因此,氢气具有还原性,即能使金属的氧化物失去氧而还原为金属,氢气是一种重要的还原剂.如用氢气还原氧化铜,现象为黑色固体粉末逐渐变为红色,试管内壁有水珠产生.
③氢能源的开发
a.电解水的方法:消耗电量太多,成本高,不经济,不能大规模地制取氢气.
b.理想的制氢方法:寻找合适的光分解催化剂,使水在太阳光的照射下分解产生氢气.
④氢气的储存
由于氢气是一种易燃易爆的气体,难液化,储存和运输不方便,也不安全.如何储存氢气是氢能源开发研究的又一关键问题.目前,人们发现某些金属合金如Ti—Fe、Ti—Mn、La—Ni等具有储氢功能.
(3)生物质能
指太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量.它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽,用之不竭,是一种可再生能源.通常包括木材、森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、工业有机废弃物、动物粪便等.具有可再生性、低污染性、分布广泛、总量丰富等特性.
①沼气是有机物质在厌氧条件下经过微生物发酵而生成的一种可燃性气体,其主要成分是CH4.
②沼气的制取:把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就可以产生甲烷.
③发展沼气的意义:解决农村生活的燃料问题,提高农家肥的肥效,减少污染物的排放,保护环境.
(4)其他的新能源
随着社会对能量的需求量越来越大,化学反应提供的能量已经不能满足人类的需求.目前,人们正在开发和利用的新能源有太阳能、核能、风能、水能、地热能和潮汐能等.
①太阳能:地球上最根本的能源是太阳能.太阳能的利用一是通过集热器进行光热转换,如太阳能热水器.二是通过光电池直接转化为电能,如太阳能电池.
②核能:来源于原子核的变化,这类变化叫核反应.核反应过程中由于原子核的变化,而伴随着巨大的能量变化,所以核能也叫原子能.
③风能:利用风力进行发电、扬帆助航等技术,也是一种可以再生的清洁能源.
④地热能:地壳深处的温度比地面高得多,利用地下热量也可进行发电.
⑤海洋能:在地球与太阳、月亮等的相互作用下海水不停地运动.站在海滩上,可以看到滚滚海浪,在其中蕴藏着潮汐能、波浪能、温差能,这些能量总称海洋能.
3.燃料燃烧对环境的影响
燃料燃烧会排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物,形成酸雨,燃料不充分燃烧,不仅浪费燃料资源,还会污染环境,化石燃料燃烧造成的环境污染主要有温室效应、大气污染.
(1)煤的燃烧对空气的影响
燃料中一些杂质(S、N等)燃烧时,产生空气污染物(SO2、NOx).燃料燃烧不充分产生的CO及未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中会污染空气.
(2)酸雨对环境的破坏
①对人体健康的直接危害:硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.
②引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.
③破坏土壤、植被、森林.
④腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料等.
⑤渗入地下,可能引起地下水酸化,酸化的水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.
实验活动3 燃烧的条件
1.认识燃烧的条件.
2.在探究物质燃烧条件的过程中,与他人合作设计化学实验方案,并能对实验方案的可行性进行论证.
3.对所学的知识以燃烧为主线进行复习.
1.通过活动与探究,初步学习利用对比思想设计探究实验,并对获得的实验事实进行分析得出结论的科学方法.
2.能主动与他人进行交流和讨论,清楚地表达自己的观点.
1.通过实验感受实验探究的过程,体验实验探究的乐趣.
2.感受并赞赏化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用.
【重点】
1.认识燃烧条件.
2.通过物质燃烧条件的探究,初步学习利用控制变量的思想设计探究实验,了解探究实验的一般过程和方法.
【难点】
引导学生利用控制变量的思想设计对照实验进行物质燃烧条件的探究.
【教师准备】 棉花、酒精、水、蜡烛、滤纸、小煤块、石子、乒乓球、玻璃棒、小木条、酒精灯、火柴、镊子、烧杯 、坩埚钳、薄铁片、三脚架、小木块.
【学生准备】 预习实验.
导入一:
教师活动
学生活动
设计意图
【提示】燃烧在学习与生活中的作用.
【板书】 燃烧条件的探究.
【思考】感受物质燃烧对生活的影响和对社会的推进作用.
分析引导,体会燃烧的重要性,点明课题.
【提问】我们学习过的燃烧的实例有哪些?
【追问】什么是燃烧?
【展示图片】三种物质燃烧的图片.
【分析】根据木炭、铁丝、红磷燃烧的现象,总结出燃烧的定义.
思考、比较、回答(结合教材中有关燃烧的知识回答).
从学过的知识入手,让学生以燃烧为主线来复习旧知识.
【提问】物质燃烧需要什么条件?
【演示实验】三只烧杯,一只盛热水,一只盛凉水和白磷,一只盛热水和白磷.
【分析实验】学生提出猜想.
学生思考、讨论、回答.
猜想一:燃烧需要可燃物;
猜想二:燃烧需要可燃物与氧气接触;
猜想三:燃烧需要可燃物达到所需的最低温度(着火点).
引导学生如何从实验中发现问题,提出猜想,感受实验魅力,体会对比实验,激发学生进行探究的欲望.
导入二:
【投影】燃烧条件的实验.
【复习提问】通过前面对燃烧条件和灭火原理的学习,老师在课堂上演示了水上白磷、水上红磷、水下白磷燃烧情况的对比实验,得出了燃烧的条件,现在请思考以下几个问题:
(1)是不是所有物质都能燃烧呢?
(2)为什么相同条件下的白磷能燃烧而红磷没有燃烧?为什么铜片上的白磷燃烧了,而水中的白磷没有燃烧呢?由此可以得出可燃物燃烧需要什么条件呢?
(3)燃烧需要什么条件?
你们想不想自己设计方案来探究燃烧的条件呢?
【学生】思考回答.(1)不是所有物质都能燃烧,比如玻璃、水等就不能燃烧.
(2)因为红磷的着火点比白磷高,铜片上的红磷温度没有达到着火点,而白磷达到了,所以白磷燃烧,红磷没有燃烧;水中的白磷没有接触到氧气,所以没有燃烧;可燃物燃烧需要氧气和温度达到着火点.
(3)燃烧需要三个条件:①可燃物;②氧气(或空气);③温度达到着火点.
[设计意图] 巩固旧知,激发兴趣.
一、燃烧的条件
思路一
1.燃烧需要可燃物
教师活动
学生活动
设计意图
【讲解】以上只是一种猜测,还必须用实验进行验证.
【实验用品】棉花、酒精、水、蜡烛、滤纸、小煤块、石子、乒乓球、玻璃棒、小木条、酒精灯、火柴、镊子、烧杯 、坩埚钳、薄铜片、三脚架、小木块.
【温馨提示】(1)每小组准备好一块湿抹布和一个装有水的水槽,备用.
(2)燃烧物不要过大.
(3)小组实验完以后要确认火焰熄灭后再做下一实验,观察实验要从侧面观察,防止火焰烧到身体.
【讨论交流】提出实验方案,并有选择地进行实验操作.
【交流】观看实验现象,得出实验结论.
【讨论交流】根据提供的实验器材进行实验设计.
通过问题,引导学生一步一步进行探究,让学生了解探究的一般方法和步骤,学习对照实验的设计.
【探究一】燃烧需要可燃物实验:
(1)将石子和棉花放在酒精灯上加热.
(2)分别点燃蘸有酒精和水的棉花.
(3)将玻璃棒和小木条放在酒精灯上加热.
【现象】(1)石子不能燃烧,棉花可以燃烧.
(2)棉花蘸酒精的可以燃烧,蘸水的不能燃烧.
(3)玻璃棒不能燃烧,小木条可以燃烧.
【得出结论】燃烧需要可燃物.
根据提供的实验器材进行实验设计、思考,根据教师的引导,学生合作进行实验.
培养学生学习化学的兴趣,拓宽学生的思维,激发学生学习的主动性.
2.燃烧需要达到可燃物的着火点
教师活动
学生活动
设计意图
【探究二】燃烧需要达到可燃物的着火点实验:
(1)在酒精灯上分别加热滤纸和小煤块.
(2)在酒精灯上分别加热棉花和木块.
(3)取一块乒乓球碎片和滤纸碎片,用坩埚钳夹住在酒精灯火焰上加热.
【现象】(1)滤纸能立即燃烧,煤块不能.
(2)棉花能立即燃烧,木块不能.
(3)乒乓球碎片能立即燃烧,滤纸碎片不能.
【得出结论】燃烧需要达到可燃物的着火点.
【讨论交流】提出实验方案,并有选择地进行实验操作.
【交流】观看实验现象,得出实验结论.
【讨论交流】根据提供的实验器材进行实验设计.
通过问题,引导学生一步一步进行探究,让学生了解探究的一般方法和步骤,学习对照实验的设计.
3.燃烧需要氧气
【探究三】燃烧需要氧气实验:
请同学们利用蜡烛和烧杯,或其他用品设计实验,验证燃烧的另外一个条件——需要有氧气.
【得出结论】燃烧的条件:(1)需要可燃物.
(2)燃烧需要达到可燃物的着火点.
(3)燃烧需要氧气.
【问题与交流】(1)探究一中实验(2)中,如果在酒精灯上加热时间过长会有什么现象发生?你怎样看这一问题?
(2)如果把探究二中的乒乓球碎片和滤纸碎片换成木屑和煤粉实验,会有什么现象发生?(木屑的着火点比煤粉的着火点低 )
【交流】根据提供的实验器材进行实验设计.
【思考】根据教师的引导,学生合作进行实验.
【讨论交流】提出实验方案,并有选择性地进行实验操作.自己设计实验方案,交流讨论,自己验证.
培养学生学习化学的兴趣,拓宽学生的思维,激发学生学习的主动性.
思路二
【投影】实验用品:棉花、酒精、水、蜡烛、滤纸、小煤块、石子、乒乓球、玻璃棒、小木条、酒精灯、火柴、镊子、烧杯 、坩埚钳、薄铜片、三脚架、小木块(也可另选物品).根据燃烧的三个条件,分别设计方案探究燃烧的三个条件.
【学生】讨论交流,提出实验方案.
(1)可燃物
方案一:将石子和棉花放在酒精灯上加热.
方案二:分别点燃蘸有酒精和水的棉花.
方案三:将玻璃棒和小木条放在酒精灯上加热.
……
(2)温度达到着火点
方案一: 在酒精灯上分别加热滤纸和小煤块.
方案二: 在酒精灯上分别加热棉花和木块.
方案三:取一块乒乓球碎片和滤纸碎片,用坩埚钳夹住在酒精灯火焰上加热.
……
(3)氧气(或空气)
方案一: 点燃两根蜡烛,其中一根用烧杯扣住.
方案二:将酒精灯点燃,然后用灯帽盖灭.
……
【引导提问】坩埚钳分别夹一小片乒乓球碎片和滤纸碎片在酒精灯火焰上烧,观察现象.哪一个碎片更快燃烧?说明了什么?这种方案能否得出正确的结论?
【学生】思考回答:方案不太严密.
(1)可燃物所处酒精灯火焰部位不同会影响实验结果;
(2)可燃物大小、厚薄等不同;
(3)不环保.
【教师】应该如何改进呢?
【学生】三脚架上放一块薄铜片,分别放上两种不同的可燃物(相同大小),两种可燃物距离铜片中心位置相同.点燃酒精灯加热铜片的中间,观察现象.
[设计意图] 引导学生学会自我评价与反思,初步学会控制变量法.
【讨论交流】根据桌面上提供的实验器材,阅读教材150页内容,将实验方案进行完善.
二、实验的安全意识和事故应急处理措施
【建议】燃烧实验对于初中生来说,虽然会兴趣盎然,但也包含着许多不安全的因素,存在着发生着火、烫伤、烧损衣物等事故的可能性.因此在设计和选取实验方案时,首先必须着眼于安全.其次,所选取的实验方案除尽可能的微型化、小剂量外,还必须事先设计好有效的应急措施.后者也可以成为实验内容或探究的主题.建议在评价时,把安全意识和安全措施作为一个重要内容.
【样例】学生讨论并完善实验方案后,投影展示:
【温馨提示】(1)每小组准备好一块湿抹布和一个装有水的水槽,备用.
(2)燃烧物不要过大.
(3)小组实验完以后要确认火焰熄灭后再做下一实验,观察实验要从侧面观察,防止火焰烧到身体.
【学生】小组按照方案,合作完成探究.将实验现象、结论和方案填写在教材150页上.
【学生】交流展示.
【问题】教材150页实验步骤1中,如果在酒精灯上加热时间较长,会发生什么现象?你能解释原因吗?
【回答】在酒精灯上加热时间较长,两个棉花球都会燃烧起来.原因是蘸有酒精的棉花球因酒精燃烧放出的热量传给了棉花球,使其温度上升达到棉花的着火点,引起棉花燃烧;蘸有水的棉花球当水分蒸发完之后,棉花球便暴露在酒精灯的火焰中而温度上升,且棉花球与空气接触,也达到了燃烧所需的条件,引起棉花燃烧.
【问题】如果将教材150页实验步骤2(2)中的乒乓球碎片和滤纸碎片换成木屑和煤粉进行实验,会有什么现象发生?说明了什么?
【回答】木屑先燃烧而煤粉后燃烧.说明着火点低的可燃物易燃烧,着火点高的可燃物不易燃烧.
1.燃烧的条件
(1)可燃物;
(2)氧气;
(3)温度达到物质燃烧所需的最低温度.
2.注意事项
乒乓球和滤纸切勿取大块,实验时要从侧面观察,防止燃烧的火焰烧到身体.
1.把块煤做成蜂窝煤是为了 ( )
A.降低着火点 B.散热面积大
C.方便运输 D.使煤和空气充分接触
解析:增大氧气的浓度或增大可燃物与氧气的接触面积可以促进燃料的燃烧.把块煤做成蜂窝煤是为了增大煤与氧气的接触面积,从而促进煤的燃烧.故选D.
2.调查统计表明,火灾伤亡事故很多是由于缺乏自救常识造成的,缺氧窒息是致人死亡的首要原因.下列自救措施中不合理的是 ( )
A.遇到意外的情况,可用掌握的知识进行有效处理,同时拨打电话求救
B.室内起火,不要急于打开所有门窗
C.在山林中遇到火灾时,向顺风方向奔跑,脱离火灾区
D.所处地烟雾较浓时,应用湿毛巾捂住口鼻,并尽量贴近地面逃离
解析:A.遇到意外,若自己能处理应积极面对,根据具体情况合理自救,通过电话向他人救助,可以获得更大的救助力量,此措施合情合理,切实可行;B.室内起火,若急于打开门窗会使室内获得更多的氧气,燃烧更为剧烈,因此不要急于打开门窗属于合理的措施;C.山林中火灾因可燃物——树木较多,燃烧产生的热量会随着风传递,下风处的树木更容易达到着火点而燃烧,因此顺着风跑是个错误选择,此措施不合理;D.为防止火场产生的烟尘吸入口鼻,应用湿毛巾捂住口鼻,并尽量降低身子逃离火场,故此措施合理.故选C.
3.(黑龙江中考)为加深对燃烧条件的认识,进一步了解灭火的原理.某同学进行了探究实验:
(1)用棉花分别蘸酒精和水,放到酒精灯火焰上加热片刻,观察到蘸酒精的棉花燃烧,另一个不燃烧,可以得出燃烧的条件之一是 ;如果在酒精灯上加热时间较长,会发生的现象是 .
(2)如图1所示,将同样大小的乒乓球碎片和滤纸碎片放在薄铜片的两侧,加热铜片的中部,可以观察到 ,可以得出燃烧的条件之一是 .
(3)如图2所示,在燃着的蜡烛上扣一个烧杯,过一会儿观察到 ,可以得出燃烧的条件之一是 .
解析:(1)小棉花球蘸水后,因水不可燃,反而会蒸发吸收热量,所以温度达不到棉花的着火点,不会燃烧;而小棉花球蘸酒精后,酒精是可燃物,在酒精灯上被点燃后会燃烧放出大量的热,使温度达到棉花的着火点,引发棉花球燃烧,因此实验的结论是燃烧的物质必须是可燃物;如果在酒精灯火焰上加热时间较长,棉花球上的水分蒸发,当温度达到棉花的着火点,蘸水的棉花球也会燃烧;(2)滤纸碎片和乒乓球碎片都与氧气接触,在加热过程中,由于乒乓球碎片的着火点较低,首先燃烧起来,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点;(3)在燃着的蜡烛上扣一个烧杯,过一会儿蜡烛将熄灭,可以得出燃烧的条件之一是与氧气接触.故答案为:(1)燃烧的物质必须是可燃物;蘸水的棉花球也燃烧了 (2)乒乓球碎片首先燃烧起来,温度达到可燃物的着火点 (3)蜡烛熄灭;燃烧需要可燃物与氧气接触.
实验活动3 燃烧的条件
燃烧的条件(1)可燃物(2)氧气(或空气)(3)温度达到着火点
课后作业
【基础巩固】
1.一场大火往往由一个烟头引起,故防火要从细节做起.烟头在火灾发生中的“罪状”是 ( )
A.使可燃物达到燃烧的温度
B.提供可燃物
C.提供氧气
D.降低可燃物的着火点
2.古语道:“人要实,火要虚”.此话的意思是说:做人必须脚踏实地,事业才能有成;燃烧固体燃料需要架空,燃烧才能更旺.从燃烧的条件看,“火要虚”的实质是 ( )
A.增大可燃物的热值
B.增大可燃物与空气的接触面积
C.提高可燃物的着火点
D.提高空气中氧气的含量
3.“火立熄”是一种新型的家用灭火用品.“火立熄”接触到火焰3~5秒后炸开,释放的粉末覆盖在可燃物上,同时放出不可燃气体,使火焰熄灭.其灭火原理是 ( )
A.清除可燃物
B.使可燃物与氧气隔绝
C.降低了可燃物的着火点
D.使温度降低到着火点以下
4.如图所示的一组实验可用于探究燃烧的条件.下列说法中,正确的是 ( )
A.此组实验烧杯中的热水只起提高温度的作用
B.图1中铜片上的白磷和红磷对比说明燃烧必须有氧气
C.图1中铜片上的红磷和水下的白磷对比说明燃烧必须达到可燃物的着火点
D.图1和图2中水下白磷对比说明燃烧必须要有氧气
5.为了加深对燃烧条件的认识,进一步了解灭火的原理.小明同学在实验室完成了如下两个实验:
实验1:用棉花分别蘸酒精和水,放在酒精灯上加热片刻.请问,通过此实验小明同学可以说明燃烧的条件之一是 .
实验2:把同样大小的滤纸碎片和乒乓球碎片分别放在一块薄铜片的两侧,加热铜片的中部,如图所示,观察到的现象是 .通过此实验,说明燃烧的条件之一是 .
【能力提升】
6.点燃下列各组混合气体,一定不会发生爆炸的是 ( )
A.二氧化碳和氧气
B.一氧化碳和空气
C.液化石油气和空气
D.天然气和氧气
7.如图所示,表示可燃物易着火的点是 ( )
A.a B.b C.c D.d
【拓展探究】
8.某化学小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关活动.请你参与完成:
【知识回忆】可燃物燃烧的必备条件是 .
【交流讨论】(1)改进后的装置(如图二)与图一相比,其优点是 .欲使图二中的红磷着火,需将试管从水中取出并 后才能对试管加热.
(2)将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中,使试管罩住白磷(如图三所示),结果观察到了“水火相容”的奇观,则大试管中所装气体可能是 .
【综合应用】“水火不相容”是指水能灭火,其实水有时也可以“生火”,比如钾遇水会立刻着火,因为钾遇水生成H2和一种碱(KOH),该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,其反应的化学方程式为 .
【答案与解析】
1.A(解析:香烟燃烧能够放出热量,从而使可燃物的温度升高,当达到可燃物的着火点时,可燃物就燃烧起来.)
2.B(解析:使可燃物充分燃烧的条件:一是增大可燃物与氧气的接触面积,二是提高氧气的浓度.一般情况下,增大氧气的浓度较难操作,在空气中燃烧的物质,氧气浓度是一定的,要想使燃烧更旺,可增大与氧气的接触面积,“火要虚”就是在燃料中间留一些空隙,以增大与氧气的接触面积.A.可燃物的热值一般是不会改变的,故A错误;B.增大可燃物与空气的接触面积,可以使燃烧更旺,故B正确;C.可燃物的着火点一般是不会改变的,故C错误;D.空气中氧气的含量一般是不会改变的,故D错误.)
3.B(解析:“火立熄”接触到火焰3~5秒后炸开,释放的粉末覆盖在燃烧物上,这样就使可燃物与氧气隔绝,使火焰熄灭.)
4.D(解析:在此实验中我们用热水给白磷和红磷提供热量,使温度达到白磷的着火点,而达不到红磷的着火点,从而得到燃烧时温度的作用,且通过两处白磷的对比还可发现氧气在燃烧中的作用,故A错误;B.在图1中铜片上的白磷与红磷作对照,说明只有温度达到着火点时可燃物才可能燃烧,而不是必须有氧气,故B错误;C.图1中铜片上的红磷和水下的白磷,红磷因没有达到着火点,所以不能燃烧,水中白磷不能燃烧是因为没有与氧气接触,故C错误;D.图1和图2中水下白磷对比说明燃烧必须有氧气,故D正确.)
5.燃烧需要可燃物(或物质具有可燃性);乒乓球碎片先燃烧; 温度需达到可燃物的着火点(解析:实验1中,用棉花分别蘸酒精和水,放在酒精灯外焰上加热,可观察到醮酒精的棉花能够燃烧,而醮水的棉花不能燃烧,因此该实验的目的是探究可燃物是燃烧的条件之一;实验2中,滤纸碎片和乒乓球碎片都与氧气接触,在均匀加热过程中,由于乒乓球碎片的着火点较低,首先燃烧起来,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点.)
6.A(解析:A.二氧化碳不具有可燃性,点燃它与氧气的混合物,不能发生爆炸;B.一氧化碳具有可燃性,空气中的氧气具有助燃性,所以可能发生爆炸;C.液化石油气具有可燃性,空气中的氧气具有助燃性,所以可能发生爆炸;D.天然气具有可燃性,氧气具有助燃性,所以可能发生爆炸.)
7.A(解析:b、c两点的氧气浓度为零,即可燃物不与氧气接触,不能燃烧;d点虽然与氧气接触,但是温度没有达到可燃物的着火点,不能燃烧;a点与氧气接触,温度达到了可燃物的着火点,能够燃烧.)
8.【知识回忆】与氧气(空气)接触,温度达到可燃物的着火点 【交流讨论】(1)减少污染(环保);擦干
(2)氧气(空气) 【综合应用】放热;2K+2H2O2KOH+H2↑(解析:可燃物发生燃烧需要同时满足与氧气或空气接触且温度达到着火点;图二中磷放入密闭的试管中,可以防止燃烧后生成的五氧化二磷污染环境,而图一的燃烧产物直接排入空气中,会污染环境;取出的试管壁上有水,应擦干后再进行加热,以防止试管受热不均匀而炸裂;试管内应为空气或氧气,以满足磷燃烧所需要的氧气.)
教师在注重学生对科学知识的掌握和理解的同时,更加注重了学生在活动中进行科学探究以及分析推论中的体验.学生在活动过程中的参与意识、合作精神、实验操作能力、探究能力都得到了最大的发挥.对知识理解和认识水平、分析问题和解决问题的能力在探究中得到了提高.教师起着组织者、引导者、合作者的作用.学生是课堂的主体,通过师生互动、生生互动主动构建知识.
以小组合作的形式设计出燃烧条件的实验,让学生相互学习,及时指出实验过程中存在的问题.
食盐,身边的灭火剂
食盐可以灭火.灭火器里面,有使用食盐当灭火剂的,不过其用途比较单一,对付的是金属火灾,比如钾钠之类的碱金属,还有镁、铝、锆、钛之类的金属.这种灭火剂里面有两种成分,一个是食盐,一个是热塑材料.起作用的时候,熔化的热塑材料可以包裹在金属上起到隔绝氧气的作用,食盐的作用则主要是散热.
1.认识燃烧、爆炸的条件及防火灭火、防范爆炸的措施.
2.了解易燃易爆物的安全知识,了解常用灭火器的灭火原理和适用范围.
3.知道化石燃料(煤、石油、天然气)是人类社会重要的自然资源,了解海洋中蕴藏着丰富的资源.
4.知道石油是由沸点不同的有机物组成的混合物,了解石油液化气、汽油、煤油等都是石油加工的产物.
5.了解化学反应中的能量变化,认识燃料充分燃烧的重要性.
6.了解使用氢气、天然气(或沼气)、石油液化气、酒精、汽油和煤等燃料对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料.
7.认识使用和开发清洁燃料及各种能源的重要性.
8.了解我国资源与资源短缺的国情,认识资源综合利用和新能源开发的重要意义.
1.通过复习石油和煤综合利用的知识,知道煤和石油的重要性.
2.充分利用教材的现有资源(图片、资料、讨论),认识化石燃料的利与弊,以及开发和使用清洁燃料的重要性和迫切性;学习对获得的事实进行分析得出结论的科学方法,能主动地与他人进行交流和讨论,形成良好的学习习惯和学习方法.
1.通过几种燃烧现象的比较,了解内因和外因间的辩证关系.
2.积极关注与化学有关的社会问题,形成主动参与社会决策的意识,对一些与化学有关的社会问题,主动撰写论文,发表见解.
3.树立珍惜资源、保护环境、爱护地球、勇于创新、积极实践的科学精神.
【重点】
1.燃烧的条件和灭火的原理.
2.易燃易爆物的安全知识.
3.煤、石油、天然气三大化石燃料.
4.化学变化中能量的变化.
5.化石燃料的燃烧对环境的影响.
6.使用和开发清洁燃料及各种能源的重要性.
【难点】
1.常用灭火方法和使用范围.
2.燃料充分燃烧的条件和意义.
3.化学变化中能量的变化.
4.酸雨危害的模拟实验的探究.
5.树立珍惜资源、保护环境、爱护地球的意识.
专题一 燃烧与灭火
1.燃烧和灭火
燃烧的条件
灭火的原理
1.可燃物
1.清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离
2.氧气(或空气)
2.隔绝氧气(或空气)
3.达到燃烧所需的最低温度
3.使温度降低到着火点以下
常用灭火器有:泡沫灭火器、干粉灭火器、二氧化碳灭火器,应根据不同的火灾,采用不同的灭火器灭火.
①泡沫灭火器:用来扑灭木材、棉花等燃烧而引起的失火.
②干粉灭火器:除用来扑灭一般火灾外,还可用来扑灭油、气等燃烧引起的失火.
③二氧化碳灭火器:用来扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器等的失火.
【注意事项】(1)我们所见到的燃烧一般都是可燃物在空气或氧气中的燃烧,事实上,燃烧还可以在其他一些气体环境中进行.例如镁可以在二氧化碳中燃烧.
(2)着火点是达到燃烧所需的最低温度.着火点是物质本身的固有属性,因此不能说用降低着火点的方法来灭火,而只能是降温到着火点以下.
2.爆炸及易燃物、易爆物的安全知识
(1)爆炸
可燃物在有限的空间内急剧地燃烧,就会在短时间内聚积大量的热,使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸.
(2)易燃物、易爆物的安全知识
一般来说,易燃物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.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.易燃物和易爆物在遇到明火、高温或撞击时,极易燃烧或发生爆炸.因此,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,绝不允许违规操作.
(3)一些与燃烧和爆炸有关的图标
(4)正确区分燃烧的实质以及爆炸的实质
燃烧是剧烈的氧化反应,一般是指物质在氧气中发生的剧烈的发光、放热的反应,燃烧反应不一定都需要氧气参加,物质与氧气的反应只是燃烧反应中的一种.
爆炸有两种,一种是由于气体受热或压缩而引起的,属于物理变化;一种是由于在有限的空间内发生急速燃烧,在短时间内产生大量的热量使气体体积迅速膨胀,这样的变化属于化学变化.
【专题分析】
能源与燃烧和生活紧密相连,与社会联系非常密切,近几年的中考题,不仅注重知识的考查,而且关注社会,题材变化多样,如电视报道的某地矿井的瓦斯爆炸、西气东输、燃气热水器、公共场所发生的火灾等等都会成为考查的背景.题型主要有选择题、填空题以及实验探究题.
如图所示,将两支燃着的蜡烛罩上茶杯,一会儿后高的蜡烛先熄灭,低的蜡烛后熄火,同时还观察到茶杯内壁变黑.由此我们可以得到启发:从失火的高层房间中逃离,下列方法中正确的是 ( )
A.用干毛巾捂住鼻子 B.保持站立姿势跑出
C.沿墙角匍匐身子迅速爬向门外 D.打开窗户跳出
〔解析〕 用干毛巾捂住鼻子是错误的,应用湿毛巾捂住鼻子,因为用湿毛巾捂住鼻子既可以降低空气的温度,也可以防止烟尘进入呼吸道, A错误;高的蜡烛先熄灭,低的蜡烛后熄灭,说明上面先缺氧,同时还观察到茶杯内壁变黑,说明燃烧产生烟尘等物质,保持站立姿势跑出容易导致窒息,所以不能以站立姿势跑出,B错误;伏低身子逃出有利于防止因为吸入有毒气体和烟尘而窒息,方法正确,C正确;因为是高层着火,跳窗会造成身体伤害,方法错误,D错误.故选C.
[易错提示] 高的蜡烛先熄灭,低的蜡烛后熄灭,说明上面先缺氧;同时还观察到茶杯内壁变黑,说明燃烧产生烟尘等物质,所以不能以站立姿势跑出.
某兴趣小组活动中,同学们按图1装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究.探究过程中,大家对磷燃烧生成的大量白烟是否危害人体健康提出疑问.
查阅资料:白磷的着火点是40 ℃,红磷的着火点是240 ℃……燃烧产物五氧化二磷是白色固体,会刺激人体呼吸道,可能与空气中水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3).
交流与讨论:白烟对人体健康有害,该实验装置必须改进.
同学们按改进后的图2装置进行实验,请你帮助他们将下表补充完整.
现象
解释
a试管中白磷燃烧,热水中的白磷没有燃烧.b试管中红磷没有燃烧.
b试管中红磷、热水中白磷都没有燃烧的原因分别是①;②.
(1)改进后的图2装置与图1装置相比较,优点是 .
(2)小林同学指出图2装置仍有不足之处,并设计了图3装置,其中气球的作用是 .
拓展与迁移:
实验小结时,小朱同学说:“待a试管冷却后,如果将试管倒立,试管口紧贴水面(室温下),并取下橡皮塞,将看到液体进入试管.”这一说法得到大家的一致认同.小晶问:“如果不考虑橡皮塞占试管的容积,进入a试管内液体的体积会是多少呢?”大家争论后,出现两种预测:
甲:接近试管容积的15;
乙:不一定接近试管容积的15.
你赞同的预测是 (填“甲”或“乙”),理由是 .
〔解析〕 因为b试管中的红磷虽然与氧气接触,但是温度没有达到红磷的着火点,故b试管中的红磷不燃烧;水中的白磷,温度虽然已经达到其着火点,但是白磷没有与氧气接触,故热水中的白磷没有燃烧.(1)白磷燃烧产生的五氧化二磷容易扩散,对环境和人体有危害.(2)白磷燃烧放出大量的热,试管内的气体受热膨胀,橡皮塞有可能飞出,容易造成安全事故.(3)白磷的量不清楚,所以无法确定是否能够完全消耗氧气,因此支持乙同学的预测.
〔答案〕 ①温度未达到红磷的着火点 ②热水中的白磷没有与氧气(或空气)接触 (1)防止白磷燃烧产生的五氧化二磷扩散,污染环境和危害人体健康 (2)避免橡皮塞因试管内气体热膨胀飞出,造成安全事故 (3)乙;白磷的量不清楚,所以无法确定是否能够完全消耗氧气
[方法归纳] 可燃物燃烧需同时具备三个条件:(1)物质具有可燃性;(2)可燃物与氧气接触;(3)温度达到可燃物的着火点.这三个条件缺一不可.实验时,在考虑药品和装置的同时,也要考虑安全问题和环境污染问题.
专题二 燃料及其利用
燃料的种类
化石燃料
煤
成分:主要含C元素,是混合物
形成:古代植物经复杂变化形成的
石油
成分:主要含C、H元素,是混合物
形成:古代动植物遗体形成的
天然气
主要成分是甲烷
甲烷
性质
物理性质:无色、无味,极难溶于水,密度比空气小,气体
化学性质:可燃性
用途:清洁能源
CH4+2O2CO2+2H2O
其他燃料
乙醇:俗称酒精,化学式: C2H5OH
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
氢气:最理想的燃料,具有资源丰富,放热量多,无污染的优点
燃料充
分燃烧
要有足够多的空气
燃料与空气有足够大的接触面积
燃料燃烧对环境的影响
酸雨的危害
温室效应对人类的影响
一氧化碳及其他气体、烟尘的排放
燃烧与
能量
化学反应都伴随能量变化,通常表现为热量变化
放热现象:化学反应中放出热量的现象,如燃料的燃烧为放热现象
吸热现象:化学反应中吸收热量的现象,如碳与二氧化碳反应即为吸热现象
新能源
氢能源、太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能
【专题分析】
燃料及其利用属于能源和环保知识,是当今社会的热点问题,也是中考化学中必不可少的内容.中考中考查的形式主要是应用型、判断正误型、实验探究型等多种形式.题型主要有选择题、填空题和实验探究题.命题主要以结合日常生活现象、社会热点问题等情境,考查学生对相关知识的理解和掌握情况,以及学生分析问题、解决问题的能力和知识的迁移能力等.此类试题要求学生有较强的理解分析能力,理论联系实际的能力.试题难度不大,多为中档题或容易题.
瓦斯是一种清洁能源,但如果使用不当则会带来危险.下列关于瓦斯(主要成分为CH4)的说法中不正确的是 ( )
A.瓦斯属于化石燃料
B.瓦斯的主要成分完全燃烧的产物为H2O和CO2
C.瓦斯的主要成分与沼气的主要成分相同
D.瓦斯属于可再生能源
〔解析〕 瓦斯的主要成分是甲烷,属于化石燃料;甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水;瓦斯和沼气的主要成分都是甲烷;三大化石燃料都属于不可再生的能源.故选D.
[易错提示] 石油和天然气属于三大化石燃料,都属于不可再生能源.沼气、天然气和瓦斯的主要成分都是甲烷.甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水,不充分燃烧生成一氧化碳和水.
在工业上,下列提高燃料利用率的措施中,与燃料充分燃烧无关的是 ( )
A.把煤炭磨成粉状进行燃烧
B.把柴油喷成雾状进行燃烧
C.给锅炉鼓风,增加空气供给量
D.给锅炉外壳装隔热层,减少热量散失
〔解析〕 把煤炭磨成粉状可以增大煤与氧气的接触面积,可以促进煤的燃烧.把柴油喷成雾状可以增大柴油与氧气的接触面积,可以促进柴油的燃烧.给锅炉鼓风,增加空气供给量可以增大可燃物与氧气的接触面积,可以促进可燃物的燃烧.给锅炉外壳装隔热层,可以减少热量散失,但是与燃料是否充分燃烧无关.故选D.
[易错提示] 增大可燃物与氧气的接触面积可以促进可燃物的燃烧,给锅炉外壳装隔热层,可以减少热量散失,但是与燃料是否充分燃烧无关.
单元质量评估
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量C:12 H:1 O:16 N:14
一、选择题(每小题2分,共32分)
1.下列关于燃烧的说法最确切的是 ( )
A.燃烧一定是化合反应
B.在空气中不能燃烧的物质在氧气中也不能燃烧
C.可燃物不进行点火是不可能燃烧的
D.燃烧是剧烈的发光发热的化学反应
2.储存烟花爆竹的仓库应贴上的标志是 ( )
3.下列灭火实例中,利用了“隔离可燃物”的原理的是 ( )
A.住宅着火时消防队员用高压水龙头向着火处喷水
B.烧菜时油锅着火迅速盖上锅盖
C.实验时酒精不慎洒出并燃烧,通常用湿抹布盖灭
D.发生森林火灾时,将火焰蔓延线路前方的小片树林砍掉
4.在煤矿的矿井里,为了防止发生爆炸事故,常采用的安全措施是 ( )
A.进矿井时,先做灯火试验
B.准备好灭火器材
C.通风并严禁烟火
D.戴呼吸面具
5.关于易燃和易爆物品的生产、使用、运输、贮存方法不正确的是 ( )
A.存放时要露天放置,紧密堆积
B.搬运、取用时要轻拿轻放,不能摔、砸和撞击
C.运输时,避开人口稠密区
D.生产厂房、仓库等建筑物与周围建筑物之间要留有足够的防火距离
6.下列有关煤、石油、天然气的说法不正确的是 ( )
A.它们都是当今世界最重要的化石能源
B.它们燃烧都生成二氧化碳
C.它们的蕴藏量是无限的
D.它们都是混合物
7.人类生活需要能量.下列能量转化的例子中不是由化学变化产生的是 ( )
A.燃起篝火烘烤食物
B.太阳能热水器烧水
C.绿色植物将太阳能转化为化学能
D.煤燃烧发电
8.选择燃料应考虑的因素是 ( )
①是否易于燃烧 ②是否生成污染性气体 ③能释放多少热量 ④是否能稳定地燃烧 ⑤是否廉价 ⑥使用是否安全 ⑦是否容易储存和运输
A.①③⑤⑦ B.②④⑥
C.①②③④ D.①②③④⑤⑥⑦
9.造成酸雨的主要物质是 ( )
A.甲烷和一氧化碳
B.二氧化碳和一氧化碳
C.二氧化硫和一氧化碳
D.二氧化硫和二氧化氮
10.从人类生存的环境考虑,未来用于汽车的理想燃料是 ( )
A.天然气 B.汽油 C.氢气 D.脱硫煤
11.汽车尾气中有多种有害物质,会造成污染,汽车尾气中的下列物质不会造成空气污染的是 ( )
A.一氧化碳 B.碳氢化合物
C.氮的氧化物 D.二氧化碳
12.以下措施中,能减少酸雨产生的有效措施是 ( )
①少用煤炭作燃料 ②把工厂的烟囱加高 ③燃料脱硫 ④在已经酸化的土壤中加石灰 ⑤利用太阳能开发氢能源
A.①②③⑤ B.①③⑤
C.②③④ D.③④⑤
13.某酒楼因员工操作不当引发火灾,造成严重后果.当火灾发生时,下列措施不恰当的是 ( )
A.隔离可燃物
B.有烟雾的地方要蹲下或匍匐前进
C.把棉被用水湿透,覆盖在可燃物上,防止火势迅速蔓延
D.室内失火时,立即打开所有门窗,尽量让浓烟从门窗排出
14.下列说法错误的是 ( )
A.煤、石油、天然气是三种重要的不可再生的化石燃料
B.煤、煤气、液化气、天然气等家用燃料都是混合物
C.瓦斯中含有大量甲烷,与空气混合时遇火会发生爆炸
D.通入过多的空气,可以使燃料充分燃烧,提高热量的利用率
15.“千里之行,始于足下”.汽车是常用的交通工具,但汽车尾气会造成空气污染.下列能源的使用最有利于防止空气污染的是 ( )
A.太阳能 B.天然气 C.汽油 D.柴油
16.小明在光照条件下,取一个大烧杯,其中装入大半杯清水,在烧杯底部放一些新鲜水草,并通入一定量的A气体.静置一段时间后,用漏斗罩住水草,然后将一只盛满水的小试管倒置于漏斗上(如图所示).较长时间后,试管里收集到少许B气体.对此实验,下列判断正确的是 ( )
A.A是O2,B是CO2
B.A是CO2,B是O2
C.A是N2,B是O2
D.A是N2,B是CO2
二、填空题(每空2分,共38分)
17.空气、氧气、水、天然气、石油和煤等自然资源对人类的生存、日常生活和工农业生产都有着极其广泛和重要的用途.请将与下列用途相对应的物质名称填在空白处:
(1)常用作溶剂的是 ;
(2)可用作生活燃料、并能通过管道长途输送的是 ;
(3)直接供给人和动物呼吸的是 ;
(4)可用于生产城市居民生活用管道煤气的是 ;
(5)是重要的化工原料,被称为“工业血液”的是 ;
(6)可用于获取填充霓虹灯的气体的是 .
18.按照“西气东输”计划使管道煤气用户全部用上天然气.
(1)煤气的主要成分CO燃烧的化学方程式为 ;天然气的主要成分CH4燃烧的化学方程式为 .
(2)实验证明,在同温同压下,相同体积的任何气体中含有的分子数相同.则在同温同压下,相同体积的CO和CH4分别充分燃烧,消耗氧气较多的是 .
(3)燃气灶由灶体、进燃气管、进空气管、电子开关等部件组成.目前的管道煤气用户改用天然气,必须对燃气灶加以改造.如果进燃气管的直径不变,改造后的燃气灶与原来的相比,进空气管的直径应 (填“增大”或“减小”).
19.目前,化石燃料是人类生产和生活的主要能源,随着全球能量使用的增长,化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭,世界各国人民的节能意识也日趋增强,科学家也在开发新能源、研制节能产品、提高能量转化效率等方面做着积极的努力,请你回答:
(1)有待继续开发、利用的能源有 (请答出三种).
(2)用化学方程式表示出两个由化学能转化为内能的例子:
① ;
② .
(3)生产生活中存在着化学能和电能的相互转换,请你分别举例:
①由化学能转化为电能: ;
②由电能转化为化学能: .
(4)氢气热值高且具有 的特点,因此被认为是最清洁的燃料.
20.面粉加工厂的车间里若悬浮着较多的面粉粉尘,遇明火就有发生爆炸的危险.这是因为面粉粉尘与空气充分接触后,遇到明火急剧燃烧,在短时间内聚集大量的热,使气体的体积在有限的空间内迅速膨胀,从而引起爆炸.如图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,迅速鼓入大量空气,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,鼓入空气的作用是 .
(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煤粉时
(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).
三、综合探究题(每空2分,共18分)
21.某兴趣小组将大小相同的若干棉布手帕在五份不同浓度的酒精水溶液中浸透后取出点火,做烧不坏手帕的实验,其实验结果如下:
实验序号
①
②
③
④
⑤
所用酒精的体积分数
95%
65%
55%
15%
5%
实验
现象
酒精烧完,手帕烧坏
酒精烧完,手帕无损
酒精烧完,手帕无损
不燃烧
(1)推测实验⑤的现象是 .
(2)结合所学知识,分析研究实验②③中“酒精烧完,手帕无损”的原因: .
(3)实验室里常出现酒精灯内有酒精,而酒精灯不易点燃的现象,可能原因是 .
22.某同学为探究可燃物燃烧的条件,查阅资料得知:白磷着火点为40 ℃,红磷着火点为240 ℃,它们在空气中燃烧都会生成刺激呼吸道的白烟——五氧化二磷,五氧化二磷易溶于水,并能与水反应.他按图A、图B所示装置进行对比实验:
(1)用图A所示装置进行实验,观察到的现象是:铜片上的白磷燃烧产生白烟,铜片上的红磷和水中的白磷不燃烧.再用图B所示装置进行实验,观察到:不通氧气时,热水中的白磷不燃烧;通氧气时,热水中的白磷燃烧.根据上述实验得出,可燃物燃烧的条件是 .
(2)根据燃烧的条件选择填空:用扇子扇炉火不会熄灭,而是越扇越旺,原因是 ;用扇子扇蜡烛的烛火一扇就立即熄灭,原因是 (以上均填序号).
A.可快速地提供燃烧所需的氧气
B.空气流动虽带走热量,但温度未降到着火点以下
C.主要是空气流动带走热量,温度降到着火点以下
(3)图A与图B所示实验相比,符合环保要求的是图 .
(4)如果将玻璃杯倒扣在两支燃着的蜡烛上(如图C),蜡烛熄灭情况将如何? .请对你的猜想进行合理解释: .
四、计算题(共12分)
23.乙醇(化学式为C2H5OH)是一种能代替汽油等燃料的清洁能源,但在氧气不足时燃烧除生成二氧化碳和水外,还会生成一氧化碳.现有69 g乙醇与定量的氧气点燃,发生如下反应:XC2H5OH+8O2YCO2+ZCO+9H2O.
(1)计算:系数X的值是 .
(2)计算:反应后生成一氧化碳的质量.
【答案与解析】
1.D(解析:A.蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,不是化合反应;B.铁丝在空气中不能燃烧,但是在氧气中能够剧烈燃烧;C.可燃物不进行点火,温度也有可能达到可燃物的着火点,从而能燃烧;D.燃烧是物质与氧气发生的发光发热的、剧烈的氧化反应.)
2.A(解析:储存烟花爆竹的仓库,为了防止燃烧和爆炸,应贴上禁止烟火的标志.A图为禁止烟火标志;B图为废旧塑料回收标志;C图为节约用水标志;D图为剧毒品标志.)
3.D(解析:住宅着火时消防队员用高压水龙头向着火处喷水是利用了降低温度来灭火的原理,故A错误;烧菜时油锅着火迅速盖上锅盖,采用了隔绝氧气灭火的方法,故B错误;酒精燃烧用湿抹布盖灭,也是采用了隔绝氧气灭火的方法,故C错误;发生森林火灾时,将火焰蔓延线路前方的小片树林砍掉是利用了消除可燃物的方法来灭火的.)
4.C(解析:先做灯火试验,容易发生爆炸;准备足够的灭火器材是为了着火后灭火,一旦着火就可能发生爆炸,所以起不到防止发生爆炸的作用;通风并严禁烟火可以预防燃烧的发生,所以起到了防止爆炸事故发生的作用;戴呼吸面具只是为了防止中毒,并没有起到防止燃烧和爆炸的作用.)
5.A(解析:存放时露天放置与氧气接触了,紧密堆积容易使缓慢氧化产生的热量不能快速散失出去,一旦达到着火点就会发生爆炸,故A说法错误;摔、砸和撞击都能在瞬间产生高温,从而达到着火点而容易发生爆炸,所以搬运、取用时要轻拿轻放,故B正确;由于易燃和易爆物品只要接触明火,或温度达到着火点且与氧气接触,就会燃烧或爆炸,所以运输时,避开人口稠密区,防止爆炸时带来的灾难性后果,故C正确;为了防止由于一间厂房或仓库着火而引起其他厂房或仓库着火的事件的发生,在建筑物之间应留有足够的防火距离,故D正确.)
6.C(解析:A.化石燃料在世界能源领域占有重要的地位;B.煤、石油和天然气等物质燃烧都能生成大量的二氧化碳;C.化石燃料在地球上的蕴藏量都是有限的;D.煤、石油和天然气等物质都是由多种物质组成的,属于混合物.)
7.B(解析:A.燃起篝火属化学变化,能量由化学变化产生,故此选项错误.B.太阳能热水器烧水,是把太阳能转化为热能,没有经过化学变化,故此选项正确.C.绿色植物将太阳能转化为化学能是光合作用,属化学变化,故此选项错误.D.煤的燃烧属于化学变化,故此选项错误.)
8.D(解析:可以从环保、性能价格比、使用是否方便等方面考虑.①是否易于燃烧,④是否能稳定地燃烧,⑦是否容易储存和运输,是考虑使用的方便性;③能释放多少热量,⑤是否廉价,是考虑经济效益;②是否生成污染性气体,是考虑环保问题;⑥使用是否安全,是考虑可靠性.就是说①②③④⑤⑥⑦都是选择燃料应考虑的因素.)
9.D(解析:A.甲烷和一氧化碳不是造成酸雨的主要物质,故A错误;B.二氧化碳和一氧化碳不是造成酸雨的主要物质,故B错误;C.一氧化碳不是造成酸雨的主要物质,故C错误;D.二氧化硫能与水反应生成酸,二氧化氮能与水反应生成酸,故二氧化硫和二氧化氮是造成酸雨的主要物质,故D正确.)
10.C(解析:氢气燃烧只生成水,不污染环境,是一种清洁的能源.)
11.D(解析:汽车尾气中有多种有害物质,主要污染物是一氧化碳、碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等,故A、B、C均属于汽车尾气中会造成空气污染的污染物.)
12.B(解析:①少用煤作燃料可以减少二氧化硫的产生,可以减少酸雨产生;②把工厂烟囱加高,不能减少二氧化硫、氮氧化物的产生,即不能减少酸雨产生;③燃煤脱硫后可以减少二氧化硫的产生,可以减少酸雨产生;④在已经酸化的土壤中加石灰,可以改良土壤,但不能减少酸雨产生;⑤开发太阳能、风能等新能源可以减少化石燃料的使用,从而可以减少酸雨产生.)
13.D(解析:A.灭火的原理有三种:清除可燃物、隔绝氧气或空气、降低可燃物的温度到着火点以下,所以正确.B.气体或烟雾受热密度变小,燃烧产生的有毒气体或烟雾会随热气流上升,所以正确.C.棉被用水湿透,覆盖在可燃物上,一来可以隔绝氧气或空气,二来通过水蒸发吸热能降低可燃物的温度到着火点以下,所以正确.D.打开所有门窗,会使室内空气形成对流,反而为燃烧提供了更多的氧气,燃烧会更旺,所以错误.)
14.D(解析:A.煤、石油、天然气是由远古时代的动植物的遗体经过一系列的变化形成的,是不可再生的化石燃料,故正确;B.煤、煤气、液化气、天然气等家用燃料都是由多种物质组成的,是混合物,故正确;C.瓦斯中含有大量甲烷,与空气混合时遇火会发生爆炸,是正确的;D.通入过多的空气,有可能使燃烧物的温度降到着火点以下,燃烧物熄灭,如为燃烧的蜡烛提供过多的空气,蜡烛反而会熄灭,故D错误.)
15.A(解析:天然气、汽油、柴油等物质燃烧时能产生对环境不利的物质,而太阳能不污染环境,是一种清洁能源.)
16.B(解析:植物的光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,因此通入的气体是二氧化碳,收集到的气体是氧气.)
17.(1)水 (2)天然气 (3)氧气 (4)煤 (5)石油 (6)空气(解析:(1)水是常用的溶剂.(2)天然气是利用率高并且可通过管道输送的燃料.(3)氧气能供给呼吸.(4)煤常用来生产煤气.(5)石油被称为工业的血液.(6)空气中含有的稀有气体常常用来填充霓虹灯.)
18.(1)2CO+O22CO2;CH4+2O2CO2+2H2O (2)CH4(或甲烷) (3)增大(解析:(1)煤气的主要成分是一氧化碳,天然气的主要成分是甲烷,一氧化碳、甲烷燃烧的化学方程式分别为:2CO+O22CO2;CH4+2O2CO2+2H2O.(2)由化学方程式可知,在同温同压下,相同体积的CO和CH4分别充分燃烧,消耗氧气较多的是甲烷.(3)因为在同温同压下,相同体积的CO和CH4分别充分燃烧,消耗氧气较多的是甲烷,所以管道煤气用户改用天然气时,如果进燃气管的直径不变,则进空气管的直径与原来相比应增大.)
19.(1)太阳能、风能、水能 (2)①CaCO3CaO+CO2↑ ②2H2+O22H2O (3)①干电池内部发生化学反应产生电能 ②电池充电时电能转化为化学能 (4)燃烧产物是水,无污染(解析:(1)目前有待开发利用的无污染的新能源很多,如核能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、可燃冰等.(2)由化学能转化为内能的反应很多,如吸热反应等,如:CaCO3CaO+CO2↑,2H2+O22H2O.(3)化学能和电能的相互转化的一般是电池或充电器.干电池的使用、蓄电池的使用等由化学能转化为电能;电池充电、电解水等由电能转化为化学能.(4)氢气作为能源有三大优点:①可以用水制取,原料来源广;②放热量多;③燃烧产物是水,不污染环境.)
20.(1)使面粉与空气充分接触 (2)①② (3)禁止烟火(解析:(1)鼓入空气的作用是使面粉与空气充分接触.(2)①金属筒不加盖时不能形成有限的空间.②蜡烛没有点燃时温度不能达到面粉的着火点.(3)爆炸的前提条件是遇到明火.)
21.(1)不燃烧 (2)由于有不能燃烧的水存在,一部分热量还要供水的汽化和水蒸气的升温,从而消耗了大量的热量.这样,棉布的温度升得并不高,以至于达不到它的着火点,显然棉布也就不会被烧着了 (3)灯芯上的酒精挥发掉了,留下水,所以不能点燃.(解析:(1)当含酒精5%的溶液点燃时,可燃物的浓度太低,相当于没有可燃物,所以就不能燃烧;(2)55%~65%的酒精溶液在点燃时,由于有不能燃烧的水存在,一部分热量还要供水的汽化和水蒸气的升温,从而消耗了大量的热量,这样,棉布的温度升得并不高,以至于达不到它的着火点,显然棉布也就不会被烧着了.(3)实验室里常出现酒精灯内有酒精却点不着的原因可能是灯芯上的酒精挥发掉了,留下水,使其不能点燃.)
22.(1)接触空气(或氧气),且温度达到着火点 (2)AB;C (3)B (4)高的蜡烛先熄灭,低的蜡烛后熄灭;由于燃烧产生热量,二氧化碳气体会上升,聚集在玻璃杯的上方,使高的蜡烛先熄灭
23.(1)3 (2)解:设反应后生成一氧化碳的质量为x:
3C2H5OH+8O24CO2+2CO+9H2O
138 56
69 g x
13869 g=56x,
x=28 g.
答:反应后生成一氧化碳的质量为28 g.
(解析:(1)根据质量守恒定律,反应后有18个氢原子,反应前氢原子也应该是18个,每个乙醇分子中含有6个氢原子,所以X的值就是3,进而可以算出Y的值是4,Z的值是2.)
期中综合检测
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量S:32 H:1 O:16 N:14 C:12
一、选择题(每小题2分,共30分)
1.下列现象一定涉及化学变化的是 ( )
A.木已成舟 B.积土成山
C.滴水成冰 D.百炼成钢
2.正确的化学实验操作对实验结果、人身安全非常重要.下图中的实验操作正确的是 ( )
3.下列所示的实验操作正确的是 ( )
4.通过化学反应不能生成的是 ( )
A.一种新分子 B.一种新原子
C.一种新物质 D.一种新单质
5.下列符号中,能表示一个氧分子的是 ( )
A.2O B.O2 C. H2O D. CO2
6.下列关于氧气及氧元素的说法中正确的是( )
A.氧气能支持燃烧,可作燃料
B.氧气能跟所有物质发生氧化反应
C.煮沸过的水中不能养鱼,是因为水中不含氧元素了
D.带火星的小木条能在装有氧气的集气瓶中复燃
7.同学们通过参加实验技能考查,切身体会到规范操作的重要性.下列实验操作符合规范要求的是 ( )
A.“配制一定溶质质量分数的溶液”实验中,多余的药品应放回原瓶
B.“粗盐的提纯”实验中,过滤时将悬浊液直接倒入漏斗里
C.“高锰酸钾制取氧气”实验中,收集好气体后应先将导管移出水槽再停止加热
D.“探究酸和碱的性质”实验中,测定溶液pH时应先将试纸润湿
8.下列物质在氧气中燃烧,火星四射、生成黑色固体的是 ( )
A.木炭 B.铁丝 C.酒精 D.红磷
9.实验室用加热KMnO4固体的方法制取氧气,下列仪器中不需要的是 ( )
10.用分子观点解释“干冰升华”,下列说法错误的是 ( )
A.分子不停地运动
B.分子间间隔变大
C.分子体积急剧增大
D.分子本身不发生改变
11.下列化学反应属于分解反应的是 ( )
A.镁+氧气氧化镁
B.过氧化氢水+氧气
C.铁+氧气四氧化三铁
D.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
12.下列自然现象中,没有发生化学变化的是 ( )
A.森林起火 B.光合作用
C.食品变质 D.桂花飘香
13.如图是某反应的微观示意图,下列说法不正确的是 ( )
A.反应物中有单质
B.该反应为分解反应
C.生成物的分子个数比为1∶1
D.参加反应的和的质量比为17∶24
14.下列物质中既存在离子又存在分子的是 ( )
A.氯化钠晶体 B.金刚石
C.液氧 D.氯化钠溶液
15.乙酰水杨酸(化学式为C9H8O4)也叫阿司匹林,具有解热镇痛作用,下列关于乙酰水杨酸的说法正确的是 ( )
A.由21个原子构成
B.由碳、氢、氧三个元素组成
C.碳、氢、氧三种元素的质量比为27∶2∶16
D.属于氧化物
二、填空题(每空2分,共24分)
16.用量筒量液体读数时,视线要与量筒内凹液面最低处保持水平,若是俯视则读数偏 ,量出的液体比实际需要的偏 (填“多”或“少”).
17.在“宏观”、“微观”、“符号”三者之间建立联系是化学学科特有的思维方式.
(1)用化学符号填空:①4个铁离子 ;②硫酸铵中硫元素的化合价为+6价 .
(2)某化学反应的微观模拟图如下:(表示氧原子,●表示碳原子,○表示氢原子)
请写出该微观模拟图所表示的化学方程式: .
18.用“○”和“●”分别表示氢原子和氧原子,下图是氢气与氧气在点燃条件下发生反应的微观模拟图.请回答下列问题:
(1)B图中应补充的相关粒子图形为 .
(2)此变化中发生改变的粒子是 ;
(3)结合该图示从微观角度解释由A到B变化的实质是 .
19.亚硝酸钠(NaNO2)是一种常用的防腐剂.请回答:
小资料
亚硝酸钠:微带淡黄色的白色结晶,有咸味,易溶于水,在320 ℃时分解生成有刺激性气味的气体,有毒,能将人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+,从而失去携氧能力.
(1)根据上图提供的信息归纳亚硝酸钠的性质有 .
(2)亚硝酸钠加热产生有特殊气味的一氧化氮,同时产生氧化钠和另一种单质气体.该反应的化学方程式为 .
20.1911年著名物理学家卢瑟福为探索原子的内部结构进行了实验.在用一束带正电的、质量比电子大7000多倍的高速运动的带正电荷的α粒子作炮弹轰击金箔时的现象如图所示.请回答下列问题.
(1)大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向,则说明原子 .
(2)有极少部分α粒子被弹了回来,则说明原子核 .
三、综合探究题(每空2分,共34分)
21.下图是实验室常见的制取气体的装置:
(1)写出仪器名称:① ,② ,③ ,④ .
(2)实验室采用高锰酸钾制取氧气时,应选择的发生装置是 (填序号,下同),试管口还要塞一团棉花,目的是 .
(3)实验室采用过氧化氢溶液制取氧气时,应选择的发生装置是 ,锥形瓶中应先放入的药品是 ,它与采用装置A制取氧气比较,主要优点是 (任答一条).
(4)收集氧气可以选择装置 ,你选择它的理由是 .当用排水法收集氧气时,当观察到气泡 时才开始收集,否则 .某同学收集完毕,先停止加热再将导管移出水面,你预测这种操作可能会引起的后果是 .如果选用D收集氧气,验满的方法是 .
(5)实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体的方法制取甲烷气体,已知甲烷难溶于水,比空气的密度小,则制备甲烷气体需要的发生装置是 (填序号,下同),要想收集更纯净的甲烷气体,最好选用的收集装置是 .
四、计算题(每小题6分,共12分)
22.香椿被称为“树上蔬菜”,是香椿树的嫩芽,它不仅营养丰富,且具有极高的药用价值,如香椿中含有的皂甙具有抗菌、防癌的作用,皂甙的化学式为C27H42O3,请你计算:
(1)皂甙由 种元素组成;每个分子中有 个原子.
(2)皂甙中碳元素和氧元素的质量比为 .
(3)207 g皂甙中有多少克碳元素.
23.尿素[CO(NH2)2]溶液可用作柴油汽车尾气处理液.
(1)若在实验室配制尿素溶液,需要用到的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、 和 .
(2)下图为某公司生产的车用尿素溶液的标签,用尿素溶液处理柴油汽车尾气(含NO)时的化学方程式如下(反应条件略去):
车用尿素溶液
尿素的质量分数:32.5%
净重量:10 kg
生产商:××公司
2CO(NH2)2 + 4NO + O22CO2+ 4N2 + 4H2O.
现有一瓶未开启的该车用尿素溶液:
①所含尿素的质量是 ;
②若用该瓶溶液处理汽车尾气,可吸收NO的质量是多少?(相对分子质量:CO(NH2)2:60;NO:30)
【答案与解析】
1.D(解析:化学变化是有新物质生成的变化,物理变化是没有新物质生成的变化,A选项木已成舟没有新物质生成;B选项积土成山没有新物质生成;C选项滴水成冰没有新物质生成;D选项百炼成钢有新物质生成,属于化学变化.)
2.C(解析:闻气体气味时,鼻子应远离集气瓶,用手轻轻扇动,使少量气体飘进鼻孔.移走蒸发皿时,须用坩埚钳夹走,因为蒸发皿很烫.稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入水中,并不断用玻璃棒搅拌.)
3.D(解析:不能用燃着的酒精灯去引燃另一盏酒精灯,所以图中操作错误,故A选项错误;倾倒液体药品时,瓶塞取下后要倒放在实验台上,所以图中操作错误,故B选项错误;使用胶头滴管滴加试剂时,胶头滴管不能伸入容器中或与器壁接触,否则会造成试剂污染,滴管要保持垂直悬于容器口上方滴加,所以图中操作错误,故C选项错误;进行量筒内的液体读数时,视线要与凹液面的最低点保持水平,所以图中操作正确.)
4.B(解析:原子是化学变化中的最小微粒,在化学变化中原子不能再分.通过化学变化可以生成新分子、新离子、新单质.通过化学变化能生成新分子,例如氢气燃烧生成新分子水分子.通过化学变化不能生成新原子,因为原子是化学变化中的最小微粒.通过化学变化能生成一种新物质, 例如锌和稀盐酸反应能生成新物质氢气.通过化学变化能生成新单质,例如铁和硫酸铜反应能生成新单质铜.)
5.B(解析:2O表示2个氧原子;O2表示1个氧分子;H2O表示一个水分子;CO2表示一个二氧化碳分子.)
6.D(解析:有可燃性的物质才可以作燃料,氧气能支持燃烧,可以作助燃剂,故A错误;不是所有物质都能跟氧气发生氧化反应,故B错误;煮沸过的水不能养鱼,是因为水中不含氧气了,但水中仍然含有氧元素,故C错误.)
7.C(解析:A.多余的药品如果放回原瓶会污染药品,故错误;B.过滤时将悬浊液直接倒入漏斗里,可能会使液体飞溅,操作错误,故错误;C.“高锰酸钾制取氧气”实验中,收集好气体后应先将导管移出水槽再停止加热,防止水倒流,引起试管炸裂,实验操作符合规范要求,故正确;D.先将试纸润湿,相当于稀释了被测溶液,测定结果会偏小,故错误.)
8.B(解析:A选项木炭燃烧生成气体;B选项铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体;C选项酒精燃烧生成气体和水;D选项红磷燃烧生成白色固体.)
9.C(解析:长颈漏斗一般是添加液体的,而高锰酸钾制氧气中的反应物是固体,故不需要长颈漏斗.)
10.C(解析:干冰为固态二氧化碳,当受热时它其中的分子会因得到能量而运动加快,分子间的间隔变大,物质会由固态变为气态,这个过程中分子本身并没有变化,分子的体积也没有发生变化.)
11.BD(解析:化合反应是由两种或两种以上物质反应生成一种物质的反应,所以A、C是化合反应;分解反应是由一种物质分解成两种或两种以上物质的反应,高锰酸钾制取氧气的反应由一种物质生成了三种物质,属于分解反应.)
12.D(解析:森林起火时,树木燃烧能够生成水、二氧化碳等物质,属于化学变化.光合作用的过程中,绿色植物通过叶绿体,利用光能把水和二氧化碳转化成淀粉和氧气,有新物质生成,属于化学变化.食品变质的过程中,食品中的有机物发生缓慢氧化,能够生成水和二氧化碳等物质,属于化学变化.桂花飘香的过程中,桂花中的分子不断向四周扩散,这个过程中没有新物质生成,属于物理变化.)
13.B(解析:由图示可知反应前后存在相同的分子,故该图示可转化为下图所示的反应图示:
依据反应前后物质的分子结构可知,反应物是氧气和硫化氢,生成物是水和二氧化硫,则反应方程式为3O2+2H2S2H2O+2SO2;反应物中氧气属于单质,硫化氢属于化合物;置换反应要求反应物、生成物均是一种单质与一种化合物,而该反应的生成物是两种化合物,所以不是置换反应;由图示或方程式都可以看出生成物的分子个数比是1∶1;和的质量比为2×(1×2+32)∶3×(16×2)=17∶24.)
14.D(解析:氯化钠溶液由溶质氯化钠和溶剂水组成,其中氯化钠由钠离子和氯离子组成,水由水分子构成.故选D.)
15.C(解析:1个乙酰水杨酸分子由21个原子构成,故A选项错误;乙酰水杨酸由碳、氢、氧三种元素组成,故B选项错误;乙酰水杨酸中碳、氢、氧三种元素的质量比为(12 ×9)∶(1×8)∶(16×4)=27∶2∶16,故C选项正确;乙酰水杨酸由碳元素、氢元素、氧元素三种元素组成,不属于氧化物,故D选项错误.)
16.大;小(解析:用量筒量取液体读数时,视线要与量筒内液体凹液面的最低处保持水平;俯视读数液体体积比实际偏大,量出的液体比实际需要的偏少.)
17.(1)①4Fe3+ ②(NH4)2S+6O4 (2)CH4+2O2CO2+2H2O(解析:(1)离子的表示方法:在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略.铁离子带3个单位的正电荷,所以答案为4Fe3+;根据元素化合价的表示方法确定出化合物中所要标出的元素的化合价,然后在其化学式中该元素的上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,因此硫酸铵中硫元素的化合价为+6价.(2)根据结构示意图写出化学式即可.)
18.(1)○ ○ (2)氢分子和氧分子 (3)在点燃条件下,(1个)氢分子分裂成(2个)氢原子,(1个)氧分子分裂成(2个)氧原子
19.(1) 微带淡黄色的白色结晶,有咸味,易溶于水,受热易分解,有毒性 (2)4NaNO24NO↑+ 2Na2O +
O2↑(解析:(1)根据题图提供的信息归纳亚硝酸钠的性质有微带淡黄色的白色结晶,有咸味,易溶于水,受热易分解,具毒性;(2)亚硝酸钠加热产生有特殊气味的一氧化氮,同时产生氧化钠和另一种单质气体,则可知反应物为亚硝酸钠,生成物为一氧化氮、氧化钠和氧气,故该反应的化学方程式为4NaNO24NO↑+2Na2O+O2↑.)
20.(1)内部有很大的空间 (2)带正电荷、体积很小而质量比电子大很多(解析:此题考查的是原子的结构,要从原子的构成入手.原子由位于原子中心的原子核和核外电子构成,而且原子核外有巨大的空间,故大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向;由于α粒子带正电荷,原子核也带正电荷,而且原子的质量都集中在原子核上,由于同性相斥,故当极少部分α粒子撞上原子核后会被弹回来.)
21.(1)①试管 ②酒精灯 ③水槽 ④集气瓶
(2)A;防止高锰酸钾粉末进入导气管,堵塞导气管 (3)B;二氧化锰;操作简便或不需加热或可控制反应速率 (4)C或D;氧气不易溶于水且氧气密度大于空气;连续、均匀冒出;收集到的氧气不纯净;水槽中的水倒流,炸裂试管 ;将带火星的小木条放在集气瓶口,复燃则已集满 (5)A;C(解析:(1)根据所学知识可知,①为试管,②为酒精灯,③为水槽,④为集气瓶.(2)实验室采用高锰酸钾制取氧气需要加热,属于固体加热型装置,故应选择的发生装置是A,试管口还要塞一团棉花,目的是防止高锰酸钾粉末进入导气管,堵塞导气管.(3)实验室采用过氧化氢溶液制取氧气,不需加热,故应选择的发生装置是B,锥形瓶中应先放入的药品是二氧化锰,它与采用装置A制取氧气比较,主要优点是操作简便,不需加热,且可控制反应速率.(4)因为氧气不易溶于水且氧气密度大于空气,故收集氧气可以选择装置C或D;当用排水法收集氧气时,观察到气泡连续、均匀冒出时才开始收集,否则收集到的氧气不纯净;某同学收集完毕,先停止加热再将导管移出水面,由于内部压强的减小,大气压不变,故可能会引起的后果是水槽中的水倒流,炸裂试管.如果选用D收集氧气,验满的方法是将带火星的小木条放在集气瓶口,复燃则已集满.(5)实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体的方法制取甲烷气体,已知甲烷难溶于水,比空气的密度小,则制备甲烷气体需要的发生装置是固体加热型装置A;要想收集更纯净的甲烷气体,最好选用的收集装置是C.)
22.(1)三;72 (2)27∶4 (3) 162 g.(解析:(1)由皂甙的化学式为C27H42O3可知,它是由碳、氢、氧三种元素组成的;每个分子中含有72个原子;(2)皂甙中碳元素和氧元素的质量比=(12×27)∶(16×3)=27∶4;(3)皂甙的相对分子质量=12×27+16×3+42=414;207 g皂甙中碳元素的质量=207 g×324/414 ×100%=162 g.)
23.(1)玻璃棒;量筒 (2)①3.25 kg ②3.25 kg.(解析:设可吸收NO的质量为x.
2CO(NH2)2+4NO+O22CO2+4N2+4H2O
120 120
3.25 kg x
120∶120=3.25 kg∶x,
x=3.25 kg.
答:可吸收NO的质量为3.25 kg.)
期末综合检测
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量C:12 O:16 N:14 H:1
一、选择题(每小题3分,共48分)
1.物质的性质决定用途.下列用途主要是利用其化学性质的是 ( )
2.下列变化属于化学变化的是 ( )
A.湿衣晾干 B.镁带燃烧
C.石蜡熔化 D.橙子榨汁
3.下列化学实验基本操作正确的是 ( )
4.用氯酸钾制氧气时,造成试管破裂的原因可能是 ( )
①没有给试管均匀预热;②试管外壁潮湿;③试管口没有略微向下倾斜;④排水法收集完氧气,先撤酒精灯.
A.①②③④ B.①②③
C.②③④ D.②④
5.下列属于混合物的是 ( )
A.蒸馏水 B.氧气
C.石灰水 D.氯酸钾
6.实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气的共同点是 ( )
A.都属于氧化物 B.都含有氧气
C.都含有氧分子 D.都含有氧元素
7.下列实验操作能够达到目的的是 ( )
A
B
C
D
测定空气中氧气含量
比较MnO2和Fe2O3的催化效果
收集氧气并测量氧气的体积
探究可燃物燃烧的条件
8.下列化学方程式书写正确,且属于分解反应的是 ( )
A.2H2O H2↑+O2↑
B.Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
C.2H2O2 2H2O+O2↑
D.4P+5O22P2O5
9.下图是“尾气催化转换器”将汽车尾气中有毒气体转变为无毒气体的微观示意图,其中不同的圆球代表不同原子.
下列说法错误的是 ( )
A.此反应有单质生成
B.原子在化学变化中是不可分的
C.此化学反应有三种新物质生成
D.参加反应的两种分子的个数比为1∶1
10.下列有关说法你认为正确的是 ( )
A.原子核是由质子、中子和电子构成的
B.在原子里质子数等于中子数
C.物质发生化学变化时发生改变的只是原子核外的电子
D.化学变化的特征就是一定会有沉淀生成
11.下列符号表示正确的是 ( )
A.2个氢分子:2H
B.4个氧原子:2O2
C.氦元素:Hi
D.氧化铜中铜元素的化合价:Cu+2O
12.下列关于水的说法不正确的是 ( )
A.蒸馏水是净化程度较高的水
B.肥皂水可检验硬水和软水
C.活性炭可降低水的硬度
D.过滤可除去水中的不溶物
13.汽车排气管中安装催化转化器可减少尾气污染,其反应原理是2CO+2NO2X+N2,其中X的化学式是 ( )
A.NO2 B.CO2
C.H2O D.C
14.根据化学实验常识,判断下列事故处理方法正确的是 ( )
A.炒菜时油锅着火,立即盖上锅盖
B.家用电器着火时,立即用水浇灭
C.高层住房着火时,立即打开所有门窗
D.发现煤气泄漏时,立即打开排风扇电源开关
15.根据二氧化碳的性质,相关实验过程中无明显现象的是 ( )
16.二氧化碳在下列变化中肯定没有发生化学变化的是 ( )
A.溶于水中
B.溶于澄清的石灰水中
C.进行光合作用
D.制成“干冰”
二、填空题(每空1分,共27分)
17.甲、乙、丙、丁、戊四种物质,它们的部分化学式和微观示意图分别列于下表中.
项目
甲
乙
丙
丁
戊
——氢原子
化学式
?
H2O
CO
H2
CO2
微观
示意图
(1)甲物质的化学式为 .
(2)五种物质中,属于有机物的是 (填序号,下同),可用作燃料的化合物是 .
(3)工业上生产氢气的方法之一是利用甲、乙两种物质在高温、高压下生成丙和丁.而得到的丙物质又会随即与乙物质发生反应,生成丁和戊.通过这一系列反应,参加反应的甲和得到的氢气质量比为 (用最简整数比表示).在上述一系列反应中,以下各项中发生变化的是 .
①原子种类 ②原子数目 ③分子数目
④元素种类 ⑤元素化合价
18.化学就在我们身边,它与我们的生活和生产息息相关.请用所学化学知识回答下列问题:
(1)现有如下几种常见物质:
A.氧气 B.二氧化碳 C.食盐 D.活性炭
E.碳酸钠
请用上述物质的名称或化学式填空:用于电器着火灭火剂的是 ,供人呼吸用的是 ,生活中用于作调味品的是 .
(2)下图是燃气热水器示意图.某热水器以天然气(主要成分是CH4)为燃气.
①写出CH4完全燃烧的化学方程式: ;
②当“空气进气孔”被部分堵塞,不完全燃烧产生有毒气体M的化学式为 .
(3)运动员需要生理盐水,补充水分和电解质,还会往生理盐水中添加适量的葡萄糖(C6H12O6),以及时补充能量.生理盐水的溶质是 ;葡萄糖的摩尔质量为 ,葡萄糖中碳元素的质量分数为 .
19.化学与生活、生产密切相关.请回答下列问题:
(1)生活中硬水软化的常用方法是 .
(2)食品袋内充入氮气的目的是 .
(3)稀有气体能制成多种用途的电光源的原因是 .
(4)做饭时,有时燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或橙色,锅底出现黑色,此时应将灶具或炉具的进风口 .
(5)在书写具有保存价值的档案时,最好使用 (填序号 ).
A.纯蓝墨水笔
B.碳素墨水笔
C.圆珠笔
(6)纳米级材料二氧化钛(TiO2)能有效去除因装修带来的多种有害气体.TiO2中Ti的化合价为 .
(7)硫化镉是“文身彩贴”的主要成分,可经皮肤进入人体内,干扰人体正常的新陈代谢.已知硫化镉中镉(Cd)元素化合价为+2、硫元素的化合价为-2,其化学式是 .
(8)用活性炭除去装修产生的对人体有害的气体,利用了它的 性.
(9)油库、面粉厂都要严禁烟火的原因是 .
(10)实验室用酒精作为燃料: (用化学方程式表示).
(11)小明在生活中观察到:点燃的小木棒燃烧端朝上,往往没燃尽就熄灭,而燃烧端朝下,往往不易熄灭.从燃烧的条件来看,你认为燃烧端朝上的小木棒,没燃尽就熄灭的最主要原因是 ,若将小木棒事先涂油,燃烧端朝上也不易熄灭,请说明原因: .
(12)许多家庭做饭用罐装的“煤气”作燃料,罐中所装的是液化石油气.
①它是石油化工的一种产品.石油属于 能源(填“可再生”或“不可再生”).
②若厨房失火时,移走“煤气罐”,这是利用了 原理灭火(填序号).
A.清除可燃物
B.使可燃物与氧气隔绝
C.降低可燃物的着火点
三、综合探究题(每空1分,共14分)
20.化学是一门以实验为基础的科学,借助科学的实验方法,我们可以从不同角度正确地认识物质.
实验一:探究物质的组成,如图所示.
(1)图A所示实验可用于测定空气的组成.
①写出红磷燃烧的化学反应方程式: ;
②能说明空气是混合物的现象为:红磷燃烧结束后,冷却到室温,打开止水夹, .
(2)图B所示实验可用于测定水是由 组成的.
实验二:探究微粒的性质,如图所示.
(3)图C所示实验,用甲、乙两支大小相同的注射器,分别吸取等体积的空气和水,用手指顶住注射器末端的小孔,用相同大小的力,将栓塞慢慢推入.通过对比上述两个实验,可以得出:在相同条件下,空气的微粒间的空隙比水的 (填“大”或“小”).
(4)图D所示实验,先向烧杯乙中加入20 mL蒸馏水,再滴入几滴酚酞溶液,酚酞不变色,然后向烧杯甲中加入5 mL浓氨水,用一个大烧杯罩住A、B两个小烧杯.几分钟后,观察到烧杯乙的酚酞溶液变红色.从微观角度解释产生上述现象的原因: .
21.实验室制取气体常用的装置如下图所示,请回答下列问题:(选用装置时填字母编号)
①写出仪器a的名称: .
②写出实验室制取二氧化碳的化学方程式 ,收集二氧化碳的装置是 (填序号),该方法利用的二氧化碳性质是 .
③上述发生装置中不能用于实验室制二氧化碳的是 ,若用装置D制二氧化碳,石灰石放在 (填甲、乙或丙)处.
④实验室在常温下用块状电石(CaC 2)与水反应制取乙炔(C 2H2)气体,该反应必须控制反应速度,否则容易引起装置炸裂.你认为最适合制取乙炔气体的发生装置是 .该反应同时生成氢氧化钙,写出该反应的化学方程式: .
⑤用装置F收集氧气,操作的正确顺序为 (填编号).
a.将导管伸入集气瓶口,气体进入瓶中
b.将装满水的集气瓶倒置在水槽中
c.当气体收集满时,用毛玻璃片盖上瓶口,将集气瓶移出水面放置
四、计算题(共11分)
22.(1)某课外活动小组按下图所示装置制取二氧化碳,并检验二氧化碳的性质.若用装置B来证明二氧化碳与水反应生成碳酸,B中除有少量水外,还应加入的试剂是 ,当①、②导管口连接时,B中看到的实验现象是 ,其反应的化学方程式为 .
当导管断开一段时间后,看到B中的现象是 ,其反应的化学方程式为: .
(2)为测定当地石灰石中含碳酸钙的质量分数,该课外活动小组取来一些矿石,并取稀盐酸200 g,将其平均分成4份,进行实验,其结果如下:
实验
第1份
第2份
第3份
第4份
加入样品
的质量/g
5
10
15
20
生成CO2
的质量/g
1.54
3.08
4.4
m
依据表中数据请分析计算:
①哪几项反应中盐酸有剩余? .
②上表中m的数值是 .
③试计算这种石灰石中碳酸钙的质量分数.
【答案与解析】
1.D(解析: 物理性质是指物质不需要化学变化就表现出的性质,包括颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、挥发性、延展性、导电性、吸水性、吸附性等;化学性质是指物质在化学变化中表现出来的性质,包括可燃性、氧化性、还原性、活泼性、稳定性、腐蚀性、毒性、金属活动性等.A.活性炭净水是利用活性炭的吸附性,属于物理性质;B.金刚石作装饰品是利用其能发出璀璨夺目的光彩,属于物理性质;C.铜丝作导线是利用铜的导电性,属于物理性质;D.氢气作高能燃料是利用氢气的可燃性,属于化学性质.)
2.B(解析: 物理变化和化学变化的根本区别在于是否有新物质生成,如果有新物质生成,则属于化学变化,反之则是物理变化.A.湿衣晾干是物质状态的改变,没有生成新的物质,属于物理变化,错误;B.镁带燃烧是镁和空气中的氧气反应,生成了新的物质,属于化学变化,正确;C.石蜡熔化是物质状态的改变,没有生成新的物质,属于物理变化,错误;D.橙子榨汁是物质形状的改变,没有新物质生成,属于物理变化.)
3.B(解析: 不能用燃着的酒精灯去引燃另一盏酒精灯,A错误,用量筒量取一定量的液体时,视线要与凹液面的最低处保持水平,C错误,过滤时应该用玻璃棒引流,而不能将液体直接倒入漏斗中,D错误.)
4.A(解析:①没有给试管均匀预热,试管受热不均发生炸裂,正确;②试管外壁潮湿,加热过程中突然遇冷发生炸裂;③试管口没有略微向下倾斜,药品表面产生的湿气在试管口凝结成小水滴,倒流回试管,炸裂试管,正确;④排水法收集完氧气,先撤酒精灯,装置内的压强减小,冷水倒流回热的试管中,炸裂试管.)
5.C(解析:蒸馏水、氧气、氯酸钾三种物质中都只含有一种物质,属于纯净物,混合物是指含有多种物质的物质.)
6.D(解析: 根据质量守恒定律:化学反应前后,元素的种类不变,故实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气的共同点是它们都含有氧元素.)
7.D(解析: 测定空气中氧气含量不能用木炭,因为在消耗了氧气的同时产生了二氧化碳气体,所以A错误;比较MnO2和Fe2O3的催化效果,为了起到对比作用,其他的条件必须相同,所以B错误;收集氧气并测量氧气的体积,收集氧气时气体应该从短管进.)
8.C(解析: A选项方程式没有配平,不符合题意;B选项方程式正确,但不属于分解反应;C选项化学方程式书写正确,且属于分解反应,符合题意;D选项方程式正确,但不属于分解反应.)
9.C(解析: 假设原子分别为A、B、C,则反应的方程式可表示为:2AB+2BCA2+2B2C.此反应有单质A2生成,A正确;在化学变化中,原子不可以分,B正确;此反应有两种物质生成,C错误;由反应的化学方程式知,参加反应的两种分子的个数比为1∶1,C正确.)
10.C(解析: A.原子核是由质子、中子构成的,错误.B.在原子里质子数等于电子数,不一定等于中子数,错误.C.最外层电子数决定了元素的化学性质,物质发生化学变化时发生改变的只是原子核外的电子,正确.D.化学变化的特征就是有新物质生成,可能是沉淀、气体或其他的现象,错误.故选C.)
11.D(解析:2H表示2个氢原子,2O2表示2个氧分子,氦元素的元素符号为He,所以A、B、C错误.故选D.)
12.C(解析: 降低水的硬度的方法有蒸馏和煮沸,活性炭具有疏松多孔的结构,能吸附颜色和异味.)
13.B(解析: 根据质量守恒定律的微观解释:化学反应前后,原子的种类、个数都不变,故结合化学方程式:2CO+2NO2X+N2,不难推出X的化学式为CO2.)
14.A(解析:炒菜时油锅着火,立即盖上锅盖来熄灭,家用电器着火时,不能立即用水浇灭,防止触电,高层住房着火时,不能立即打开所有门窗,发现煤气泄漏时,不能立即打开排风扇电源开关,应该先开门窗通风,再检查.故选A.)
15.A(解析: A中二氧化碳与水反应但没有明显的变化,B中会生成白色沉淀,C中的溶液会变为红色,D中的蜡烛会熄灭.)
16.D(解析: A选项二氧化碳溶于水中 ,与水发生反应生成碳酸;B选项二氧化碳溶于澄清的石灰水中,发生反应生成碳酸钙和水;C选项进行光合作用,产生新物质氧气和有机物;D选项二氧化碳制成干冰,只是状态的改变,属于物理变化.)
17.(1)CH4 (2)甲;甲、丙 (3)2∶1;③⑤(解析: 从构成看,甲物质的化学式为CH4,甲烷是最简单的有机物,可以用作燃料,在上述一系列反应中,发生变化的是分子数目和元素化合价,原子种类、原子数目、元素种类都不会改变.)
18.(1)二氧化碳;氧气;食盐 (2)①CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O ②CO (3)氯化钠;180 g/mol;40%(解析: (1)二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧,故可用于电器着火时的灭火剂;氧气能供给呼吸;食盐在生活中可用作调味品.(2)①CH4完全燃烧的化学方程式为CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O;②当“空气进气孔”被部分堵塞时,不完全燃烧产生有毒气体CO.(3)生理盐水的溶质是氯化钠;葡萄糖的摩尔质量=12×6+1×12+16×6=180(g/mol);根据元素质量分数的表达式,葡萄糖中碳元素的质量分数=72/180×100%=40%.)
19.(1)煮沸 (2)防腐(或防挤压变形等合理即可)
(3)稀有气体在通电时能发出不同颜色的光
(4)调大 (5)B (6)+4 (7)CdS (8)吸附
(9)可能发生爆炸(油库、面粉厂周围的空气中混有可燃性的气体或粉尘,遇明火会发生急剧燃烧,短时间内聚积大量热,在有限的空间内气体体积迅速膨胀而引起爆炸) (10)C2H5OH+3O22CO2+3H2O (11)小木棒温度不易达到着火点;着火点较低的油燃烧产生的热量,使小木棒温度较易达到着火点 (12)①不可再生 ②A(解析: (1)降低水的硬度的方法有煮沸和蒸馏,生活中常用煮沸的方法;(2)氮气的化学性质不活泼,常用作保护气;(3)稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,常用于电光源;(4)碳不完全燃烧会生成炭黑,故要使燃料充分燃烧就要增加空气的量;(5)碳的化学性质在常温下稳定,能长时间保存;(6)已知氧元素为-2价,根据在化合物中元素化合价的代数和为0可知钛元素显+4价;(7)根据化合物的化学式的写法:正价在左,负价在右,正负化合价代数和为0的原则,可知它们形成的化合物的化学式为CdS;(8)活性炭具有疏松多孔的结构,能吸附颜色和异味;(9)汽油、面粉均是可燃物,故要严禁烟火;(10)酒精燃烧生成的是二氧化碳和水:C2H5OH+3O22CO2+3H2O;(11)燃烧需要同时满足三个条件:一是要有可燃物,二是可燃物要与氧气接触,三是温度要达到可燃物的着火点;以上三个条件都能满足时,可燃物才能发生燃烧.现木棒熄灭了,可知是由于温度没有达到着火点;着火点较低的油燃烧放出热量,使小木棒温度较易达到着火点,故不易熄灭;(12)石油属于化石燃料,属不可再生资源;厨房失火时,移走“煤气罐”,这是利用了清除可燃物的方法.)
20.(1)①4P+5O22P2O5 ②水倒吸入集气瓶,且未充满集气瓶 (2)氢元素和氧元素 (3)大
(4)氨分子不断运动到乙烧杯中(解析: (1)实验①的原理是红磷燃烧消耗氧气,导致集气瓶内的压强减小,水倒流入集气瓶中的体积则为氧气的体积,红磷燃烧生成的是五氧化二磷.(2)图B是电解水实验,电解水实验中与正极相连的试管中产生的是氧气,用带火星的小木条检验,与负极相连的试管中产生的是氢气,可用燃烧法检验,正负两极气体的体积比为1∶2,质量比为8∶1 ,该实验能得出水由氢元素和氧元素组成的结论.(3)在相同条件下,气体分子间的间隔比液体分子间的间隔大.(4)由于分子在不断地运动,故氨气分子会运动到装有酚酞的烧杯中使酚酞变红.)
21.①酒精灯 ②CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑;E;密度比空气大 ③ A;乙 ④ C;CaC 2 +2H2OC 2H2↑+Ca(OH)2 ⑤bac(解析:实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,气体收集装置的选择依据气体的密度和溶解性,由于二氧化碳的密度比空气大且能溶于水,收集二氧化碳的装置是E.气体发生装置的选择依据反应物的状态和反应条件,由于实验室制二氧化碳是固体和液体在常温下的反应,故上述发生装置中不能用于实验室制二氧化碳的是A ,若用装置D制二氧化碳,石灰石放在乙处,这样可以实现固液分离,从而达到控制反应的目的.而装置B的优点是可以随时添加液体药品,装置C的优点是通过控制滴加液体的速率,从而控制反应的速率,装置D的优点是可控制反应的发生和停止, 故选C.电石(CaC 2)与水反应生成氢氧化钙和乙炔(C 2H2)气体,该反应的化学方程式为CaC 2 +2H2OC 2H2↑+Ca(OH)2.用装置F收集氧气,操作的正确顺序为将装满水的集气瓶倒置在水槽中,将导管伸入集气瓶口,气体进入瓶中,当气体收集满时,用毛玻璃片盖上瓶口,将集气瓶移出水面放置.)
22.(1)石蕊溶液;石蕊溶液由紫色变为红色;CO2 + H2OH2 CO3;红色逐渐消失又变为紫色;H2 CO3 H2 O + CO2↑ (2)①第1、2份 ②4.4 ③解:设石灰石中碳酸钙的质量分数x.
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
100 44
5 g×x 1.54 g
1005xg=441.54 g,
解得:x=70%.
答:该这种石灰石中碳酸钙的质量分数为70%.(其他解法符合题意也给分)(解析:二氧化碳能与水反应生成碳酸,酸性物质能使紫色石蕊试液变红,所以反应的化学方程式为:CO2+H2OH2CO3;二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色的石蕊溶液变红.碳酸不稳定,受热易分解,因此红色溶液又会变成紫色.所以反应的化学方程式为H2 CO3H2 O + CO2↑.第3次实验50 g稀盐酸量不足,石灰石没完全反应,第4次实验石灰石增加到20 g时,50 g稀盐酸依然量不足而石灰石没有完全反应;当石灰石质量为15 g时,因50 g稀盐酸量不足而石灰石没完全反应,所以,石灰石增加到20 g时,50 g稀盐酸依然量不足,所以此时产生二氧化碳的质量仍然为4.4 g,也就是m值为4.4.)
初中化学人教版九年级上册课题2 燃料的合理利用与开发教学设计: 这是一份初中化学人教版九年级上册课题2 燃料的合理利用与开发教学设计,共5页。
初中人教版课题2 燃料的合理利用与开发教学设计: 这是一份初中人教版课题2 燃料的合理利用与开发教学设计,共3页。教案主要包含了知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观,教学重点,教学难点等内容,欢迎下载使用。
初中人教版课题2 燃料的合理利用与开发教案: 这是一份初中人教版课题2 燃料的合理利用与开发教案,共4页。教案主要包含了课题分析,教学目标,教学重点,教学难点,教具准备,课时计划 2课时等内容,欢迎下载使用。