第四章 燃料及其燃烧

第四章 燃料及其燃烧 4.1 燃烧与灭火

一、燃烧的条件

1、可燃物燃烧的条件 温度达到着火点

着火点——物质燃烧所需的最低温度 与氧气接触 2、燃烧的定义：

有剧烈的发光发热现象的化学反应 3、燃烧的三个条件

燃烧一定要有氧气参与吗？ 实验一：镁带在二氧化碳中燃烧

现象：剧烈燃烧，生成白色与黑色固体

化学方程式：222Mg CO MgO C +−−−

→+点燃

实验二：钠在氯气中燃烧

现象：剧烈燃烧、黄色火焰，生成白烟。

化学方程式：222Na Cl NaCl +−−−

→点燃

二、灭火与防火

1、缓慢氧化

白磷自燃：225452P O P O +→

与氧气发生的比较缓慢没有明显现象的氧化反应。 二硫化碳是一种具有挥发性的有机溶剂。

二硫化碳挥发后，白磷成为细小的颗粒留在滤纸上。

着火点底，白磷跟空气中的氧气接触后，发生缓慢氧化，并放热。

随着热量的积聚，当温度达到白磷的着火点时，发生白磷的自燃，并引起滤纸的燃烧。 如：钢铁生锈、食物腐败、酒的酿造、人和动物的呼吸、衰老、橡胶的老化。 2、爆炸

在有限的空间里，可燃物（可燃性的气体、可燃性的液体的蒸汽以及可燃性的粉尘）发生急速燃烧时，常会发生爆炸。

一切可燃性的气体、可燃性的液体的蒸汽、可燃性的粉尘在空气中的浓度达到一定范围时，

3、灭火与防火的原理隔绝空气或者氧气（灭火器、锅盖） 降低可燃物的温度到着火点以下（水） 移走可燃物（森林着火砍树开辟隔离带）

4、灭火器原理、选择及操作 （1）原理

简易灭火器：3242422 NaHCO H SO Na SO H O CO +→++↑

干粉灭火器：323222NaHCO Na CO H O CO −−

→++↑△

（2）灭火器选择

STOP30喷雾灭火器

法国公司Aktikam 的STOP30喷雾灭火器,既安全又快捷扑灭家庭、工厂、花园或营地的小火。喷雾时间更持久(可用45秒钟,普通灭火器只能维持4－5秒钟),更迅速扑灭火种。

STOP30它能彻底扑灭不同类型的火灾(例如因纸、油、溶剂和燃料引起的火灾),且可以安全地使用在最高达380伏特的电器用品上。它是高度耐热的。

STOP30主要由含多价添加剂(阴离子及酸硷性兼备的张力活性剂、甘油及防腐剂)的水组成,以氮气推进,该成分会形成快速覆盖火焰的泡沫。泡沫产生一层

薄膜,阻绝氧气,防止死灰复燃,令火焰在几秒钟内熄灭。

STOP30不危害健康,不刺激眼睛或皮肤,不含毒性,符合环保原则,它90%的成份可于5天后作生物分解。

家庭防火安全

家庭不妨配备以下几样东西，即一只小型家用灭火器，一根绳子，一只手电筒和几具简易的防烟面罩。

研究表明，烟雾中含有氢氰酸、丙烯醛、一氧化碳等有害气体，许多丧生者大都被毒烟熏死。此外，微粒碳也是烟雾中的杀手之一，防止微粒碳的伤害乃是当务之急。

然而，家庭如果备有一些简易的防毒防烟口罩，在危急关头，戴上防毒口罩，就能有效地抵御有毒烟雾的侵袭而死里逃生。如果没有口罩，毛巾也是可以应付突发情况的，尤其是浸水后使用效果更佳。如果平时花点钱备足以上四样东西，并放在家人比较熟悉且随手可取之处，在危急关头定能帮上大忙。

三、燃料的充分燃烧

提高燃料利用率的措施：

外部不间断的供应足够的氧气促进燃烧

把固体燃料粉碎，把液体燃料喷成雾状，增大燃料跟空气的接触面。

改进设备，防止热量散失。

小结

一、燃烧的条件

二、灭火与防火

4.2 碳

一、碳同素异形体

1．碳是组成物质的重要元素。

自然界里含碳元素的单质和化合物占物质总数的90%以上。

2．碳的单质

金刚石和石墨

（1）金刚石

阅读“扶南出金刚，生水底石上，如钟乳状，体似紫石英，可以刻玉，人没水取之，虽铁

锤击之亦不伤。”

金刚石是天然物质里最硬的物质

用途1：切割玻璃

用途2：制成钻石

金刚石的结构

（2）石墨

“用小刀削一些铅笔芯，触摸铅笔芯粉末”

石墨是自然界最软的物质之一

用途1：作笔芯

有滑腻感：作润滑剂

石墨的结构

“用铅笔芯串联成一个电路，观察灯泡是否明亮”

石墨能导电

熔点高

（3）富勒烯

碳元素组成的第三种单质

化学式：C 60

3．同素异形体：同种元素组成的不同的单质。 4．无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质组成 木炭、活性炭、焦炭、炭黑

判断：同素异形体

金刚石、石墨、富勒烯 一氧化碳、二氧化碳 红磷、白磷 水、双氧水 氧气、臭氧

二、单质碳的性质

1

2（1）可燃性

完全燃烧：22C O CO +−−−→点燃

不完全燃烧：222C O CO +−−−→点燃

（2）还原性

实验一：木炭还原氧化铜

现象：黑色固体变成红色，澄清石灰水变浑浊。

化学方程式：2

22C CuO CO Cu +−−−→↑+高温 还原剂——夺取氧的物质。

氧化剂——提供氧的物质。 还原剂具有还原性；

氧化剂具有氧化性；

氧化反应——物质与氧发生的化学反应

还原反应——含氧化合物里的氧被夺取的反应。

实验二：木炭与二氧化碳反应

化学方程式：

小结

碳的单质：

金刚石

石墨

富勒烯

同素异形体：C、P、O

碳的物理性质：特殊的物理性质——吸附性

碳的化学性质：

可燃性

还原性

4.3 化学燃料

世界能源结构发展

18世纪60年代：薪柴→煤炭

20世纪20年代：煤炭→石油、天然气

20世纪70年代：石油、天然气→以再生能源为基础的新型能源

一、化石燃料

化石燃料：煤、石油和天然气等由古代生物腐烂后，经过长期地质条件的变化，在地层中形成的大面积的可燃性矿物。

1、煤及其产品

煤：主要含碳，少量的S、P、H、N、O等元素；

管道煤气：主要可燃性成分为H2、CH4、CO；

水煤气：主要可燃性成分为H2、CO；

制取方法：水跟赤热的炭反应生成；