燃烧条件与灭火原理

燃烧条件与灭火原理、辨别物质的元素组成
燃烧是日常生活中经常见到的现象，从化学科学的角度来说，燃烧是一种化学反应。

掌握燃烧发生的条件，就能控制燃烧的进行，从而达到节约能源减少污染的目的。

灭火的原理就是破坏燃烧所必需的条件。

元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。

学习元素的知识，有利于我们更好的了解物质的组成情况。

【重点难点】
重点：(1)从化学反应的角度认识燃烧和灭火的原理。

(2)探究燃烧条件，了解控制燃烧条件就能达到促进燃烧、防火、灭火目的。

了解常用灭火方法。

(3)掌握元素的概念，元素符号的含义，熟记常见元素的符号。

(4)理解并掌握对物质的简单分类。

难点：(1)探究燃烧条件。

(2)对元素概念的理解。

【知识讲解】
燃烧条件与灭火原理
一、燃烧：
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。

1、物质燃烧必须同时满足三个条件
①物质具有可燃性(即物质是可燃物)。

②可燃物与氧气接触。

③可燃物的温度达到其自身的着火点。

下面的“火三角”形象的说明了上面的三个条件：
说明：①着火点就是可燃物燃烧所需要的最低温度，一种可燃物的着火点不是固定不变的。

固体可燃物着火点与它的表面积大小，导热系数大小有关。

②上述三个条件强调缺一不可，必须同时满足物质才能燃烧。

2、灭火的方法：不论什么方法灭火，原理都是想办法破坏燃烧所需要的三个条件中的任意一个或多个。

通常有三种方法：
①将可燃物与空气隔绝。

②将可燃物的温度降到其着火点以下。

③取走可燃物。

例：① 熄灭酒精灯时用灯帽盖灭。

原理是将可燃物与空气隔绝。

②森林失火要在距离火场不远处，迅速伐木以形成隔离带。

其原理是取走可燃物。

③商场起火常用高压水灭火。

其原理是用冷水吸热降低温度，使温度低于可燃物着火点。

二、促进燃烧的方法
通过可燃物的燃烧给我们提供所需要的热能。

如果可燃物不充分燃烧将会带来环境污染和燃料的浪费。

因此要促进可燃物燃烧以提供更多热能，减少有害气体的产生。

如碳燃烧不完全将生成有害气体一氧化碳(CO)。

促进可燃物燃烧的方法
①增大氧气的浓度；
②增大可燃物与氧气的接触面积。

解释：氧气能够支持燃烧，燃烧是一种氧化反应，氧气的浓度越大，可燃物跟氧气的接触面积越大，燃烧就越剧烈，越充分。

讨论：①煤燃烧时常用粉碎后的粉末或加工成蜂窝煤，汽车化油器将汽油喷成雾状进入内燃机，为什么这样做?
这都是为了增大可燃物与空气中氧气的接触面积，促进燃烧反应发生的更快更完全。

②为什么细铁丝在空气中加热不会燃烧，而把加热后的铁丝放入氧气集气瓶中能够迅速燃烧？
因为空气中氧气浓度小，不足以支持铁丝燃烧起来。

三、爆炸
可燃性气体或易燃物粉尘有限空间内急速燃烧，短时间内产生大量热。

导致有限空间里的气体体积急剧膨胀，从而引起爆炸。

任何可燃性气体或粉尘与空气混合，在有限空间内点燃都有可能引起爆炸。

它们都有一定的爆炸极限。

爆炸极限是指可燃性气体或粉尘与空气形成的混合气体遇明火发生爆炸的浓度范围(即可燃气体或粉尘占混合气体的体积分数范围)。

氢气、天然气的爆炸极限分别为4－75％，5—15％。

四、缓慢氧化和自燃
1、缓慢氧化：
缓慢氧化是与燃烧对应的一类不剧烈的氧化反应，它进行的很缓慢，放出的热量有充分的时间散失掉，不易被人察觉，这种氧化反应叫缓慢氧化。

2、自燃
如果在发生缓慢氧化时，放出的热量不能及时散失，就会聚积起来，使物质的温度升高，如果温度达到了该物质的着火点，物质不经点火也会燃烧。

这种由缓慢氧化引起的自发燃烧叫做自燃。

如：将白磷放置在空气中首先会发生缓慢氧化，放出热量，由于其着火点较低，白磷很容易达到该温度，从而引起自燃。

燃烧、爆炸、缓慢氧化、自燃发生的都是氧化反应，都放热，只是它们反应的剧烈程度有差异。

五、易燃物和易爆物的安全知识
可燃物在有限的空间内急速地燃烧，就会在短时间内聚集大量的热，使气体体积急速膨胀而
引起爆炸。

可燃性气体或粉尘跟氧气(或空气)混合，由于可燃物与氧气接触的表面积很大，遇到明火就有发生爆炸的危险。

因此，加油站、面粉厂、煤矿矿井等处要严禁烟火。

要认识一些与燃烧和爆炸有关的图标。

几种常用灭火器的适用范围如下：
泡沫灭火器可以用来扑灭木材、棉花等燃烧而引起的火灾。

干粉灭火器除了用来扑灭一般的火灾外，还可用来扑灭油、气等燃烧引起的火灾。

二氧化碳灭火器用来扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器等处的火灾。

使用时，手一定要握在钢瓶的木柄上，否则会把手冻伤。

辨别物质的元素组成
1、元素的概念
元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。

(1)、元素种类：100余种(由此组成了3000多万种物质)。

(2)、地壳中含量前四位元素(质量分数)：氧(48.60%)、硅(26.30%)、铝(7.73%)、铁(4.75%)。

地壳中元素的含量情况：
(3)、生物细胞中前四位元素(质量分数)：氧(65％)、碳(18％)、氢(10％)、氮(3％)。

思考：
能不能认为地壳中或生物体内含量多的元素作用大，含量少的元素作用小？
有的元素虽然在地壳中或生物体中含量较少，但作用非常重要。

(4)、元素、原子的区别和联系：
2、元素符号
国际上统一用来表示元素的一种特定的化学符号。

(1)、意义：从宏观看，表示一种元素；从微观看，表示这种元素的一个原子。

(2)、书写：①由一个字母表示的元素符号要大写；
②由两个字母表示的元素符号，第一个字母要大写，第二个字母要小写。

说明：
(1)、在国际上现在统一采用元素拉丁文名称的第一个大写字母来表示元素，如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同时，就附加一个小写字母来区别，例如：用Cu来表示铜元素，O表示氧元素，Ca表示钙元素。

(2)、元素中文名称的特点：金属元素除汞以外都是“钅”旁，非金属元素按其单质在通常情况下的存在状态分别加“石”“气”等偏旁。

因此，我们可从它们的偏旁判断它们属于哪类元素。

思考：
如果在元素符号前面添上系数是否还能表示该元素？
如果在元素符号前面添上系数，就只表示该元素的原子，不能表示该元素。

如：H既表示氢元素，又表示一个氢原子；2H只能表示两个氢原子。

3、单质与化合物的区别及联系
元素可以单质状态存在，也可以化合物状态存在。

但在自然界里，元素大部分是以化合物状态存在的。

化合物的种类比较多，组成也比较复杂。

元素的存在状态不同，所形成的物质的化学性质也就不同。

例如：氯元素以单质状态存在时(氯气)就有毒，而以化合物状态存在于氯化钠(食盐)中则无毒。

物质的分类：
注意：
区分单质、化合物、纯净物、混合物时不能只看名称，而要认真分析其组成后才能得出结论。

不能只注重外表而不看实质。

【例题分析】
例1、点燃的火柴，竖直向上，火柴梗不易燃烧的原因是（）
A、火柴梗温度达不到着火点
B、火柴梗着火点高
C、火柴梗潮湿不易继续燃烧
D、火柴梗接触氧气少
分析：火柴梗各处着火点一样，跟氧气接触也充分。

由于点燃的火柴竖直向上，造成燃烧放出热量大都散失到空气中，尚未燃烧的火柴梗没有得到很好加热，温度达不到着火点，不易继续燃烧。

答案：A
例2、实验小组为探究可燃物燃烧的条件下进行了下面的两个实验：
(1)按图A实验(着火点：白磷40℃，红磷240℃；水温不低于70℃)，可观察到：铜片上白磷燃烧，红磷和水中的白磷没有燃烧。

由此可得的结论是：。

(2)按图B实验(集气瓶底部铺有少量砂子)，可观察到：镁条可以在二氧化碳气体中剧烈燃烧。

集气瓶内部有黑色碳和白色固体氧化镁生成。

写出该反应的文字表达式：。

对照实验(1)、(2)你对燃烧和灭火有哪些新的认识？。

分析：铜片上的红磷和白磷不是同种物质, 但它们所处的环境有两点相同的：①是与空气接触，②是温度相同。

实验时可观察到的现象是铜片上白磷燃烧，而红磷不能燃烧，说明白磷燃烧所需的温度比红磷低。

由此得出可燃物燃烧必须达到所需的着火点。

铜片上的白磷和水中的白磷的不同点是水中白磷与氧气隔绝，实验观察到的现象是水中的白磷不能燃烧，这表明可燃物燃烧必须与空气(或氧气)接触。

镁不仅能与空气中氧气反应，而且还能与二氧化碳反应。

通过这个实验，我们对燃烧条件又有新的认识：燃烧不一定有氧气参加。

所以，有些火灾不能用二氧化碳灭火。

答案：(1)可燃物燃烧必须满足两个条件，一是与氧气接触，二是温度要达到着火点。

(2)镁＋二氧化碳氧化镁＋碳；物质燃烧不一定是跟氧气反应，因此，有些火灾不能用二氧化碳灭火。

例3、火灾会给人类的生命和财产造成巨大损失。

如果我们的住房着火，是否要打开所有的门窗？为什么？从火灾中逃生时，用湿毛巾捂住鼻子和嘴，其主要作用是什么?
分析：从燃烧的条件和灭火的原理去分析。

关闭门窗时由于空气不流通，室内缺氧，火势相对小一些，有利于逃生。

答案：不能打开门窗。

因为打开门窗会使室内空气流通，为燃烧提供更多的氧气，燃烧就会更旺，也容易造成火势蔓延。

用湿毛巾捂住鼻子和嘴，其主要作用是防止燃烧产生的烟尘吸入体内。

例4、下列符号中，既能表示一种元素，又能表示该元素的一个原子，还能表示一种物质的是( )
A、C60
B、2H
C、2H2
D、Hg
分析：元素符号至少可以：(1)表示该种元素；(2)表示元素的一个原子。

对于由原子直接构成的物质，还可以用元素符号表示这种物质。

金属都是由原子直接构成的，因此可以用元素符号来表示。

答案：D
例5、经实验测定，某物质中只含有一种元素，则该物质（）
A、一定是纯净物
B、一定是单质
C、一定是混合物
D、一定不是化合物
分析：由同种元素组成的纯净物是单质，由两种或两种以上的元素组成的纯净物是化合物。

题干中的某物质只含有一种元素，可以肯定不是化合物。

同一元素可以形成性质不同的单质，如碳元素可以形成金刚石和石墨，氧元素可以形成氧气(O2)和臭氧(O3)，磷元素可以形成红磷和白磷等。

本题中只是说“某物质只含有一种元素”，不能肯定该物质一定是一种单质，还可能是一种元素组成的两种单质的混合物。

答案：D
【巩固提高】
1、通过下列操作能观察到燃烧现象的是（）
A、将红磷放入纯氧中
B、将白磷浸入40℃的水中
C、将白磷露置在40℃的空气中
D、在空气中用酒精灯给铁丝加热
2、食用油在锅内因过热着了火，将热锅端离火炉后，火仍不熄灭，此时熄灭它最合适的方法是（）
A、用水浇
B、把油泼掉
C、用灭火器扑灭
D、用锅盖将锅盖严
3、下列符号既能表示一种元素，又能表示该元素的一个原子，还能表示由这种元素组成的单质的符号是（）
A、Fe
B、H
C、O
D、N
4、某物质经分析只含一种元素，则该物质不可能是（）
A、单质
B、化合物
C、纯净物
D、混合物
5、“乐百氏”矿泉水标签上的水质成分如下(mg/L)：硒：0.013；锶：0.0596；锌：0.00162；钠：18.4；钙：4.69。

这里的硒、锶、锌、钠、钙是指（）
A、元素
B、原子
C、单质
D、分子
6、燃烧的剧烈程度除了与可燃物性质有关外，还取决于和；接触面积，氧气浓度；燃烧就越剧烈越完全。

7、在赤壁之战中，周瑜的军队点燃战船，熊熊燃烧的战船借助东风直冲曹军的木船，使曹军的木船燃起大火。

根据图所示燃烧的条件填写：曹军的木船是，木船燃烧的条件是。

8、面粉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可能。

这是因为面粉粉尘与空气充分接触后，遇到明火急速燃烧，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。

下面是模拟粉尘爆炸的一个实验：
如图，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无盖小塑料桶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)。

【参考答案】
1、C；
2、D；
3、A；
4、B；
5、A；
6、可燃物与氧气的接触面积；氧气的浓度；越大；越高
7、可燃物；氧气、温度达到着火点。

8、(1)使面粉充满金属筒；(2)①②；(3)严禁烟火。