第七單元課題1燃燒和滅火素材— 九年級化學人教版上冊

課題1 燃燒和滅火【探索與發(fā)現(xiàn)】一、人類認識火的歷史人類使用火的歷史可追溯到幾十萬年以前。據考古記載，五十萬年前，北京猿人聚集的周口店龍骨山北坡的洞穴里留下了厚厚的灰燼積層、木炭和燒黑的獸骨。學會使用火既是人類的一個重大進步，也為人類社會文明創(chuàng)造了前提條件。這在人類發(fā)展的歷史上確實經過了漫長的時期。古代：我國古代的“五行說”把構成物質的材料歸納為“金、木、水、火、土”五類，火是其中的一類。 古希臘有“四元說”，提出“水、土、火、氣”。古印度的“四大說”，提出“地、水、火、風”。近代：1703年史塔爾總結了燃燒中的各種現(xiàn)象及各家的觀點后，提出系統(tǒng)的燃素學說。其要點是：火是由無數細小而活潑的微粒構成的物質實體，由火微粒構成的火元素就是”燃素”。 在地球上，動物、植物、礦物中都含燃素，物體失去燃素變成死的灰燼，灰燼獲得燃素，物體又會復活。拉瓦錫于1777年提出了燃燒作用的氧化學說，主要內容是：燃燒時放出光和熱。物體只有在氧氣存在時才能燃燒。氧氣的發(fā)現(xiàn)徹底推翻了統(tǒng)治化學一百余年的燃素學說，并使“過去在燃素學說形式上倒立著的化學全部正立過來了”現(xiàn)代：在二十世紀二十年代，由于化學動力學的發(fā)展，自由基(鏈)反應理論問世，并應用這一理論對燃燒動力學進行研究，從而極大地推動了燃燒學的發(fā)展。二十世紀三十年代，前蘇聯(lián)科學家謝苗諾夫等人創(chuàng)建了燃燒反應動力學的鏈鎖反應理論，這就解決了燃燒的歷史問題，使人們對燃燒的本質有了更深刻的認識。燃燒必須同時具備下述三個條件：可燃性物質、助燃性物質、讓溫度達到著火點的點火源。每一個條件要有一定的量，相互作用，燃燒才能產生。可燃物質種類繁多，按物理狀態(tài)可分為氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三類。常見的助燃物有空氣、氧氣、氯氣等。在生產中，常見的引起火災爆炸的點火源有以下8種： (1) 明火 (2) 高熱物及高溫表面 (3) 電火花、(4) 靜電、雷電 (5) 摩擦與撞擊 (6) 易燃物自行發(fā)熱 (7) 絕熱壓縮  (8) 化學反應熱及光線和射線。隨著科學的發(fā)展，對燃燒的認識還將不斷完善和深化。二、消防安全知識火給人類帶來了文明，為人類提供了能量，加速了人類的文明進程。火的使用讓人類進入了文明時代，人類的發(fā)展過程也是一個智慧用火的過程，雖然大火有時會釀出悲劇，但它不能動搖火對人類發(fā)展起到的積極作用。人們加強了去識火、用火、滅火、控火的意識。下面給出一些防火與滅火救援基本知識：1、火災事故預防（1）養(yǎng)成良好的生活習慣，不能隨意丟棄未熄滅的煙頭和其他火種；不能在酒后、疲勞狀態(tài)和臨睡前躺在床上或沙發(fā)上吸煙。外出和臨睡前應關閉電器、燃氣爐具，熄滅火源。（2）節(jié)慶時，應按規(guī)定安全燃放煙花爆竹，不能隨意讓兒童燃放煙花爆竹；也不要讓兒童玩火。（3）不能在草木繁茂的山林野炊，特別是在干燥的森林防火期。（4）廚房塵垢油污、煙囪及排油煙機通風管道等，應隨時清理，以減少油脂進入通風管內。（5）房屋內部隔間、地板、天花板、灶臺等，應使用不可燃建筑材料，窗簾等裝璜應使用不燃性或經阻燃處理的難燃材料。（6）公共場所應制訂防火避難逃生方案，各樓層明顯處應懸掛緊急逃生路線圖，并進行演練。2、發(fā)生火災時怎樣報警？（1）一般情況下，發(fā)生火災后應一邊組織滅火一邊及時報警，報警電話：“119” 。（2）當現(xiàn)場只有一個人時，應一邊呼救，一邊進行處理，必須盡快報警，邊跑邊呼叫，以便取得附近群眾的幫助。（3）報警時沉著冷靜，要講清詳細地址、起火部位、著火物質、火勢大小、報警人姓名及電話號碼，并派人到路口迎候消防車。 3、滅火時應注意什么問題？ （1）、首先要搞清起火的物質，再決定采用什么滅火器材。（2）、運用一切能滅火的工具，就地取材 （3）、滅火器應對著火焰的根部噴射。（4）、人員應站立在上風口。（5）、應注意周圍的環(huán)境，防止塌陷和爆炸。4、發(fā)生火災時如何逃生？（1）、當你處于煙火中，首先要想辦法逃走。如煙不濃可俯身行走；如煙太濃，須臥地爬行，并用濕毛巾蒙著口鼻，以減少煙毒危害。（2）、不要朝下風方向跑，最好是迂回繞過燃燒區(qū)，并向上風方向跑。（3）、當樓房發(fā)生火災時，如火勢不大、可用濕棉被、毯子等披在身上，從火中沖過去，如樓梯已被火封堵，應立即通過屋頂由另一單元的樓梯脫險；如其他方法無效，可用繩子或撕開的被單連接起來，順著往下滑；如時間來不及應先往地上拋一些棉被，沙發(fā)墊等物，以增加緩沖（適用于低層建筑）。 思考：（1）通過以上材料，談談你對燃燒的再認識。（2）請同學們相互交流一下你在學習、生活中的預防火災的措施。召集你的小伙伴們，討論假設你所在學?；蛩谏虉霭l(fā)生火災，一旦遇到險情，你應該怎么辦呢？這些方法分別應用的是原理？將你們的想法談一談。三、常常與燃燒相伴的一種現(xiàn)象爆炸（一）爆炸的概念 爆炸是指由于物質急劇氧化或分解反應，使溫度、壓力急劇增加或使兩者同時急劇增加的現(xiàn)象。爆炸可分為：物理爆炸、化學爆炸和核爆炸。物理爆炸：由于液體變成蒸氣或者氣體迅速膨脹，壓力急速增加，并大大超過容器的極限壓力而發(fā)生的爆炸。如蒸氣鍋爐、液化氣鋼瓶等的爆炸?；瘜W爆炸：因物質本身起化學反應，產生大量氣體和高溫而發(fā)生的爆炸。如炸藥的爆炸，可燃氣體、液體蒸氣和粉塵與空氣混合物的爆炸等?；瘜W爆炸是消防工作中防止爆炸的重點。 3核爆炸：指核武器或核裝置在幾微秒的核反應時，瞬間釋放出大量能量的過程。核反應釋放的能量能使反應區(qū)（又稱活性區(qū)）溫度升高到數千萬開，壓強增到幾十億大氣壓（1大氣壓等于101325帕），成為高溫高壓等離子體。反應區(qū)產生的高溫高壓等離子體輻射X射線，同時向外迅猛膨脹并壓縮氣體，使整個氣體也變成高溫高壓等離子體并向外迅猛膨脹，發(fā)出光輻射，接著形成沖擊波（即激波）向遠處傳播。（二）爆炸極限 爆炸極限：爆炸極限是指可燃氣體、蒸汽或粉塵與空氣混合后，遇火產生爆炸的最高或最低濃度。通常以體積百分數表示?？扇細怏w、蒸氣或粉塵與空氣組成的混合物，能使火焰?zhèn)鞑サ淖畹蜐舛确Q為該氣體或蒸氣的爆炸下限（也稱燃燒下限）。而能使火焰?zhèn)鞑サ淖罡邼舛确Q為該氣體或蒸氣的爆炸上限（也稱燃燒上限）。 處于爆炸上限與下限之間的混合物遇火有可能發(fā)生爆炸。（三）影響爆炸極限的因素爆炸極限值的影響因素主要有：初始溫度、初始壓力、惰性介質及雜質、混合物中氧含量、點火源等。結果是：初始溫度高，爆炸極限范圍大；初始壓力高，爆炸極限范圍大；混合物中加入惰性氣體，爆炸極限范圍縮小，特別對爆炸上限的影響更大?；旌衔锖趿吭黾樱ㄏ孪藿档?，爆炸上限上升。（四）粉塵爆炸的特點 粉塵爆炸的條件：（1）粉塵本身必須是可燃性的；（2）粉塵必須具有相當大的比表面積(比表面積:是指多孔固體物質單位質量所具有的表面積)；（3）粉塵必須懸浮在空氣中，與空氣混合形成爆炸極限范圍內的混合物；（4）有足夠的點火能量。影響粉塵爆炸的因素：（1）顆粒的尺寸；（2）粉塵濃度；（3）空氣的含水量；（4）含氧量；（5）可燃氣體含量。顆粒越小其比表面積越大，氧吸附也越多，在空氣中懸浮時間越長，爆炸危險性越大?？諝庵泻吭礁?、粉塵越小、引爆能量越高。隨著含氧量的增加，爆炸濃度范圍擴大。有粉塵的環(huán)境中存在可燃性氣體時，會大大增加粉塵爆炸的危險性。粉塵爆炸的特點：（1）多次爆炸是粉塵爆炸的最大特點；（2）粉塵爆炸所需的最小點火能量較高，一般在幾十毫焦耳以上。（3）與可燃性氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升較緩慢，較高壓力持續(xù)時間長，釋放的能量大，破壞力強?！疽呻y辨析】1、燃燒時一定有火焰產生嗎？ 簡析：火焰往往是氣體可燃物燃燒時出現(xiàn)的現(xiàn)象。有許多燃燒發(fā)生時，可燃物以固態(tài)形式直接與氧氣反應，這種燃燒只發(fā)光、放熱，或出現(xiàn)火星四射的現(xiàn)象，如碳在氧氣中燃燒發(fā)出白光，鐵在氧氣中燃燒產生火星四射的現(xiàn)象。因此燃燒不一定產生火焰。2、有發(fā)光、發(fā)熱現(xiàn)象的，一定是燃燒嗎？簡析：不一定。燃燒屬于化學變化，許多物理變化也有發(fā)光、發(fā)熱的現(xiàn)象，如電燈通電后發(fā)光、發(fā)熱，電爐通電后也有發(fā)光、發(fā)熱的現(xiàn)象，但都不是燃燒。3、爆炸一定屬于化學變化嗎？簡析：不一定。爆炸是極短時間內放出大量能量，產生高溫，體積迅速膨脹造成的。如自行車輪胎爆炸、高壓鍋爆炸都屬于物理變化。一般由燃燒引起的爆炸一定屬于化學變化。4、點燃可燃性氣體為什么要檢驗其純度？簡析：可燃性氣體如果不純，混有氧氣的情況下點燃時可能會發(fā)生爆炸。5、發(fā)現(xiàn)室內液化氣或煤氣泄漏，應趕緊打開排氣扇把氣體排出去，或打電話報警，這樣做可以嗎？簡析：打開排氣扇或打電話都有可能產生電火花，將泄漏的可燃性氣體點燃而發(fā)生爆炸，因此不能這么做。正確的做法是先將閥門關閉，再打開門窗通風。進屋時最好將鞋子也脫掉，以免摩擦產生靜電，這樣做會更安全。6、發(fā)生火災時都可用水或二氧化碳撲滅嗎？簡析：電源或電器設備著火時，由于自來水能導電，所以不能用水來撲救。油鍋著火也不能用水撲滅，因為油的密度小于水的密度，油會浮在水面繼續(xù)燃燒且擴大燃燒面積?；顫娊饘偃玮c等著火也不可用水撲滅，因為活潑金屬可以與水反應，生成氫氣，有些物質可以與二氧化碳反應，如金屬鎂，能與二氧化碳反應，也不可用二氧化碳撲滅?！景咐治觥恳?、 燃燒條件再探究：化學學習小組在學習完本課之后，就地取材用生活中的一些物品再次探究了燃燒的條件，你就是小組中的一員，下面開始實驗：實驗用品：小蠟燭、水、鑷子、酒精燈、燒杯、棉花、小石子、小木條實驗步驟：（1）分別夾取一根小木條和一塊小石子，在酒精燈上點燃。（2）分別夾取一個蘸有水、一個沒蘸水的小棉花團，放到酒精燈的火焰上片刻。（3）燃兩支小蠟燭，將其中的一支用燒杯罩住?？偨Y發(fā)言：1、結合上述實驗談談各步中的實驗現(xiàn)象及結論？2、評價一下本探究實驗與教材的探究實驗，你還有沒有更加智慧的方法和建議？點撥：1、步驟一中木條燃燒而石子不燃燒，說明燃燒必須有可燃物。步驟二中有水的棉團不燃燒，沒有水的棉團燃燒，說明燃燒必須達到可燃物的著火點。步驟三中罩住的熄滅，說明燃燒需要氧氣。2、比較一下兩者的優(yōu)缺點，同時結合教材的小實驗說明其它的方法。二、 根據下圖中的生活中的滅火方法，談談其中的滅火原理。 圖一 關閉燃氣 圖二 蓋上鍋蓋 圖三 吹滅蠟燭點撥：圖一清除可燃物，達到滅火的目的。圖二是隔絕氧氣，圖三是降低溫度達到滅火的目的?！眷柟膛c提高】1、你能說出下列成語所包含的科學道理嗎？鉆木取火煽風點火水火不容杯水車薪釜底抽薪2、將點燃的火柴豎直向上，火柴不易繼續(xù)燃燒，實際做一下實驗，親自體會一下，然后說說其原因是什么？3、將一根粗銅絲（或多股細銅絲）繞成一個內徑比蠟燭直徑稍小的線圈，圈與圈之間需有一定的空隙，點燃蠟燭，把銅絲制成的線圈從火焰上面逐漸往下罩，觀察線圈底層停留在火焰中部及完全罩住蠟燭火焰時的現(xiàn)象。再把銅絲線圈用酒精燈加熱后，再罩住蠟燭火焰、觀察現(xiàn)象。實驗記錄：  實驗內容冷的銅線圈熱的銅線圈罩住火焰置于火焰中部完全罩住火焰實驗現(xiàn)象 比較三種情況下的現(xiàn)象，你知道了銅絲為什么能滅火嗎？4、現(xiàn)在許多家庭使用液化氣做燃料，為使人們警覺，常在其中加入有惡臭味的硫醇。某居民回家聞到該惡臭味后，立即去旋轉灶具上的自動點火開關檢查，突然引起了劇烈爆炸。請你分析爆炸原因。如果是你，首先應該怎么做？如果是夜晚能否開燈檢查？為什么？5、開放思考：某生產煙花爆竹的工廠，為了加強工人的防火意識，保證生產和生活的安全，想制定一個安全防火制度，請你利用所學知識幫他們多提幾點建議，并說服老板接受你的建議。