第七单元课题1燃烧和灭火素材— 九年级化学人教版上册

课题1 燃烧和灭火【探索与发现】一、人类认识火的历史人类使用火的历史可追溯到几十万年以前。据考古记载，五十万年前，北京猿人聚集的周口店龙骨山北坡的洞穴里留下了厚厚的灰烬积层、木炭和烧黑的兽骨。学会使用火既是人类的一个重大进步，也为人类社会文明创造了前提条件。这在人类发展的历史上确实经过了漫长的时期。古代：我国古代的“五行说”把构成物质的材料归纳为“金、木、水、火、土”五类，火是其中的一类。 古希腊有“四元说”，提出“水、土、火、气”。古印度的“四大说”，提出“地、水、火、风”。近代：1703年史塔尔总结了燃烧中的各种现象及各家的观点后，提出系统的燃素学说。其要点是：火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体，由火微粒构成的火元素就是”燃素”。 在地球上，动物、植物、矿物中都含燃素，物体失去燃素变成死的灰烬，灰烬获得燃素，物体又会复活。拉瓦锡于1777年提出了燃烧作用的氧化学说，主要内容是：燃烧时放出光和热。物体只有在氧气存在时才能燃烧。氧气的发现彻底推翻了统治化学一百余年的燃素学说，并使“过去在燃素学说形式上倒立着的化学全部正立过来了”现代：在二十世纪二十年代，由于化学动力学的发展，自由基(链)反应理论问世，并应用这一理论对燃烧动力学进行研究，从而极大地推动了燃烧学的发展。二十世纪三十年代，前苏联科学家谢苗诺夫等人创建了燃烧反应动力学的链锁反应理论，这就解决了燃烧的历史问题，使人们对燃烧的本质有了更深刻的认识。燃烧必须同时具备下述三个条件：可燃性物质、助燃性物质、让温度达到着火点的点火源。每一个条件要有一定的量，相互作用，燃烧才能产生。可燃物质种类繁多，按物理状态可分为气态、液态和固态三类。常见的助燃物有空气、氧气、氯气等。在生产中，常见的引起火灾爆炸的点火源有以下8种： (1) 明火 (2) 高热物及高温表面 (3) 电火花、(4) 静电、雷电 (5) 摩擦与撞击 (6) 易燃物自行发热 (7) 绝热压缩 (8) 化学反应热及光线和射线。随着科学的发展，对燃烧的认识还将不断完善和深化。二、消防安全知识火给人类带来了文明，为人类提供了能量，加速了人类的文明进程。火的使用让人类进入了文明时代，人类的发展过程也是一个智慧用火的过程，虽然大火有时会酿出悲剧，但它不能动摇火对人类发展起到的积极作用。人们加强了去识火、用火、灭火、控火的意识。下面给出一些防火与灭火救援基本知识：1、火灾事故预防（1）养成良好的生活习惯，不能随意丢弃未熄灭的烟头和其他火种；不能在酒后、疲劳状态和临睡前躺在床上或沙发上吸烟。外出和临睡前应关闭电器、燃气炉具，熄灭火源。（2）节庆时，应按规定安全燃放烟花爆竹，不能随意让儿童燃放烟花爆竹；也不要让儿童玩火。（3）不能在草木繁茂的山林野炊，特别是在干燥的森林防火期。（4）厨房尘垢油污、烟囱及排油烟机通风管道等，应随时清理，以减少油脂进入通风管内。（5）房屋内部隔间、地板、天花板、灶台等，应使用不可燃建筑材料，窗帘等装璜应使用不燃性或经阻燃处理的难燃材料。（6）公共场所应制订防火避难逃生方案，各楼层明显处应悬挂紧急逃生路线图，并进行演练。2、发生火灾时怎样报警？（1）一般情况下，发生火灾后应一边组织灭火一边及时报警，报警电话：“119”。（2）当现场只有一个人时，应一边呼救，一边进行处理，必须尽快报警，边跑边呼叫，以便取得附近群众的帮助。（3）报警时沉着冷静，要讲清详细地址、起火部位、着火物质、火势大小、报警人姓名及电话号码，并派人到路口迎候消防车。3、灭火时应注意什么问题？（1）、首先要搞清起火的物质，再决定采用什么灭火器材。（2）、运用一切能灭火的工具，就地取材（3）、灭火器应对着火焰的根部喷射。（4）、人员应站立在上风口。（5）、应注意周围的环境，防止塌陷和爆炸。4、发生火灾时如何逃生？（1）、当你处于烟火中，首先要想办法逃走。如烟不浓可俯身行走；如烟太浓，须卧地爬行，并用湿毛巾蒙着口鼻，以减少烟毒危害。（2）、不要朝下风方向跑，最好是迂回绕过燃烧区，并向上风方向跑。（3）、当楼房发生火灾时，如火势不大、可用湿棉被、毯子等披在身上，从火中冲过去，如楼梯已被火封堵，应立即通过屋顶由另一单元的楼梯脱险；如其他方法无效，可用绳子或撕开的被单连接起来，顺着往下滑；如时间来不及应先往地上抛一些棉被，沙发垫等物，以增加缓冲（适用于低层建筑）。思考：（1）通过以上材料，谈谈你对燃烧的再认识。（2）请同学们相互交流一下你在学习、生活中的预防火灾的措施。召集你的小伙伴们，讨论假设你所在学校或所在商场发生火灾，一旦遇到险情，你应该怎么办呢？这些方法分别应用的是原理？将你们的想法谈一谈。三、常常与燃烧相伴的一种现象爆炸（一）爆炸的概念 爆炸是指由于物质急剧氧化或分解反应，使温度、压力急剧增加或使两者同时急剧增加的现象。爆炸可分为：物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。物理爆炸：由于液体变成蒸气或者气体迅速膨胀，压力急速增加，并大大超过容器的极限压力而发生的爆炸。如蒸气锅炉、液化气钢瓶等的爆炸。化学爆炸：因物质本身起化学反应，产生大量气体和高温而发生的爆炸。如炸药的爆炸，可燃气体、液体蒸气和粉尘与空气混合物的爆炸等。化学爆炸是消防工作中防止爆炸的重点。 3核爆炸：指核武器或核装置在几微秒的核反应时，瞬间释放出大量能量的过程。核反应释放的能量能使反应区（又称活性区）温度升高到数千万开，压强增到几十亿大气压（1大气压等于101325帕），成为高温高压等离子体。反应区产生的高温高压等离子体辐射X射线，同时向外迅猛膨胀并压缩气体，使整个气体也变成高温高压等离子体并向外迅猛膨胀，发出光辐射，接着形成冲击波（即激波）向远处传播。（二）爆炸极限 爆炸极限：爆炸极限是指可燃气体、蒸汽或粉尘与空气混合后，遇火产生爆炸的最高或最低浓度。通常以体积百分数表示。可燃气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物，能使火焰传播的最低浓度称为该气体或蒸气的爆炸下限（也称燃烧下限）。而能使火焰传播的最高浓度称为该气体或蒸气的爆炸上限（也称燃烧上限）。 处于爆炸上限与下限之间的混合物遇火有可能发生爆炸。（三）影响爆炸极限的因素爆炸极限值的影响因素主要有：初始温度、初始压力、惰性介质及杂质、混合物中氧含量、点火源等。结果是：初始温度高，爆炸极限范围大；初始压力高，爆炸极限范围大；混合物中加入惰性气体，爆炸极限范围缩小，特别对爆炸上限的影响更大。混合物含氧量增加，爆炸下限降低，爆炸上限上升。（四）粉尘爆炸的特点 粉尘爆炸的条件：（1）粉尘本身必须是可燃性的；（2）粉尘必须具有相当大的比表面积(比表面积:是指多孔固体物质单位质量所具有的表面积)；（3）粉尘必须悬浮在空气中，与空气混合形成爆炸极限范围内的混合物；（4）有足够的点火能量。影响粉尘爆炸的因素：（1）颗粒的尺寸；（2）粉尘浓度；（3）空气的含水量；（4）含氧量；（5）可燃气体含量。颗粒越小其比表面积越大，氧吸附也越多，在空气中悬浮时间越长，爆炸危险性越大。空气中含水量越高、粉尘越小、引爆能量越高。随着含氧量的增加，爆炸浓度范围扩大。有粉尘的环境中存在可燃性气体时，会大大增加粉尘爆炸的危险性。粉尘爆炸的特点：（1）多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点；（2）粉尘爆炸所需的最小点火能量较高，一般在几十毫焦耳以上。（3）与可燃性气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，较高压力持续时间长，释放的能量大，破坏力强。【疑难辨析】1、燃烧时一定有火焰产生吗？简析：火焰往往是气体可燃物燃烧时出现的现象。有许多燃烧发生时，可燃物以固态形式直接与氧气反应，这种燃烧只发光、放热，或出现火星四射的现象，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。2、有发光、发热现象的，一定是燃烧吗？简析：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，但都不是燃烧。3、爆炸一定属于化学变化吗？简析：不一定。爆炸是极短时间内放出大量能量，产生高温，体积迅速膨胀造成的。如自行车轮胎爆炸、高压锅爆炸都属于物理变化。一般由燃烧引起的爆炸一定属于化学变化。4、点燃可燃性气体为什么要检验其纯度？简析：可燃性气体如果不纯，混有氧气的情况下点燃时可能会发生爆炸。5、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，这样做可以吗？简析：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，因此不能这么做。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，这样做会更安全。6、发生火灾时都可用水或二氧化碳扑灭吗？简析：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，油会浮在水面继续燃烧且扩大燃烧面积。活泼金属如钠等着火也不可用水扑灭，因为活泼金属可以与水反应，生成氢气，有些物质可以与二氧化碳反应，如金属镁，能与二氧化碳反应，也不可用二氧化碳扑灭。【案例分析】一、 燃烧条件再探究：化学学习小组在学习完本课之后，就地取材用生活中的一些物品再次探究了燃烧的条件，你就是小组中的一员，下面开始实验：实验用品：小蜡烛、水、镊子、酒精灯、烧杯、棉花、小石子、小木条实验步骤：（1）分别夹取一根小木条和一块小石子，在酒精灯上点燃。（2）分别夹取一个蘸有水、一个没蘸水的小棉花团，放到酒精灯的火焰上片刻。（3）燃两支小蜡烛，将其中的一支用烧杯罩住。总结发言：1、结合上述实验谈谈各步中的实验现象及结论？2、评价一下本探究实验与教材的探究实验，你还有没有更加智慧的方法和建议？点拨：1、步骤一中木条燃烧而石子不燃烧，说明燃烧必须有可燃物。步骤二中有水的棉团不燃烧，没有水的棉团燃烧，说明燃烧必须达到可燃物的着火点。步骤三中罩住的熄灭，说明燃烧需要氧气。2、比较一下两者的优缺点，同时结合教材的小实验说明其它的方法。二、 根据下图中的生活中的灭火方法，谈谈其中的灭火原理。 图一 关闭燃气 图二 盖上锅盖 图三 吹灭蜡烛点拨：图一清除可燃物，达到灭火的目的。图二是隔绝氧气，图三是降低温度达到灭火的目的。【巩固与提高】1、你能说出下列成语所包含的科学道理吗？钻木取火煽风点火水火不容杯水车薪釜底抽薪2、将点燃的火柴竖直向上，火柴不易继续燃烧，实际做一下实验，亲自体会一下，然后说说其原因是什么？3、将一根粗铜丝（或多股细铜丝）绕成一个内径比蜡烛直径稍小的线圈，圈与圈之间需有一定的空隙，点燃蜡烛，把铜丝制成的线圈从火焰上面逐渐往下罩，观察线圈底层停留在火焰中部及完全罩住蜡烛火焰时的现象。再把铜丝线圈用酒精灯加热后，再罩住蜡烛火焰、观察现象。实验记录： 实验内容冷的铜线圈热的铜线圈罩住火焰置于火焰中部完全罩住火焰实验现象 比较三种情况下的现象，你知道了铜丝为什么能灭火吗？4、现在许多家庭使用液化气做燃料，为使人们警觉，常在其中加入有恶臭味的硫醇。某居民回家闻到该恶臭味后，立即去旋转灶具上的自动点火开关检查，突然引起了剧烈爆炸。请你分析爆炸原因。如果是你，首先应该怎么做？如果是夜晚能否开灯检查？为什么？5、开放思考：某生产烟花爆竹的工厂，为了加强工人的防火意识，保证生产和生活的安全，想制定一个安全防火制度，请你利用所学知识帮他们多提几点建议，并说服老板接受你的建议。