4.1化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件我們的身邊時(shí)刻發(fā)生著許許多多的化學(xué)反應(yīng)。利用化學(xué)反應(yīng)可以烹飪食物、制造藥物、合成材料、給發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力、為生命活動(dòng)提供能量······化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生，既取決于反應(yīng)物本身的性質(zhì)，也與反應(yīng)的條件直接相關(guān)。?目標(biāo)預(yù)覽?能認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)需要一定的條件；能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)燃燒的條件，理解燃燒和滅火的原理及其在生活中的應(yīng)用，初步體會(huì)調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的重要意義；能運(yùn)用控制變量的思想設(shè)計(jì)探究燃燒的條件等實(shí)驗(yàn)的方案，一、化學(xué)反應(yīng)需要一定的條件生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，潮濕的樹(shù)枝不易燃燒，曬干后則較容易被點(diǎn)燃。樹(shù)枝燃燒起來(lái)后，在一段時(shí)間內(nèi)可持續(xù)地提供光和熱。氣能夠在氣中燃燒，但把氫氣和氧氣簡(jiǎn)單地混合在一起，即使經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間也不會(huì)發(fā)生變化，而遇到火星氫氣就會(huì)在氧氣中發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而爆燃。我們已經(jīng)知道，不同化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，可能需要不同的反應(yīng)條件。影響化學(xué)反應(yīng)的條件主要有反應(yīng)物的濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等。例如，碳酸氫銨在微熱條件下即分解生成氨氣、水和二氧化碳；石灰石的主要成分碳酸鈣(CaCO3)在溫度達(dá)到825℃時(shí)才開(kāi)始分解，生成氧化鈣(CaO)和二氧化碳?xì)怏w；水在通電條件下能分解生成氫氣和氧氣。二、燃燒的條件我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)碳、鐵、磷在氧氣中燃燒的知識(shí)，請(qǐng)你回憶這些物質(zhì)在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)過(guò)程與現(xiàn)象，并試著歸納燃燒的特征。燃燒是人類最早利用的化學(xué)反應(yīng)之一，燃燒造福于人類，給人類帶來(lái)文明。燃燒是一種發(fā)光、放熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)。圖4-1利用燃料的燃燒為火箭發(fā)射提供推動(dòng)力圖4-2利用火烹飪食物燃燒是非?？焖俚幕瘜W(xué)反應(yīng)，需要具備一定的條件才能發(fā)生。依據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)和已學(xué)知識(shí)，思考下列問(wèn)題。1.所有的物質(zhì)都能燃燒嗎?舉例說(shuō)明。不是所有的物質(zhì)都能燃燒。如紙張可以燃燒，而石塊不能燃燒。2.用燒杯罩住燃著的小蠟燭，小蠟燭能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)燃燒嗎?為什么?用燒杯罩住燃著的小蠟燭，小蠟燭燃燒會(huì)消耗氧氣，一段時(shí)間后，小蠟燭會(huì)因燒杯中氧氣減少而熄滅，所以不能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)燃燒。3.做鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要在鐵絲下端系上火柴梗，火柴梗在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起什么作用?火柴梗在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起引燃的作用，“點(diǎn)燃”在引發(fā)燃燒中的作用是使可燃物達(dá)到燃燒所需要的最低溫度。4.為什么在高溫干燥的季節(jié)里，在沒(méi)有明火的情況下，森林里也可能發(fā)生火災(zāi)?高溫干燥的季節(jié)里，暴露在空氣中的枯枝落葉達(dá)到了燃燒所需要的最低溫度，從而引起了燃燒。物質(zhì)燃燒一般需要同時(shí)滿足三個(gè)條件：(1)物質(zhì)具有可燃性(該物質(zhì)稱為可燃物)；(2)可燃物與氧氣接觸；(3)可燃物達(dá)到燃燒所需要的最低溫度。圖4-3燃燒條件示意圖某種可燃物燃燒所需的最低溫度稱為該物質(zhì)的著火點(diǎn)。在空氣中，可燃物的溫度達(dá)到其著火點(diǎn)時(shí)，即可發(fā)生燃燒。燃燒發(fā)生所需的最低溫度，可以通過(guò)點(diǎn)燃、加熱、電火花等方式達(dá)到。圖4-3燃燒條件示意圖一些常見(jiàn)物質(zhì)的著火點(diǎn)如表4-1所示。表4-1幾種物質(zhì)的著火點(diǎn)白磷的著火點(diǎn)只有40℃，但在80℃熱水中的白磷并不能燃燒，為什么?要使可燃物燃燒，除了需要一定的溫度外，還需要充足的氧氣。如圖4-4所示，如果往熱水中不斷地通入氧氣，熱水中的白磷能燃燒嗎?圖4-4往熱水中的白磷通氧氣圖4-4往熱水中的白磷通氧氣80℃熱水中的白磷不能燃燒，因?yàn)樗鼪](méi)有與氧氣接觸。往熱水中不斷地通入氧氣，熱水中的白磷能燃燒。同時(shí)滿足物質(zhì)燃燒所需的三個(gè)條件，燃燒就能發(fā)生。我國(guó)研發(fā)團(tuán)隊(duì)克服技術(shù)上的困難，研制出可以在水下燃燒的火炬。2022年北京冬奧會(huì)在奧運(yùn)史上首次實(shí)現(xiàn)機(jī)器人水下火炬接力傳遞。為使火炬能夠在水下燃燒，還需解決防水、供氧兩個(gè)難題。圖4-52022年北京冬奧會(huì)火炬“飛揚(yáng)”研發(fā)團(tuán)隊(duì)在火焰周圍精心設(shè)計(jì)了一層氣動(dòng)防水罩，使火焰免受水的影響；同時(shí)，火炬燃燒器中裝有助燃劑，解決了火炬燃燒供氧的問(wèn)題，讓奧運(yùn)圣火呈現(xiàn)出水下燃燒的勝景。圖4-52022年北京冬奧會(huì)火炬“飛揚(yáng)”燃燒可能引發(fā)爆炸，如火藥的爆炸節(jié)日燃放的煙花爆竹、用于拆除舊建筑物的定向爆破以及用于礦物開(kāi)采的爆破等。你認(rèn)為爆炸的條件是什么?圖4-6定向爆破爆炸必須具備的三個(gè)條件：(1)爆炸性物質(zhì)：能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，包括氣體、液體和固體。(2)反應(yīng)所需物：大多數(shù)為氧氣。(3)點(diǎn)燃源：包括明火、電氣火花、機(jī)械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、光能等。如果在有限的空間內(nèi)發(fā)生急速的燃燒，短時(shí)間聚積大量的熱，使氣體的體積迅速膨脹，就會(huì)引起爆炸。爆竹、炸彈的爆炸和礦物開(kāi)采的爆破都是依據(jù)這一原理。如果氧氣的濃度較高，或可燃物(氣體、粉塵)與氧氣的接觸面積很大，燃燒范圍廣，周圍的空氣迅速猛烈膨脹，也會(huì)發(fā)生爆炸。取一個(gè)容積為500~1000mL的圓筒形無(wú)底塑料瓶(如裝食用油的瓶子)，倒置固定在鐵架臺(tái)上。從瓶塞處插入一根玻璃導(dǎo)管，導(dǎo)管連接一根橡膠管，瓶頸處裝一些干燥的細(xì)面粉。在瓶?jī)?nèi)壁上方粘一截點(diǎn)燃的蠟燭，瓶底蓋上一張硬紙板，如圖4-7所示。從橡膠管往瓶中用力吹入空氣，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。圖4-7粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)可燃性氣體和固體粉末，與空氣接觸充分，遇明火時(shí)都有可能發(fā)生爆炸。因此，為了生命和財(cái)產(chǎn)安全，在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用易燃物和易爆物時(shí)，一定要嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)禁煙火，防止撞擊和高溫，杜絕違章操作。同時(shí)在油庫(kù)、面粉加工廠、棉紡廠、化工廠和煤礦礦井內(nèi)，都要配備消防器材，并設(shè)置明顯的安全標(biāo)志。圖4-8幾種消防安全標(biāo)志三、完全燃燒與不完全燃燒古代字畫之所以保存至今仍不褪色，正是因?yàn)樗媚饕肌３貤l件下碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。如果溫度升高，碳的化學(xué)性質(zhì)仍然比較穩(wěn)定嗎?圖4-9五代南唐董源畫作前面我們已經(jīng)學(xué)過(guò)，碳在氧氣充足時(shí)燃燒生成二氧化碳，同時(shí)放出大量的熱。而在氧氣不充足時(shí)，碳燃燒會(huì)生成一氧化碳。碳＋氧氣(不足)一氧化碳點(diǎn)燃CO2CO一氧化碳是一種無(wú)色、無(wú)氣味的氣體燃料，燃燒生成二氧化碳。一氧化碳＋氧氣二氧化碳點(diǎn)燃COO2CO2一氧化碳一氧化碳具有毒性，吸入人體內(nèi)的一氧化碳與血液里的血紅蛋白結(jié)合，使血紅蛋白喪失輸氧功能，導(dǎo)致人體缺氧，甚至室息死亡。使用燃?xì)鉄崴?、燃?xì)庠顣r(shí)，應(yīng)保持良好通風(fēng),避免燃?xì)馊紵怀浞謱?dǎo)致室內(nèi)一氧化碳濃度升高，引發(fā)中毒事故。發(fā)生一氧化碳中毒時(shí)，應(yīng)立即打開(kāi)門窗通風(fēng)，并迅速將中毒者移至空氣新鮮處，中毒嚴(yán)重者應(yīng)立即送醫(yī)院救治。當(dāng)氧氣充足時(shí)，可燃物完全燃燒，放出的熱量多；氧氣不充足時(shí)，可燃物不完全燃燒，放出的熱量少。含碳元素的可燃物在氧氣充足時(shí)，完全燃燒，生成二氧化碳；在氧氣不充足時(shí)，不完全燃燒，生成一氧化碳，甚至生成微小的炭黑顆粒等物質(zhì)。我國(guó)漢代的缸燈是一種充分燃燒型燈具，通常制成人形、動(dòng)物形或器物形。燈的導(dǎo)煙管分單管和雙管兩種，其作用是把煙氣導(dǎo)入燈腹內(nèi)，減少室內(nèi)的煙塵污染。燈盤一般帶有燈罩，燈罩由兩片弧形屏板構(gòu)成，其作用除配合導(dǎo)煙管控制污染外還可以調(diào)節(jié)開(kāi)合方向和開(kāi)啟程度，達(dá)到擋風(fēng)、調(diào)光的目的。以漢代的彩繪雁魚青銅缸燈(圖4-10)為例燈的整體造型呈鴻雁回首銜魚佇立狀，由雁首頸(銜魚)、雁體、燈盤、燈罩四部分套合而成，可拆卸清潔。燈點(diǎn)燃時(shí)，煙霧通過(guò)導(dǎo)煙管溶入體腔內(nèi)的清水，讓外部空氣不斷進(jìn)入燈罩內(nèi)部使燃油充分燃燒，燈罩的擋風(fēng)和調(diào)風(fēng)都有利于提高燃油的燃燒效率。漢代的燈具體現(xiàn)了我國(guó)古代勞動(dòng)人民的智慧，而歐洲直到15世紀(jì)才出現(xiàn)類似的鐵皮導(dǎo)煙罩。圖4-10漢代彩繪雁魚青銅釭燈[出土于山西省朔縣(今朔州市朔城區(qū))照十八莊]四、防火與滅火燃燒在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，但燃燒一旦失控，會(huì)造成火災(zāi)，給人類帶來(lái)災(zāi)難(圖4-11)。圖4-11消防員在撲滅森林火災(zāi)1.請(qǐng)你應(yīng)用燃燒條件的知識(shí)，嘗試用不同的方法使燃著的蠟燭熄滅把熄滅方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和你的分析記錄在表4-2中。表4-2熄滅蠟燭的方法表4-2熄滅蠟燭的方法2.請(qǐng)你根據(jù)物質(zhì)燃燒的條件，將上述熄滅蠟燭的方法進(jìn)行分類，并說(shuō)明其滅火的原理。方法1和方法5利用的原理是使可燃物的溫度降到著火點(diǎn)以下；方法2和方法3主要利用的原理是使燃燒著的可燃物與氧氣隔絕；方法4利用的原理是將可燃物撤離燃燒區(qū)，與火源隔離。一旦發(fā)生火險(xiǎn)，不要驚慌，要沉著應(yīng)對(duì)。依據(jù)燃燒發(fā)生的條件，一般可以采用下列三類方法滅火：(1)將可燃物撤離燃燒區(qū)，與火源隔離。例如，液化氣、煤氣起火，首先要迅速關(guān)閉閥門，以斷絕可燃物的來(lái)源；撲滅森林火災(zāi)，可以用設(shè)置隔離帶的方法使森林中的樹(shù)木與燃燒區(qū)隔離。(2)將燃燒著的可燃物與空氣隔離。例如，廚房油鍋剛起火時(shí)，蓋上鍋蓋就能滅火。二氧化碳滅火器能滅火的原因之一，是由于滅火器噴出的大量二氧化碳在燃燒物周圍形成二氧化碳?xì)怏w層，使燃燒物與空氣隔絕。(3)使用大量的冷卻劑(如水)冷卻燃燒物，使燃燒物的溫度降低到著火點(diǎn)以下。常用的滅火器材有泡沫滅火器、干粉滅火器和液態(tài)二氧化碳滅火器等。請(qǐng)查看你學(xué)校里配備了哪種滅火器，了解其使用方法和適用范圍，并與同學(xué)交流。幾種常用的滅火器的使用方法和適用范圍如下：1.泡沫滅火器(水基型滅火器)：取下噴射軟管，拔掉保險(xiǎn)銷；按下壓柄，對(duì)準(zhǔn)火焰根部噴射。用于撲滅非水溶性可燃性液體，如汽油、柴油等，以及固體材料，如木材、棉布等引起的失火。2.干粉滅火器：上下?lián)u動(dòng)滅火器幾次，拔出保險(xiǎn)銷；在距火源約3米處，對(duì)準(zhǔn)火焰根部；保持滅火器直立狀態(tài)，壓下把手，向前平推，左右橫掃?？捎脕?lái)?yè)錅缫话闶Щ鹨约坝?、氣等燃燒引起的失火?.液態(tài)二氧化碳滅火器：拔出保險(xiǎn)銷；一只手握住手柄，另一只手按下壓把(注意防止凍傷)，掃射上風(fēng)處火源。用于撲滅圖書、檔案、貴重設(shè)備、精密儀器等物品的失火。如果火勢(shì)較大，有蔓延的可能，就應(yīng)迅速沿著疏散通道離開(kāi)火場(chǎng)，并撥打火警電話119求救。如果被困在火災(zāi)區(qū)，要冷靜地根據(jù)具體情況，采取相應(yīng)的措施自救。如用濕毛中或口罩捂住口鼻，低下身子沿墻壁或貼近地面撤離火災(zāi)區(qū)，到窗口呼救等。圖4-12遇火災(zāi)時(shí)的自救方法常見(jiàn)滅火器干粉滅火器滅火原理：利用壓縮的二氧化碳吹出干粉(主要含有碳酸氫鈉或磷酸銨鹽)。適用范圍：具有流動(dòng)性好、噴射率高、不腐蝕容器和不易變質(zhì)等優(yōu)良性能，除可用來(lái)?yè)錅缫话闶Щ鹜猓€可用來(lái)?yè)錅缬?、氣等燃燒引起的失火。圖4-13干粉滅火器圖4-14二氧化碳滅火器二氧化碳滅火器滅火原理：加壓時(shí)將液態(tài)二氧化碳?jí)嚎s在小鋼瓶中，滅火時(shí)再將其噴出，有降溫和隔絕空氣的作用。適用范圍：滅火時(shí)不會(huì)因留下痕跡而使物體損壞，因此可用來(lái)?yè)錅鐖D書、檔案、貴重設(shè)備、精密儀器等物品的失火。圖4-15水基型滅火器水基型滅火器發(fā)滅火原理：產(chǎn)生的泡沫噴射到燃料表面，使可燃物與空氣隔絕。適用范圍：能快速、高效滅火，可用來(lái)?yè)錅绶撬苄钥扇家后w如汽油、柴油等，以及固體材料，如木材、棉布等燃燒引起的失火。1.下列有關(guān)燃燒與滅火的說(shuō)法中正確的是()。A.為防止森林大火蔓延可開(kāi)挖隔離帶，其目的是將可燃物與火隔離B.房屋失火，消防員用水滅火是為了降低可燃物的著火點(diǎn)C.汽油放置在空氣中沒(méi)有燃燒是因?yàn)槠筒皇强扇嘉顳.用燈帽蓋滅酒精燈，是為了降低可燃物的溫度A2.為探究物質(zhì)的燃燒條件，某同學(xué)進(jìn)行了如右圖所示的實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()。A.現(xiàn)象②說(shuō)明物質(zhì)燃燒需要達(dá)到一定的溫度B.現(xiàn)象②③說(shuō)明物質(zhì)燃燒需要氧氣C.現(xiàn)象③說(shuō)明紅磷不是可燃物D.現(xiàn)象①③說(shuō)明白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低D3.當(dāng)燃?xì)馊紵怀浞?，火焰呈現(xiàn)黃色時(shí)，需調(diào)節(jié)灶具進(jìn)風(fēng)口，其目的是()。A.增大空氣的進(jìn)氣量B.減少燃?xì)獾倪M(jìn)氣量C.增大燃?xì)獾倪M(jìn)氣量D.減少空氣的進(jìn)氣量A4.下列有關(guān)燃燒、防火與滅火的說(shuō)法中正確的是()。①煤爐生火，用木材引燃煤炭，是為了降低煤炭的著火點(diǎn)②利用細(xì)沙滅火的原理是清除了可燃物③禁止向燃著的酒精燈中直接添加酒精④煤氣泄漏時(shí)，立即關(guān)閉閥門并開(kāi)窗通風(fēng)A.①②③④B.②③④C.①②D.③④D5.將棉手帕放入一定濃度的酒精溶液中浸濕，用坩堝鉗夾住點(diǎn)燃，待火焰熄滅后，棉手帕依然完好。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的敘述中正確的是()。A.棉手帕不是可燃物，不能燃燒B.棉手帕接觸不到氧氣，不能燃燒C.被酒精浸濕后，棉手帕的著火點(diǎn)升高D.酒精中的水蒸發(fā)使溫度未達(dá)到棉手帕的著火點(diǎn)D6.室內(nèi)起火時(shí)，為什么不能急于打開(kāi)門窗?請(qǐng)說(shuō)明其中的道理。從火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)逃生時(shí)，常要用濕毛巾捂住口鼻，你知道這一做法的理由嗎?室內(nèi)起火時(shí)不能急于打開(kāi)門窗，是因?yàn)榇蜷_(kāi)門窗會(huì)使空氣大量涌入，提供更充足的氫氣，會(huì)使火勢(shì)更加猛烈。從火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)逃生時(shí)用濕毛巾捂住口鼻的理由：火災(zāi)會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體和煙塵，用濕毛巾捂住口鼻可以過(guò)濾部分有害氣體和煙塵，減少其對(duì)呼吸道的傷害，并且濕毛巾中的水分可以一定程度上降低吸入空氣的溫度，避免呼吸道被高溫灼傷。1.下列關(guān)于燃燒的說(shuō)法中不正確的是()A.都是化學(xué)反應(yīng)B.都發(fā)光C.都是放熱反應(yīng)D.都是化合反應(yīng)D2.(北京中考)用如圖所示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可燃物燃燒的條件。已知：白磷和紅磷的著火點(diǎn)分別為40℃、240℃。(1)銅片上的白磷燃燒而紅磷不燃燒，說(shuō)明可燃物燃燒的條件之是__