上海初三化学第四章：燃料及其燃烧(教案+习题)带答案

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第四章：燃料及其燃烧

第一节燃烧与灭火

第二节碳

第 1课时碳单质

第 2 课时 CO2和 CO的性

质第三节二氧化碳的实验室制法

第四节化学燃料

考点一：燃烧和灭火

一、燃烧

1、概念：可燃物与空气中氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。

2、条件：（1）可燃物（ 2）氧气（或空气）（ 3）温度达到着火点（三者缺一不可，否则不能燃烧）

如右图所示： A 、薄铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，说明了燃烧需要温度达到着火点；

B 、薄铜片的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧，说明了燃烧需要氧气

白磷的着火点低，应贮存在装有水的试剂瓶中

3、燃烧与缓慢氧化的比较

相同点：都是氧化反应、都放热；

不同点：前者发光、反应剧烈，后者不发光、反应缓慢

二，爆炸，燃烧与缓慢氧化的联系与区别

概念发生条件防范措施可燃物与氧气发生的一种发光、发热可燃物；与空气或氧气接

可燃物与其他物品隔离；

燃烧与空气隔离；降低温度至的剧烈的氧化反应触；温度达到着火点

着火点以下

可燃物在有限的空间内发生急剧燃

爆炸烧，短时间内积聚大量的热，使气体剧烈燃烧；有限空间严禁烟火

体积迅速膨胀而引起爆炸

缓慢氧化反应进行得很慢，甚至不易察觉的氧

与空气或氧接触化反应

① 可能是化学变化（火药爆炸）也可能是物理变化（车胎爆炸）

② 化学变化的爆炸：可燃物在有限空间内急速燃烧，放出的热使气体的体积迅速膨胀

③ 可燃性气体（氢气、一氧化碳、甲烷）或粉尘（面粉、煤粉）与空气或氧气混合，遇到明火可能会发生爆炸；可燃性气体在点燃或加热前都要检验纯度 ,以防止发生爆炸的危险

④ 油库、面粉加工厂门口贴有“严禁烟火” 的标志：空气中常混有可燃性气体或粉尘，接触到明火，就有

发生爆炸的危险

⑤ 可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈

三，灭火的原理和方法

1、燃烧的条件决定着灭火的原理，只要破坏燃烧的任何一个条件，就可以达到灭火的目的

2、灭火的原理：（ 1）消除可燃物（2）隔绝氧气（或空气）（3）降温到着火点以下。

3、泡沫灭火器：扑灭木材、棉布等燃烧引起的失火。

干粉灭火器：扑灭一般的失火外，还可以扑灭电器、油、气等燃烧引起的失火。

液态二氧化碳灭火器：扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等处的失火

4、泡沫灭火器的反应原理，利用碳酸钠与浓盐酸迅速反应产生大量的二氧化碳来灭火

化学反应方程式：Na

2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2

↑

常见灭火的方法

① 油锅着火，用锅盖盖灭

② 电器着火，先应切断电源

③ 煤气泄漏，先应关闭阀门，再轻轻打开门窗，切忌产生火花

④ 酒精在桌面上燃烧，用湿抹布扑盖

⑤ 扑灭森林火灾，将大火蔓延前的一片树木砍掉

其它： A 、生煤炉火时，需先引燃纸和木材，因为纸和木材的着火点比煤低，容易点燃

B 、室内起火，如果打开门窗，会增加空气的流通,增加氧气的浓度，反应剧烈，燃烧更旺

C、用扇子扇煤炉火，虽然降低了温度，但没有降至着火点以下，反而增加了空气的流通，所以越扇越旺。

用扇子扇蜡烛火焰，虽然增加了空气的流通，但却降低了温度至着火点以下，所以一扇就灭。

考点二：碳和碳的氧化物

（一）碳

一、碳的几种单质（金刚石、石墨、C60）

1、金刚石（ C）是自然界中最硬的物质，无色透明，正八面体。可用于制钻石；刻划玻璃、钻探机的钻头

（体现了它的硬度大）等。

2、石墨（ C）是最软的矿物之一，深灰色，具有金属光泽，细鳞片状的固体，有优良的导电性，润滑性。

可用于制铅笔芯（体现它深灰色、质软）、干电池的电极（体现了它的导电性）、电车的电刷（体现了它

的导电性，滑腻感、常温下化学性质稳定）、做润滑剂（体现它具有滑腻感）等

金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。

3、无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有 :焦炭 ,木炭 ,活性炭 ,炭黑等 .

活性炭、木炭具有强烈的吸附性（因为具有疏松多孔的结构），木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能

够增加轮胎的耐磨性。

注意：吸附性是活性炭、木炭的物理性质

4、 C60：C60 分子由 60 个碳原子构成的分子，形似足球，结构稳定。

二、 .单质碳的化学性质:

同素异形体：相同元素组成，不同形态的单质。（物理性质不同，化学性质相同）

1、常温下的化学性质比较稳定。因此古代用墨书写、绘画的字画保存时间很久,仍不变色。

2、可燃性 :

完全燃烧 ( 氧气充足 ) ,生成 CO2

点燃

:C+O 2CO

2

不完全燃烧 ( 氧气不充足 ) ,生成 CO：2C + O 2点燃

2CO

高温

2Cu + CO2↑（置换反应）

3、还原性： C + 2CuO

置换反应：一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，产生的的气体能使澄清的石灰水变浑浊。C在反应中得到氧元素，发生氧化反应，是还原剂，具有还原性。

CuO在反应中失去氧元素，发生还原反应，是氧化剂。具有氧化性。

小结：还原剂：夺去氧元素的物质，具有还原性。得到氧元素，发生氧化反应。

氧化剂：提供氧元素的物质，具有氧化性。失去氧元素，发生还原反应。

高温

高温

应用：冶金工业： 2Fe O+3C4Fe+3CO ↑

C ＋CO2CO

2322

（二）二氧化碳制取的研究

一、实验室制取气体的思路：（原理、装置、检验）

（1）发生装置：由反应物状态及反应条件决定：

①反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O 2的发生装置。

的发生装置。

②反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用制CO2

（2）收集方法：气体的密度及溶解性决定：

①难溶于水用排水法收集 CO 只能用排水法②密度比空气大（或相对分子质量＞ 29）用向

上排空气法 CO 2只能用向上排空气法③密度比空气小（或相对分子质量＜ 29）用向下排

空气法

二、实验室制取二氧化碳的方法

1、药品：石灰石与稀盐酸

①不能用 H 2SO4与CaCO3反应的原因：生成的 CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3表面，阻止反应的进行。

②不能用 HCl 与 Na2CO3反应的原因： Na2CO3易溶于水，与盐酸反应速率快，不利于收集。

↑

2、原理：用石灰石和稀盐酸反应：CaCO3+2HCl==CaCl 2+H 2O+CO 2

3、装置图

装置的注意事项：（1）若用长颈漏斗来注入盐酸，长颈漏斗下端必须伸入液面以下

（2）若用试管来装药品，固定试管时，试管口竖直向上，试管底部与铁架台面接触。

4、气体收集方法：向上排空气法（密度比空气大，能溶于水）

5、检验方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。

验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。

6、二氧化碳的工业制法：

高温

煅烧石灰石：CaCO3CaO+CO2↑

生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H

2O===Ca(OH)2

（三）二氧化碳和一氧化碳性质

一、二氧化碳的性质

1、物理性质：无色 ,无味的气体 ,密度比空气大 ,能溶于水 ,高压低温下可得固体 ---- 干冰

2、化学性质 :

1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸

2)与水反应生成碳酸：CO2+H 2O==H 2 CO3生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，．．．．．．．．．．．．．

碳酸不稳定,易分解 H

2CO3== H2O+ CO2

↑

3)能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH) 2 ==CaCO3↓+H

2O用于检验二氧化碳；这也是久置装石灰

水的试剂瓶壁有一层白膜的原因。要除去这白膜，用稀盐酸。其原理是

CaCO3+2HCl==CaCl 2+H 2O+CO 2

↑

高温

4）与灼热的碳反应： C + CO22CO （吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2是氧化剂， C 是还原剂）

3、用途：①灭火（灭火器原理： Na2CO3 +2HCl==2NaCl+H 2 O+CO2

↑）既利用其物理性质（密度比空气大），又利用其化学性质（不能燃烧,也不支持燃烧）

②干冰用于人工降雨、制冷剂（利用干冰升华时要吸收大量的热）

③温室肥料④做碳酸型饮料（利用二氧化碳能溶于水）

4，二氧化碳对环境的影响：⑴过多排放引起温室效应。

①造成温室效应的原因：人类消耗的能源急剧增加，森林遭到破坏

②减轻温室效应的措施：减少化石燃料的燃烧；植树造林；使用清洁能源

⑵由于二氧化碳不能供给呼吸但无毒，因此在人群密集的地方注意通风换气

二、一氧化碳

1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水

2、有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。因此在冬季用煤炉来取暖时，要注

意房间的通风和换气。

3、化学性质 :

点燃

1）可燃性： 2CO+O2CO（可燃性气体点燃前一定要检验纯度）发出蓝色火焰

H2和 O2的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰。

CO 和 O2

的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰。

CH4和 O2的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰。

鉴别： H2、CO 、CH4可燃性的气体：看燃烧产物（不可根据火焰颜色）

高温

H 2 ↑+ CO ↑）

（水煤气： H 2 与 CO 的混合气体 C + H 2O

2）还原性： CO+CuO

△

应用：冶金工业

Cu+CO （非置换反应）

2

现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。 CO 在反应中得到氧元素 , 发生氧化反应 , 是还原剂 , 具有还原性 . CuO 在反应中失去氧元素，发生还原反应，是氧化剂，具有氧化性。

Fe 2O 3+3CO 高温

（现象：红色粉末逐渐变成黑色， 产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。 ）

2Fe+3CO

H 2、 CO 、 C 具有相似的化学性质：

A 可燃性C+O

点燃

CO 2CO+O

点燃

2H

+ O

点燃

2

2CO

2 2

2HO

2

2

2

B 还原性 ：H ＋ CuO

△

O

△

Cu+CO

Cu + H

CO+CuO

2

2

2

C + 2CuO 高温

2Cu + CO 2↑

C 、 H 2、CO ：在反应中得到氧元素，发生氧化反应，是还原剂，具有还原性

CuO ：在反应中失去氧元素，发生还原反应，是氧化剂，具有氧化性

除杂：①

CO[CO

2] 通入石灰水 或氢氧化钠溶液：

CO 2+2NaOH==Na 2 CO 3+H 2 O

△

Cu+CO 2

② CO 2[CO] 通过灼热的氧化铜CO+CuO

高温 CaO+CO ↑

③ CaO[CaCO 3 ]只能煅烧 （不可加盐酸）CaCO

3

2

注意：检验

CaO 是否含 CaCO 3

加盐酸 ：CaCO

3+2HCl==CaCl

2+H 2O+CO 2

↑

（CO 32-的检验：先加盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水。）

4、一氧化碳与二氧化碳性质 不同的根本原因 是 1 个二氧化碳分子比 1 个一氧化碳分子多 1 个氧原子，

常见气体的鉴别：

氧气：将带火星的木条伸入集气瓶中，若复燃，则气体是氧气

二氧化碳：将气体通入澄清的石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则气体是二氧化碳

一氧化碳； 将气体点燃， 在火焰上方罩一只干冷的小烧杯， 再翻转烧杯倒入澄清的石灰水，

若有蓝色火焰，

小烧杯上无液滴，澄清石灰水变浑浊。则气体是一氧化碳

三，必记化学方程式

点燃

高温

①C →

CO

： 2C ＋ O

2

2CO

C ＋ CO 2 2CO

点燃

高温

②C →

CO

2

：C ＋ O 2 CO 2 C ＋2CuO 2Cu ＋ CO 2↑

高温

3CO 2↑＋ 2Fe

3C ＋Fe 2O 3

点燃

2CO 2 CO ＋CuO

△

③CO →CO

2 ： 2CO ＋ O 2

Cu ＋ CO 2

高温

3CO ＋ Fe 2O 3

2Fe ＋3CO 2

④

CO 2

→

H

2CO 3: CO 2

＋H

2O ===H 2CO 3

⑤

H

2CO 3 → CO 2 ：H 2CO 3 ===CO 2

↑＋

H

2O

⑥CO

2 → CaCO 3

：

CO 2

＋

Ca(OH)

2 ===CaCO 3

↓＋

H

2O

高温

⑦CaCO 3 → CO 2 ： CaCO 3+2HCl==CaCl 2+H 2O+CO

2

↑

CaCO

3

CO 2

↑＋

CaO

考点三：化学燃料

( 一 ) 燃料和热量 一、化石燃料

① 包括煤、石油、天然气（都是混合物）

② 是古代生物遗骸经一系列复杂变化而形成的

③ 属于不可再生能源

④ 合理开采，综合利用，节约使用

1、煤

① 称为“工业的粮食”

② 组成：主要含碳元素，还含少量的氢、氮、氧、硫等元素

③ 将煤隔绝空气加热（干馏，化学变化） ，得到焦炭（冶炼金属） 、煤焦油（化工原料） 、煤气（主

要含氢气、一氧化碳、甲烷） ，用作燃料；煤气泄漏，会使人中毒，有可能发生爆炸 ④ 煤燃烧会产生 SO 2、 NO 2 等，会形成酸雨

2、石油

① 称为“工业的血液”

② 从油井开采出来的石油叫原油，不可以直接做燃料

③ 组成：主要含碳、氢元素

④ 炼制原理：利用石油各成分的沸点不同，通过蒸馏使之分离（物理变化）

⑤ 石油各产品：汽油、煤油、柴油（作燃料）

；沥青（筑路）；石蜡（作蜡烛）等

3、天然气（ 1）主要成分是甲烷

CH 4，最简单的有机物，相对分子质量最小有机物

A 、甲烷的物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。

B 、甲烷的化学性质：可燃性 CH 4＋ 2O CO 2 ＋ 2H 2 O （发出蓝色火焰）

注意：1 点燃甲烷前要检验纯度

（ 2）、检验某可燃物是否含碳、氢元素的方法：点燃，在可燃物上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁出现水雾，说明生成了水， 证明含有氢元素 ；把烧杯迅速倒过来，立即注入澄清石灰水，变浑浊，说明生成了二氧化碳， 证明含有碳元素 。（如果某可燃物燃烧生成了二氧化碳和水，只能证明一定含碳、氢元素，可

能含氧元素）

（ 3）、鉴别氢气、 一氧化碳、 甲烷：检验燃烧的产物 （导出点燃， 在火焰上方分别罩一个冷而干燥的烧杯，看烧杯内壁是否出现水雾现象；把烧杯迅速倒过来，立即注入澄清石灰水，看是否变浑浊

（ 4）、沼气的主要成分是甲烷，把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲

烷。

（ 5）、可燃冰：埋藏于海底，可以燃烧，主要成分是甲烷水合物，储量是化石燃料总和的两倍将成为替代化石燃料的新能源，开采时如果甲烷气体大量泄漏于大气中，造成的温室效应将比二氧化碳更严重

（ 6）、西气东输：输的是天然气

（ 7）、在化石燃料中，天然气是比较清洁的燃料

二、化学变化中的能量变化，能量的变化通常表现为热量的变化

a) 放出热量：燃料燃烧放热（如化石燃料的燃烧）

；不通过燃料燃烧也可放热

Mg+2HCl=MgCl 2 +H 2

↑；

CaO+ H

2 O=Ca(OH) 2

b) 吸收热量： CO 2+C

2CO ； Ba(OH) 2 + 2NH 4Cl = BaCl 2+ 2NH 3· H

2O

三、使燃料充分燃烧注意两点

：燃烧时要有足够多的空气，燃料与空气有足够大的接触面。燃料不充分燃

烧的后果：产生的热量减少，浪费资源，产生大量的 CO 等物质污染空气

四、燃气泄漏报警器安装的位置应根据燃气的密度决定，

如果燃气的密度比空气的大，

则安装在墙壁下方，

反之，则安装在上方

（二）使用燃料对环境的影响

一、燃料燃烧对空气的影响

１、煤的燃烧。煤燃烧时会产生二氧化硫、二氧化氮等污染物。溶于水，当溶解在雨水中时，就形成

了酸雨。

２、酸雨的危害：破坏森林、腐蚀建筑物、使水体酸化影响水生生物的生长等防止酸雨的措施：使用脱硫煤、使用清洁能源等

３、汽车用燃料的燃烧。汽油和柴油作为多数汽车的燃料，它们燃烧时产生的尾气中主要含有一氧

化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等大气污染物。

减少汽车尾气对空气污染的 措施：改进发动机的燃烧方式，使燃料充分燃烧；使用催化净化装置；使用无铅汽油；使用车用乙醇汽油；汽车用压缩天然气（主要成分是甲烷）作燃料；禁止没有达到环保标准的汽车上路

二、使用和开发新的燃料及能源 1、乙醇

① 属于绿色能源中的一种，属于可再生能源 ② 由高粱、玉米、薯类等经发酵、蒸馏而

得，俗称酒精 ③ 可燃性： C 2H 5OH+3O 2 2CO 2+3H 2O ④ 被用作酒精灯、火锅、内燃机的燃料

⑤ 乙醇汽油是 混合物 ，其优点：节省石油资源，减少汽车尾气的污染，促进农业生产 2、氢气

① 最清洁、最理想的燃料： A 、原材料资源丰富， B 、放热量多， C 、产物无污染。 ② 有可燃性 2H 2 + O 2 2 H 2O

③ 有还原性 H 2+CuO

Cu+ H 2O 用于冶炼金属

④ 电解水可得到氢气 2 H 2 O 2H 2↑+ O 2 ↑，但耗用电能 ⑤不能广泛使用的原因：制取氢气成本太高且贮存困难

３、氢气的实验室制法

原理： Zn + H 2SO 4 = ZnSO 4 +H 2 ↑

收集方法：向下排空法（密度比空气下）

、排水法（难溶于水）

不可用浓盐酸的原因

浓盐酸有强挥发性 ；

不可用浓硫酸或硝酸的原因

浓硫酸和硝酸有强氧化性

４、正在推广或使用的新能源：太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能

附：初中要求掌握的两种实验室制取气体的装置：

△

一、固+固气体发生装置图：

制取氧气：反应原理：2KMnO 4△

+ MnO 2 + O2

↑K 2MnO 4

2KClO 3MnO 2

2KCl+3O 2

↑△

二、固 +液气体发生装置图：

MnO 2

①制取氧气：反应原理： 2H 2O22H2O + O2↑

②制取二氧化碳：反应原理：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO 2

↑

③制取氢气：反应原理： Zn＋ H2SO4=== ZnSO4＋H2↑