🔥 第七单元 · 能源的合理利用与开发

人教版九年级上册化学 | 燃烧与灭火 · 化学反应与能量 · 能源种类与环境影响

课题1 燃烧和灭火

🔥 燃烧的定义

燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。

关键区分:①燃烧一定是化学反应(有新物质生成)②灯泡发光是物理变化(没有新物质)③缓慢氧化(如铁生锈、呼吸作用)不放光,但放热。

🔥 燃烧的三个条件(缺一不可)

① 可燃物
② 氧气(或空气)
③ 温度达到着火点
着火点是物质本身的固有属性,不能降低。说"降低着火点"是错误的——我们只能降低温度到着火点以下。

🧯 灭火原理(只需破坏一个条件)

清除可燃物
如砍掉火灾现场的树木
隔绝氧气(空气)
如用灯帽盖灭酒精灯
降温到着火点以下
如用水灭火

⚡ 燃料充分燃烧的条件

①有足够的空气(氧气) ②燃料与空气有足够大的接触面积

⚠️ 常见误区:氧气越多燃烧越旺,但不是越多越好——过量空气会带走热量,降低燃烧效率。工业锅炉要控制空气比例。

💥 易燃物和易爆物的安全知识

可燃性气体(如H₂、CO、CH₄)或粉尘在空气中达到爆炸极限时,遇明火会发生爆炸。

  • 点燃可燃性气体前必须验纯
  • 加油站、面粉厂、煤矿矿井严禁烟火
  • 油库、化工厂附近张贴"严禁烟火"标志

课题2 化学反应与能量

能量变化

化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量变化,通常表现为热量变化。

🔥 放热反应

反应化学方程式应用
生石灰与水CaO + H₂O = Ca(OH)₂自热食品发热包
乙醇燃烧C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O酒精灯、燃料
碳充分燃烧C + O₂ → CO₂煤炭取暖
镁与盐酸Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂↑放热明显

❄️ 吸热反应

反应化学方程式条件
碳还原CO₂CO₂ + C → 2CO高温
碳还原CuOC + 2CuO → 2Cu + CO₂↑高温
记忆技巧:需要持续加热才能维持的反应通常是吸热反应;一旦点燃就能持续的反应通常是放热反应。

课题3 能源的种类与环境影响

⛽ 不可再生能源

煤(Coal)

含C·H·O·S·N等元素的混合物
煤的干馏(隔绝空气加强热)→ 化学变化
产物:焦炭·煤焦油·煤气

石油(Petroleum)

含C·H的混合物
石油分馏(利用沸点不同分离)→ 物理变化
产物:汽油·煤油·柴油·润滑油

关键区分:煤的干馏是化学变化(生成新物质),石油分馏是物理变化(只分离不生成新物质)。中考必考!

🔥 天然气与甲烷(CH₄)

天然气主要成分是甲烷(CH₄),沼气、瓦斯的主要成分也是甲烷。

性质内容
物理性质无色无味气体,密度比空气小,难溶于水
化学性质可燃性:CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(点燃前需验纯)
燃烧现象产生蓝色火焰,烧杯壁上有水珠,倒入石灰水变浑浊

💧 氢气(H₂)——最清洁的燃料

项目内容
实验室制取Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑  (锌+稀硫酸)
可燃性2H₂ + O₂ → 2H₂O(产物只有水,零污染)
还原性H₂ + CuO → Cu + H₂O(黑色粉末变红)
优点无毒、热值高(约为汽油3倍)、产物只有水
现阶段问题制取成本高 + 储运困难(氢气密度小、易燃)
氢气的三大优点:①燃烧热值高 ②产物是水,无污染 ③原料来源广泛(水)。但制氢成本高和储运安全问题限制了大规模使用。实验室制H₂与CO₂对比:H₂用向下排空气法或排水法,CO₂用向上排空气法。

☀️ 可再生能源

🌞 太阳能
💨 风能
🌊 地热能
🌊 潮汐能
🌿 生物质能
⚛️ 核能

🌍 能源利用对环境的影响

环境问题主要原因防治措施
酸雨煤中的S、N燃烧产生SO₂和氮氧化物使用脱硫煤;尾气处理
空气污染汽车尾气(CO、未燃烧碳氢化合物、氮氧化物、粉尘)使用催化净化器;推广电动车
温室效应化石燃料燃烧产生大量CO₂减少化石燃料;开发新能源;植树造林

📋 全单元速记口诀

  • 燃烧三条件:可燃物·氧气·着火点——三位一体,缺一不燃
  • 灭火三招:清可燃·断氧气·降温度——只需一招
  • 煤干馏=化学变化;石油分馏=物理变化
  • CH₄燃烧:蓝色火焰+水珠+石灰水浑浊
  • H₂燃烧:淡蓝色火焰+只生成水——零污染理想燃料
  • 三大化石燃料:煤·石油·天然气——不可再生
  • 三大环境问题:酸雨(SO₂)·空气污染(尾气)·温室效应(CO₂)