十八 燃烧及反应速率的合理调控
纵横过实验
纵向实验
实验11 燃烧条件的探究
1.[一题多设问] 化学实验课上兴趣小组同学用如图所示实验进行燃烧条件的相关探究实验，请回答下列问题。
图1 图2 图3
【实验现象】
(1)图1实验中观察到的实验现象是___________________。
(2)图2实验中观察到铜片上的白磷燃烧、红磷不燃烧，说明燃烧的条件之一是________________________；利用图2进行实验，观察到________________________________的现象时，说明燃烧需要与氧气接触。
(3)[中考新趋势——实验方案设计]若要证明燃烧需要氧气参与，请结合图3从实验操作、实验现象和实验结论3个方面进行实验方案设计：____________________。
【实验结论】
(4)由上述实验可知，燃烧需要的条件是：______________、______、_______________，三者缺一不可。
【实验反思】
(5)图2实验中主要利用了铜片的________性。
(6)图2实验中热水的作用是_________________________。
[全国视野] 创新考法
(7)[意外现象](2019遵义改编)兴趣小组的同学利用图2进行实验过程中，刚开始时没有观察到铜片上的白磷燃烧，用热水加热一段时间后，开始燃烧，观察到该现象的原因是________________________________；实验时不慎有火星飞溅到红磷上，红磷燃烧，证明燃烧的条件之一是_________________。
(8)[装置改进](2019营口改编)经过分析，兴趣小组的同学认为利用图2装置进行实验存在一些缺陷，因此对该装置进行改进(如图4所示)，罩上烧杯的作用是____________________。
图4 图5
(9)[微型装置](2020淮安改编)为了避免该实验造成实验药品的浪费，兴趣小组的同学经过查阅资料后，利用Y形管设计实验进行探究(装置如图5，部分夹持装置略去)，通过两个支管中的现象对比，可得出的结论是______________，其中气球的作用是__________________。
(10)[创新装置](2021无锡改编)利用如图6装置进行燃烧条件的探究。试管①中充满氮气，试管②③中充满氧气，升温至40 ℃ ，仅观察到②中的白磷燃烧。下列叙述错误的是______。
图6
A.由实验①②可验证燃烧需要氧气
B.由实验②③可推知着火点高低：红磷>白磷
C.利用水浴控温可调节可燃物的着火点
D.①③两支试管内的白磷和红磷可回收再利用
拓展应用
2.2022年5月12日是我国第14个防灾减灾日，为了提高学生的生存意识和技能，某学校开展了围绕以“防灾减灾，提高学生生存技能”为主题的系列活动，该学校化学兴趣小组的同学欲结合火灾逃生技能及灭火方法为项目进行探究。
活动1：探究灭火的原理及方法
【进行实验】同学们分别取如图所示的三支蜡烛和两个烧杯(250 mL)，分别点燃三根蜡烛，进行如图所示的两个实验。
实验1 实验2
实验装置
实验操作 ①点燃两根长度不同的蜡烛； ②将一干燥洁净的烧杯罩在蜡烛上方，且烧杯底部不能接触蜡烛外焰 ①另取一长蜡烛点燃，将蜡烛放在烧杯中； ②沿烧杯内壁将冰水缓慢注入到烧杯中，且液面高度不能高过火焰
【实验现象及分析】
(1)一段时间后，实验1中可观察到的实验现象是__________________。
(2)实验2中，可观察到蜡烛的火焰会逐渐变小，请推测其原因是______________________。
活动2：讨论火灾的逃生技能
【交流讨论】当高层建筑发生火灾时，为保证我们能安全逃离，其正确的方法是________________________。
山西7年真题子母题
命题点1 燃烧与灭火
1.(2019山西6题2分)土星是太阳系里的气态行星，约含有92.4%的H2、7.4%的He和0.2%的CH4等，平均温度为－150 ℃。它没燃烧成火球的原因可能有①可燃物种类太多②氦气含量太高③没有适宜的温度④没有支持燃烧的氧气。其中分析正确的一项是( )
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
2.[家庭实验](2022山西6题2分)在一次家庭小实验中，当点燃装有半杯水的纸杯时，发现水面以下部分没有燃烧，其主要原因是( )
第2题图
A.纸杯着火点变低
B.温度低于着火点
C.与氧气接触面太小
D.纸杯不是可燃物
3.(2021山西24题2分)为保护我省地面旅游资源，西侯度遗址上的木制建筑应严禁烟火，理由是________。
为保障壶口瀑布等景点的环境卫生，应做到________________。
命题点2 易燃易爆物的安全常识（7年3考)
4.(2017山西3题2分)为防止造成生命财产的损害，某些场所常贴有下列图标，其中表示“禁止带火种”的是( )
5.[2016山西24(2)(3)题2分]
提到炸药，同学们可能会想到战争和暴力，但炸药的发明却促进了工业和经济的进步。我国是最早发明火药的国家。黑火药是我国古代的四大发明之一，主要成分为硝酸钾、硫、木炭等。黑火药经点燃，发生剧烈燃烧，反应原理为
2KNO3＋S＋3C K2S＋N2↑＋3CO2↑
黑火药经阿拉伯传到欧洲，随后各国化学家陆续研制出各种炸药，如意大利化学家索布雷罗发明的硝化甘油，爆炸时威力很大，但安全性很低。瑞典化学家诺贝尔在前人研究的基础上，经过反复实验，研制出安全性很高的硝化甘油炸药，提高了它的利用价值。炸药的研发还在继续，安全烈性炸药不断问世，如TNT、黑索金等。
黑火药推动了炸药的快速发展，它虽然已退出军事领域，但依然发挥着重要的民用价值，如制造焰火、定向爆破等。我国近年来研制的纳米级黑索金，在理论和实验制备等方面获得了突破，将会继续在工业和军事领域作出贡献。
请根据短文回答以下问题：
(2)通过阅读，下列说法正确的是________(填字母，符合题意的选项都选)。
a.黑火药作为一种古老的炸药，现已停止使用
b.黑火药能发生爆炸与它燃烧后生成气体并放出热量有关
c.使用危险物质时，我们应采取一些措施提高其安全性，更好地发挥其作用
(3)炸药属于易爆物，生活中我们有时会接触一些易爆物，下列建议正确的是________。
a.在加油加气站禁止接打电话
b.夜晚发现家中燃气泄漏要开灯检查
全国视野分层练
基础题
1.(2022株洲)在生产、运输、使用和贮存易燃物和易爆物时，必须了解有关图标的含义并严格遵守有关规定，绝不允许违章操作。下列与燃烧和爆炸有关的图标中正确的是( )
2.下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.在化学反应后其质量减小 B.催化剂只能加快化学反应速率
C.在化学反应后其化学性质不变 D.过氧化氢分解反应中，只能用二氧化锰作催化剂
3.(2022温州)在“烹饪与营养”实践活动中(如图)，灶内的木材燃烧一段时间后火焰变小，某同学用长木棒挑开木材堆后，火焰重新变旺，这是因为( )
第3题图
A.灶内的木材变更多
B.木材的着火点降低
C.木材接触更多空气
D.木材的导热性变强
4.(2022宜昌)“清洁能源之火，让奥运之光飞扬”，2022年北京冬奥会的传递火炬首次用氢气作燃料。为确保火炬在极寒和大风等恶劣条件下持续燃烧，设计火炬需重点考虑的因素是( )
A.持续不断地释放氢气
B.温度不低于氢气的着火点
C.火炬外壳隔热性能好
D.氢气与空气保持充分接触
5.(2022杭州)2008年北京奥运会“祥云”火炬、2022年北京冬奥会“飞扬”火炬的外壳材料的主要成分和燃料如表所示。奥运火炬的迭代，体现了我国科技水平的提高。下列有关两火炬的说法错误的是(
“祥云”火炬 “飞扬”火炬
外壳材料的主要成分 铝合金 碳纤维复合材料
燃料 丙烷(C3H8) 氢气(H2)
A.外壳材料的主要成分都属于非金属单质
B.燃料都具有可燃性
C.燃料燃烧时，助燃物都是氧气
D.燃料燃烧时，都有水生成
6.(2022黔东南州)某商厦发生特大火灾事故，造成309人死亡，7人受伤。法医鉴定结果309人均为中毒窒息死亡。遇到火灾时，下列做法不可取的是( )
A.为尽快逃离火场乘坐电梯下楼
B.逃生过程中将身体贴近地面匍匐或弯腰前进
C.一旦发生火灾，按疏散指示标志方向迅速撤离
D.用浸湿的毛巾、口罩等捂住口鼻
7.2019年9月至2020年1月，澳大利亚一场持续4个多月的“灾难级”山火不仅造成居民财产的巨大损失，生态环境也遭到极大破坏。下列有关说法错误的是( )
第7题图
A.森林中要严禁烟火，是因为森林中存在大量可燃物
B.用强力鼓风机可以灭火(如图)，是由于强风带走热量，降低了可燃物的着火点
C.房间发生火灾，切忌开窗，以免风助火势，造成火灾蔓延
D.从着火的房间逃生，应用湿毛巾捂住口鼻，并伏低身子逃出
8.[劳育](2022长沙改编)劳动教育贯穿义务教育阶段，以下劳动项目与所涉及的化学知识相符合的是( )
选项 劳动项目 涉及到的化学知识
A 使用煤炉时，用扇子往炉中扇风 空气流通，提供充足的氧气
B 炒菜时油锅着火，用锅盖盖灭 降低油的着火点
C 将氢氧化钠固体撒入土壤 氢氧化钠可以改良酸性土壤
D 洗碗时，用洗涤剂去除油污 洗涤剂主要是与油脂发生化学反应
9.(2022湖州)将一根火柴折断，分成火柴头和火柴梗两部分，放在铜片上，如图所示。用酒精灯加热铜片，发现火柴头先燃烧。下列叙述中，错误的是( )
第9题图
A.用酒精灯加热要使用外焰
B.利用了铜片良好的导热性
C.说明了火柴头和火柴梗有不同的着火点
D.说明了燃烧需要助燃剂
10.为比较Fe3＋和Cu2＋对过氧化氢分解反应的催化效果，某同学设计了如图所示的实验，关于实验有如下说法，其中不正确的是( )
第10题图
①过氧化氢中氧元素的化合价为－1。
②若图示实验中反应速率为甲＞乙，则一定说明Fe3＋比Cu2＋对过氧化氢分解催化效果好。
③实验中可通过观察产生气泡快慢来比较反应速率。
④滴加FeCl3或CuSO4溶液后过氧化氢分解速率加快，则FeCl3或CuSO4是过氧化氢催化剂。
A.①② B.①④ C.②④ D.③④
11.2022北京冬奥会火炬接力火种灯首创双层玻璃结构，既保证了灯具的进气量，能够让火焰的高度适中并充分燃烧，又不至于产生黑烟和异味，能够保持火种灯外观清洁、透亮；而火种灯的燃料是丙烷气体，燃烧产物是二氧化碳和水。
(1)火种灯的双层结构可使燃料充分燃烧，是因为___，请你写出生活中使燃料充分燃烧的一种具体方法____。
(2)根据材料火种灯燃料燃烧的产物分析，火种灯的优点是_______________。
12.“火立熄”是一种新型的家用灭火用品，当“火立熄”接触到火焰3～5 秒后会炸开，释放出大量的粉末覆盖在燃烧物表面，同时释放出不能燃烧的气体使火焰熄灭。“火立熄”的灭火原理是__________________，结合所学燃烧与灭火的知识，说一说如何防止火灾的发生__________________(写一条)。
13.[万唯原创] 山西全方位推动高质量发展，让创新成为第一动力，让绿色、低碳成为普遍形态，蹚出转型发展新道路，奋力谱写山西新篇章。请运用所学化学知识，就相关问题表达观点。
第13题图
(1)“文化”山西：山西省应县佛宫内的木塔与意大利比萨斜塔、巴黎埃菲尔铁塔并称“世界三大奇塔”。塔内有一批珍贵的辽代文物，其中的契丹藏为卷轴装，圆木轴，大字楷书，墨色黑亮，版式疏朗。推测契丹藏保存年代久远而不褪色的原因是______________，木塔在保护时要注意防火，从燃烧的条件分析其原因是_________。
(2)“创新”山西：高效利用煤层气生产出金刚石，金刚石可用于______________。煤层气(主要成分是甲烷)除可用于生产金刚石外，更常见的是做燃料，其完全燃烧的化学方程式是_______。
(3)“低碳”山西：2022年3月印发的《山西省2022年冬季清洁取暖工作方案》中提出“2022年采暖季前实现晋中盆地散煤全面清零”的主要任务。散煤不完全燃烧产生的有毒气体是________，有时燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，此时需要将进风口__________(填“调大”或“调小”)。
14.(2022武汉改编)同学们学习完燃烧条件后，欲设计如图所示实验验证燃烧的条件。
(已知白磷的着火点是40 ℃，红磷的着火点是240 ℃。)
实验1 实验2
第14题图
回答问题
(1)仪器a的名称为________。
(2)实验1铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，说明燃烧需要_____，白磷燃烧的化学方程式为_____。
(3)实验2中通入氧气前白磷不燃烧，通入氧气后白磷燃烧，证明燃烧的条件是______________________；实验1中能与实验2得出相同结论的实验现象是_________________。
拔高题
15.[万唯原创] [2022年版课标·新增学习活动]燃气安全问题自始至终都是人们特别关注的问题，为了防止天然气泄漏对人民生命财产安全造成危害，小易和小刚在自己小区中针对天然气泄漏的原因、防止措施、爆炸原因等进行了问卷调查，请你参与并评判。
【调查问卷】
调查内容 调查结果
Ⅰ.你是否了解天然气泄漏可能的原因？ a.塑料管道老化 b.开关阀门未关紧 c.管道接口松动
Ⅱ.天然气一旦泄漏为防止爆炸，应采取的措施？ 甲居民：立即给天然气公司拨打电话 乙居民：先关闭阀门，然后再打开门窗通风
Ⅲ.你是否了解天然气泄漏后爆炸的原因？ ________▲________
(1)请你从Ⅰ的调查结果中选出你认为会造成天然气泄漏的原因__________(符合答案均选择)。
(2)请选出Ⅱ中说法不合理的人并解释其原因是_________________。
(3)问卷Ⅲ中造成天然气泄漏爆炸的原因是________________________。
【交流反思】(4)经查阅资料可知，为及时发现天然气泄漏，常在天然气中加入一些具有刺激性气味的硫醇等物质，因此当天然气泄漏时常能闻到一种刺激性气味，发生该现象的微观原因是______；当我们在厨房中安装燃气报警器时，燃气报警器应安装的位置是______(填选项)。
第15题图
16.(2021安徽)关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识燃烧
(1)酒精、煤(含硫)、天然气是生活中常见的燃料，下列不属于三者燃烧共有的现象是________(填字母)。
A.发光 B.产生有刺激性气味的气体
C.放热 D.产生使澄清石灰水变浑浊的气体
(2)写出酒精(C2H5OH)完全燃烧的化学方程式_________________。
【任务二】探究燃烧的条件及质量变化
第16题图
(3)该小组同学按下列实验步骤开展探究。
步骤1：室温下，按如图组装装置，装入药品，称量装置总质量为m1 g。
步骤2：将锥形瓶浸入80 ℃的热水中，观察现象。
步骤3：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶；打开止水夹K1和K2，从K1处缓慢通入约50 mL氧气，再关闭K1和K2，称量装置总质量为m2 g。
步骤4：将锥形瓶再次浸入80 ℃的热水中，观察现象。
步骤5：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶，称量装置总质量为m3 g。
①通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是___________________。
②m1、m2、m3的大小关系是_________________。
【任务三】调控燃烧
(4)报道显示：国内外一些煤田因发生煤层自燃，带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃，请给出一条合理的灭火建议________________。
【任务四】再探铁的燃烧
(5)查阅文献：颗粒直径为20～30 nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。
结合已有知识，回答下列问题：
①影响铁燃烧的因素有_______________________(至少答出两点)。
②铁与氧气反应的条件不同，产物不同。若5.6 g铁与氧气反应可得a g产物，且铁无剩余，则a的取值范围是__________。
【解题关键点】
第16题(5)②：可利用极值法进行解答。首先，假设铁粉与氧气反应只生成Fe2O3，可计算出产物Fe2O3的质量；然后假设铁粉与氧气反应只生成产物Fe3O4，可计算出产物Fe3O4的质量；最后，判断出产物a的取值范围。
答案
实验11 燃烧条件的探究
1.(1)蘸水的棉球不燃烧，蘸酒精的棉球燃烧
(2)温度需达到可燃物的着火点 铜片上的白磷燃烧，水中白磷不燃烧 (3)实验操作：将组装好的装置放在实验台，从导管口上端通入氧气 实验现象：通入氧气前，白磷不燃烧，通入氧气后热水中的白磷燃烧 实验结论：可燃物燃烧需要与氧气接触 (4)可燃物 与氧气(或空气)接触 温度达到可燃物的着火点 (5)导热 (6)隔绝氧气(或空气)和提供热量 (7)刚开始白磷表面的温度还未达到着火点 温度达到可燃物的着火点 (8)防止白磷燃烧的产物逸散到空气中 (9)燃烧需要温度达到可燃物的着火点 缓冲压强、防止污染空气 (10)C
2.(1)高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭
(2)冰水吸收蜡烛燃烧放出的热量，阻止蜡烛熔化和汽化 【交流讨论】用湿棉被或湿毯子等将头、身裹好，弯腰逃离火灾现场
山西7年真题子母题
1.D 2.B
3.木材是可燃物(或木材具有可燃性，合理即可)(1分) 不乱扔垃圾(或不随地吐痰，合理即可)(1分)
4.D
5.(2)bc(1分) (3)a(1分)
全国视野分层练
1.D 2.C 3.C 4.B 5.A 6.A 7.B 8.A 9.D 10.C
11.(1)该结构可提供充足的氧气 将煤制成蜂窝状(合理即可) (2)燃烧产物无污染(合理即可)
12.隔绝可燃物与氧气(或空气)的接触 装修时使用阻燃材料(或不能随意堆积可燃物或定期检修电线线路，合理即可)
13.(1)常温下碳的化学性质不活泼 木塔属于可燃物，当温度达到着火点之后容易燃烧 (2)制作装饰品(合理即可) CH4＋2O2CO2＋2H2O (3)CO 调大
14.(1)烧杯 (2)温度达到可燃物的着火点 4P＋5O22P2O5 (3)可燃物燃烧需要与氧气接触 铜片上的白磷燃烧，水中白磷不燃烧
15.【调查问卷】(1)abc (2)甲居民的说法不合理。拨打电话产生的火花容易使泄漏的天然气燃烧甚至爆炸，引发安全事故 (3)燃气泄漏后，气体聚集在通风不良的厨房等有限的空间里，当达到一定含量时，遇到明火就会发生爆炸(合理即可) 【交流反思】(4)分子在不停的运动 A
16.(1)B (2)C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O
(3)①步骤2中白磷未燃烧，步骤4中白磷燃烧，产生白烟 ②m1＞m2＝m3 (4)取土填埋，隔绝空气(合理即可) (5)①铁的表面积；氧气的浓度；温度(答出任意2点即可) ②7.2≤a≤8.0
