燃烧学 第四章 燃烧物理学基础
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沪教版(全国)九年级化学上册 第四章 基础实验3 物质燃烧的条件-教案设计
1 / 2 物质燃烧的条件
【教学目标】
1.认识燃烧的特征,知道物质燃烧是化学变化,能从微观角度适当解释物质的燃烧;
2.通过对,认识物质燃烧的条件,进一步学习对控制变量因素的探究过程;
3.体验物质燃烧条件的得出是建立在实验的基础上;
4.能够运用燃烧条件解释一些现象。
【教学重难点】
1.对燃烧现象的认识;
2.运用燃烧条件解释一些现象。
【教学过程】
一、引言:
出示一张奥运会会场火炬图片。
说到火,我们就会想到燃烧,火是物质燃烧时的一种现象。
展示图片:
火——造福人类。
火——带来灾难。
二、引导:
1.在以前的学习和生活中,一定知道很多燃烧的事例。把所知道的燃烧现象填写在表格中,与同学们交流讨论。
2.在以前的学习和生活中,一定知道很多燃烧的事例。把所知道的燃烧现象填写在表格中,与同学们交流讨论。
3.燃烧与人类的生活息息相关,结合自己的经验说说燃烧都需要什么条件?为什么需要这些条件?
投影。
物质燃烧的条件可能有哪些?
参与学生讨论。
学生思考并发言,通过活动完成作业。
“我猜想燃烧的条件可能是……” 沪教版(全国)九年级化学上册 第四章 基础实验3 物质燃烧的条件-教案设计
2 / 2 讨论,先从日常生活经验上对猜想进行说明。
对自己的猜测提出实验方案。
三、巡视、指导学生实验:
针对猜测进行实验并记录实验现象:
1.分别在酒精灯上点燃蘸有酒精和水的棉花球。
2.将直立于桌面上的两支燃着的蜡烛,其中的一支罩在玻璃杯下。
3.分别在酒精灯上点燃细木条和煤块。
交流讨论实验结果,通过分析,达成共识:
物质燃烧需同时满足的三个条件:
①物质具有可燃性;②可燃物与氧气接触;③可燃物达到燃烧所需要的最低温度。
四、小结:
对学生活动表现做简要评价。
对学生在探究活动中的新思路、新点子做简要评价。
燃 烧
1、着火是指:燃料和氧化剂混合后,由无化学反应、缓慢的化学反应向稳定的强烈放热状态的过渡过程,最终在某个瞬间、空间中某个部分出现火焰的现象。
2、热自燃孕育期即为着火延迟期:它的直观意义是指可燃物质由可以反应到燃烧出现的一段时间,更确切的是在可燃物质已达到着火条件下,由初始状态到温度骤升的瞬间所需时间。
3、火焰传播是指:当混合气的某一局部点燃着火时,将形成一个薄层火焰面,火焰面产生的热量将加热临近层的可燃混合气,使其温度升高至着火燃烧,这样一层一层的着火燃烧,把燃烧逐渐扩展到整个可燃混合气的现象。
4、燃烧温度:燃料在炉内实际燃烧后烟气所达到的温度(有散热),它是在边燃烧边传热的情况下烟气达到的温度,在高度方向和炉膛截面的不同处,其燃烧温度是不相同的;此外还与燃烧完全程度及燃料是否热解有关。
5、理论燃烧温度(绝热燃烧温度):假定炉膛边界不传热(绝热系统)时,燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)时炉内烟气所能达到的最高温度(不等于1,燃料和空气均可预热)。理论燃烧温度是燃料燃烧的一个重要指标,为某种燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度,其对于炉内过程分析和热工计算都是一个极其重要的依据,对于燃料与燃烧条件的选择,温度水平的估计和炉内换热计算,都有实际意义。
6、理论发热温度:假定炉膛边界不传热(绝热系统)时,燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零),燃料和空气均不预热时,空气消耗系数为1时,炉内烟气能达到的温度称为理论发热温度。理论发热温度只和燃料性质有关,是从燃烧温度的角度评价燃料性质的一个指标。
7、均相燃烧:燃料和氧化剂的物态相同,如气体燃料在空气中的燃烧,燃料和氧化剂都是气体,属于同相燃烧。
8、异相燃烧:燃料和氧化的物态不同,如固体燃料在空气中的燃烧属于异相燃烧。
9、动力燃烧:燃料与氧化剂混合时间远小于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和,扩散性能远远超过化学反应性能,燃烧速度取决于化学反应性能,而与扩散性能无关。此时,扩散性能很强,燃料表面有足够的氧气,阻碍燃烧的是不能迅速进行化学反应。如预先混合好的可燃气体与空气混合物的燃烧过程、层燃炉尾部燃烬区的燃烧过程、细小颗粒煤粉的燃烧过程和煤粉炉尾部的燃烧等,即动力燃烧不只在气体燃料燃烧时才存在。
第六章 燃烧过程的基本理论
1. 阿累尼乌斯定律:0exp(/)kkERT
k0──频率因子,表征反应物质分子碰撞的总次数;
E──活化能,使分子接近和破坏反应分子化学键所必须消耗的能量,也就是发生反应所需要的能量。不同反应的活化能不同,且正反应和逆反应的活化能也是不同的;
T──热力学温度,K;
R──通用气体常数,。
2. 煤燃烧过程的四个阶段:
1) 预热干燥阶段:水分蒸发,吸热过程,温度<200℃;
2) 挥发分析出并着火阶段:高分子碳氢化合物吸热,热分解,分解出一种混合可燃气体,及挥发分。挥发分一经析出,便马上着火,开始放热,温度>200℃~300℃;
3) 燃烧阶段:挥发分和焦炭的燃烧,大量放热,温度急剧上升;
4) 燃烬阶段:焦炭燃尽成灰渣。
3. 碳的多相燃烧过程:
1) 参与燃烧反应的气体分子(氧)向碳粒表面的转移与扩散;
2) 气体分子(氧)被吸附在碳粒表面上;
3) 被吸附的气体分子(氧)在碳表面上发生化学反应,生成燃烧产物;
4) 燃烧产物从碳表面上解吸附;
5) 燃烧产物离开碳表面,扩散到周围环境中。
吸附与解吸附最快;扩散与化学反应最慢,但最主要。因此,碳的多相燃烧速度决定于氧向碳粒表面的扩散速度和氧与碳粒的化学反应速度中速度最慢的一个。
4. 多相燃烧反应的燃烧区域
在碳的多相燃烧中,多相化学反应速度,用气相O2消耗速度w1表示化学反应速度:
1fwkC
燃烧化学反应速度也可用氧向碳粒表面扩散速度表示:20fwCC 式中:fC—— 碳粒表面上氧的浓度,kg/m2;0C—— 周围介质中氧的浓度, kg/m2;
k —— 化学反应速度常数;β —— 扩散速度常数。
燃烧过程稳定时,氧气扩散速度等于氧气消耗速度: w1 = w2 = w
经推到:0n0kwCkCk
1) 动力燃烧区域:在燃烧过程中,当燃烧反应温度不高时,化学反应速度不快,此时氧的供应速度远大于化学反应中氧的消耗速度,亦即扩散能力远大于化学反应能力,即β >>
基础实验3 物质燃烧的条件
一、选择题
1.最近“纸火锅”(如右图)逐渐流行起来。“纸火锅”是用纸张代替金属材料做容器盛放汤料,当酒精燃烧时纸张不会燃烧。对此现象,下列解释合理的是()
A. 纸张不是可燃物,不能燃烧 B. 纸张被水浸湿,导致着火点降低
C. 水蒸发时吸收热量,温度达不到纸张的着火点 D. 空气不充足,纸张不会燃烧
2.根据如图所示的实验现象,下列判断不正确的是( )
A. ①②说明物质燃烧需要氧气 B. ①说明白磷的着火点不高于80℃
C. 烧杯中的热水只起提高温度的作用 D. ①③说明两种可燃物的着火点不同
3.如图所示,把同样大小的滤纸碎片和乒乓球碎片分开放在一块薄铜片的两侧,加热铜片的中部,下列实验现象或结论错误的是( )
A. 实验中使用铜片,是利用了铜的导热性 B. 铜片受热的一面变黑,是因为产生了CuO
C. 实验过程中滤纸碎片先燃烧,乒乓球碎片后燃烧 D. 实验说明燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点 4.康康同学在探究燃烧条件时,进行了如图所示的实验.下列关该实验的说法不正确的是( )
A. 铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧,说明燃烧需要达到可燃物的着火点
B. 铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧,说明燃烧需要空气(或氧气)
C. 即使向热水中的白磷通入氧气,白磷也不可能燃烧
D. 由本实验推知,消除可燃物燃烧的任何一个条件,都可达到灭火的目的
5.下列因素与可燃物燃烧的剧烈程度无关的是( )
A. 可燃物本身是不是易燃 B. 大气层中二氧化碳的含量