第一章 燃烧的化学基础
燃烧：可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象。 本质：一种氧化还原反应，但其放热、发光、发烟、伴有火焰等基本特征表明它不同于一般
的氧化还原反应。
也有人认为游离基的连锁反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中的物理现象。 爆炸：与燃烧没有本质差别，是燃烧的常见表现形式。 燃烧的必要条件
1、可燃物（还原剂）：凡能与氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质。
2、助燃物（氧化剂）：凡与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质。
3、点火源：凡能引起物质燃烧的点燃能源，统称为点火源。
燃烧的充分条件 1.一定的可燃物浓度2.一定的助燃物浓度3.一定的引燃能量 相互作用 燃烧持续的要素 1.外加热（着火源）或者反应释放足够能量维持燃烧 2.可燃物质3.氧或
助燃剂4.合理配比 5.混合作用
火灾：在时间和（或）空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。 火灾预防：1、控制可燃物2、隔绝空气3、消除点火源 火灾扑救：1、隔离法2、窒息法3、冷却法4、抑制法
反应速率：单位时间内在单位体积中反应物消耗或生成物产生的摩尔数。()
s
m mol dt
dc dt V
dn
⋅=
⋅=
3/ω
fF eE bB aA +→+
ωωωωω==
=
=
f
e
b
a
F
E
B
A
系统反应速率(ω)代表反应系统的化学反应速率，其数值是唯一的。
质量作用定律：等温条件下，任何瞬间反应速度与该瞬间各反应物的浓度的某次幂成正比。在基元反应中，各反应物浓度的幂次等于该反应物的化学计量系数。
fF eE bB aA +→+反应速度方程为：b
B a A
C KC V =
K 为反应速度常数，其值等于反应物为单位浓度时的反应速率。(a+b) 称为反应级数。 注意：质量作用定律只适于基元反应，对于非基元反应，只有分解为若干个基元反应时，才能逐个运用质量作用定律。
1. 反应温度对化学反应速度影响很大，通常是反应速度随着温度的升高而加快。
2. 范德霍夫近似规则：对于一般反应，如果初始浓度相等，温度每升高10℃，反应速度大约加快2~4倍。
3.lnk 或lgk 对1/T 作图，可得到一条直线，根据其斜率可以求出E ，由其截距可求K0 燃烧反应速度方程: dt dc
A
A -=ωdt dc B
B -=ωdt
dc E
E =ωdt
dc F F =ω
有用结论：1. 燃烧物和氧气浓度越低，燃烧速度越慢；2. 火灾现场温度越低，燃烧速度越慢；3.可燃物活化能越小，燃烧速度越快。
根据质量作用定律和阿累尼乌斯定律，分析火场温度、燃烧物浓度和反应活化能如何影响燃烧反应的速度？
燃烧时空气需要量计算:一、固体和液体可燃物的理论空气需要量,以质量计算，通常以kg 为单位.二、气体可燃物的理论燃烧空气需要量，以体积计算，通常以m3为单位。 空气量 氧气量
固体和液体可燃物的理论空气需要量：组成C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=100%1kg 固体、液体可燃物完全燃烧需氧质量
3
8
1 32
12 22CO O C =+ 8 121
4122O H O H =+ 1
132 32S 2
2O O S =+
)
/(10)83
8
(2
,02kg kg O S H C G O -⨯-++=
1kg 固体、液体可燃物完全燃烧需要的氧气体积
1kg 固体、液体可燃物完全燃烧需要的空气质量
)/(10)31.431.448.3449.11(10)83
8
(232.01232.022
,0,02
kg kg O S H C O S H C G G O air --⨯-++=⨯-++=
=
1kg 固体、液体可燃物完全燃烧需要的空气体积
)/(10)838
(21.07.021
.032,0,02kg m O S H C V V O air -⨯-++⨯=
=
例1－1：试求4Kg 木材燃烧所需要的理论空气量。木材组成：C ～43％、H ～7％、O ～41%、
W ～ 6％、A ～ 1％。
)(30.17410)4133.3767.264389.8(32,0m V air =⨯⨯⨯-⨯+⨯=-
理论的含义（1）标况下理想气体 （2）完全燃烧（3）化学计量比 气体可燃物理论燃烧的空气需要量： 组成∑=+++++
++%
100%%%%%%%%222222O H N O CO H
C S H H CO m
n
1m3气体可燃物完全燃烧需要的氧气体积
2221
CO O CO =+ O H O H 22221=+ 2222
23SO O H O S H +=+
O H m
nCO O m n H C m n 2222
)4(+=+
+)
/(104232121332
222,02m m O H C m n S H H CO V m n O -⨯⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛
++++=∑
1m3气体可燃物完全燃烧需要的空气体积
)
/(10423
212
176.421
.0332
222,0,02
m m O H C m n S H H CO V V m n O air -⨯⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝
⎛
++
++⨯==
∑)
/(10)33.333.367.2689.8( 32,0kg m O S H C V air -⨯-++=Θ
理论的含义 (1)完全燃烧（2） 化学计量比
例题1－2：试求5m3焦炉煤气燃烧所需要的理论空气量。煤气组成：CO ～6.8%、H2～ 57％、CH4～22.5%、C2H4～3.7％、CO2~2.3%、N2～4.7％、H2O ～3％
∑
=⨯++⨯+=+1.567.3)44
2(5.22)441()4m n H C m n （
)
(94.20510)1.565721
8.621(76.432,0m V air
=⨯⨯+⨯+⨯⨯=-
实际空气需要量
1、空气消耗系数：完全燃烧时，实际空气量与理论空气量的比值。 表达式：air
air
V V ,0,⋅=αα 对气体可燃物：α＝1.02～1.2，对液体可燃物：α＝1.1～1.3
对固体可燃物：α＝1.3～1.7
2、超量空气：完全燃烧所耗实际空气量与理论空气量之差。 表达式：air
air
V V ,0,-α
非标准状况下的计算：液体固体：适用。气体：根据题意，注意原始状态和最终状态
燃烧产物：燃烧而形成的气体、液体和固体物质。完全燃烧产物：不能再继续燃烧的产物。不完全燃烧产物：能继续燃烧的产物。烟：由燃烧或热解作用所产生的悬浮于大气中可见的固体和（或）液体微粒。
烟 碳粒子生成的影响因素：a.氧气供给情况:b. 可燃物分子中碳氢比值，c.可燃物分子结构 燃烧产物的危害性 1、燃烧产物的毒害性 a 缺氧窒息作用 b 毒性、刺激性及腐蚀作用 c 高温气体的热损伤作用2、烟气的减光性3、烟气的爆炸性4、烟气的恐怖性 毒性机理：由于它能从血液的氧血红素里取代氧与血红素结合生产羰基化合物，使血液失去输氧功能。
燃烧产物的计算
（一）完全燃烧产物量的计算. 1、固体和液体可燃物理论燃烧产物量 成分％％＝％＋％＋％＋％＋％＋％＋100W A O S N H C
)/(100124.223,02kg m C V CO ⨯=
)/(100324.223,02kg m S V SO ⨯=
)/)(100184.2210024.22(3,02kg m W H V O H ⨯+⨯=
)
/(79.0100
284.223,0,02kg m V N
V air N +⨯=
总产物量:
