《初三化學》中關於「燃燒」的知識,是每年中考的難點和重點,它包括「燃燒、緩慢氧化反應、氧化反應、自燃」等相關知識。對於考生而言不僅僅要求了解「什麼是燃燒、什麼是氧化反應等」知識,而是要求掌握和理解它們的區別與聯想。這樣難度就很大,考試中失分也較多,下面就《中考化學大綱》中涉及到的「燃燒」的相關知識進行分析與探討。
1、燃燒與氧化反應的聯繫與區別
(1)什麼是燃燒反應?
人類的生存需要大量的能量,這些能量的提供離不開燃燒反應,所以燃燒的重要性不言而喻。在平時的日常生活中,經常會見到形形色色的燃燒現象。比如居民做飯的柴火或燃氣燃燒;也有冶金工業中的焦炭燃燒;也有航天領域火箭發射過程中燃料的燃燒等。作為中考學生來說,不僅要認識什麼是燃燒,還有掌握燃燒的概念及其相關知識點。首先要清楚什麼是燃燒反應?燃燒是可燃物與氧氣充分接觸,在一定條件下,發生的一種伴有發光、發熱的劇烈的氧化反應。燃燒與其它化學反應不同,燃燒反應的特點明顯:發光、產生大量的熱、屬於氧化反應類型。這種反應發生的條件比較複雜,必須同時滿足可燃物、氧氣、溫度達到著火點三個條件。
(2)什麼是氧化反應?
氧化反應是一種特殊的化學反應,它不屬於初中階段學習的「四種基本反應類型」(四種基本反應類型:化合反應、分解反應、置換反應、複分解反應)中的某一種反應。氧化反應與它們之間沒有明顯的界限,除複分解反應外,其餘三種反應都有可能是氧化反應。氧化反應是指物質與「氧」發生的反應,這裡的「氧」可以是氧氣、也可以是氧元素、還可以是元素的氧化性。也就通常所說的,氧化反應可以從「得氧失氧、化合價升降、得失電子」三個不同的角度去分析某一反應是否為氧化反應。然而對於初中階段的學生,只有要求掌握從「得失氧」的角度能夠正確分析氧化反應。
(3)燃燒與氧化反應的區別與聯繫
根據燃燒的定義,可知道燃燒是一種氧化反應,一種劇烈的氧化反應。換而言之,燃燒反應中一定有氧氣參加,所以燃燒一定是氧化反應。其實氧化反應是無法單獨存在,有物質發生氧化反應,同時一定有物質發生還原反應。也就是說氧化反應與還原反應是同時存在在於一個反應中,無法分割的兩個反應。初中階段的「氧化反應」實際上就是氧化還原反應。
根據對燃燒概念的分析,可知所有的燃燒都是氧化反應,但是氧化反應不一定是燃燒。比如一氧化碳還原氧化銅的反應,是氧化反應(當然也包含還原反應),但是它卻不是燃燒,像這樣的反應還有很多。
2、燃燒與緩慢氧化反應的區別與聯繫,
常見的化學反應中,氧化反應較多,比如各種物質的燃燒以及冶金工業中煉鋼煉鐵等都屬於氧化反應。這些氧化反應之間,既有聯繫,也有區別。下面就中考中關於氧化反應中的燃燒與緩慢氧化反應之間的聯繫與區別進行分析。
(1)什麼是緩慢氧化反應?
緩慢氧化反應是一種特殊的氧化反應,是與燃燒相對的氧化反應。那麼什麼是緩慢氧化反應呢?緩慢氧化反應就是物質與氧氣發生的一種不易讓人覺察到的反應。比如人和動物的呼吸、鐵生鏽、飯菜變質等變化都屬於緩慢緩慢氧化反應。我們生活中,時刻都有緩慢氧化反應發生,只是它們反應時產熱不多、現象不明顯而已,無法讓人感覺到反應的發生。
(2)燃燒與緩慢氧化反應的區別與聯繫
燃燒與緩慢氧化反應都屬於氧化反應,是物質與氧氣發生的反應。在反應類型上是相同的,而且反應物中都有氧氣。即兩者的相同點:有氧氣參加、有熱量放出、氧化反應。但是燃燒與緩慢氧化反應也有著本質的區別,那就是它們反應的現象不同,主要表現在燃燒:發光、放熱快且多、劇烈;緩慢氧化反應:不發光、放熱慢少、緩慢難以覺察。燃燒不可能轉化為緩慢氧化反應,但是緩慢氧化反應進行到一定的程度可以發展為燃燒,這就是化學中的「自燃」現象。自燃是指可燃物由於緩慢氧化反應而引發的燃燒,是不需要直接「點火」,或加熱就能夠發生的燃燒,主要是那些著火點較低的物質容易引發自燃。
3、有哪些方法措施可以防止可燃物由緩慢氧化反應引發自燃。
前面講到燃燒與緩慢氧化反應之間有區別,更有聯繫。如果可燃物堆放不當,長期處於潮溼的環境中,就會出現腐爛。其實物質的腐爛變化就是一個複雜的緩慢氧化反應過程,如果反應產生的熱量不能夠及時散失,熱量就會越來越多,可燃物的溫度也會隨之升高,當溫度升高至可燃物的著火點時,就會出現自燃。所以平時在堆放可燃物的時候,一定要防止發生自燃現象,具體可以採取下面措施。
(1)堆放可燃物的場所一定要通風,讓產生的熱量及時散失。
(2)堆放可燃物的場所一定要保持乾燥,防止可燃物腐爛,發生緩慢氧化反應,而引發自燃。
(3)堆放可燃物的場所一定要遠離火源。
(4)堆放太久的可燃物一定要定期翻動,主要是防止中間的可燃物發生腐爛(緩慢氧化反應)產生的熱量無法散失。如果發生了緩慢氧化反應,經常翻動可以使產生的熱量及時散失,避免出現自燃。
4、為什麼可燃物在空氣中與氧氣中燃燒的現象不同
影響可燃物燃燒劇烈程度的因素主要有兩種,即內因和外因。內因就是可燃物本身的性質,是由可燃物的結構決定。比如汽油燃燒比木材燃燒更劇烈,紙張燃燒比木炭燃燒劇烈等。也是就說可燃物本身的性質不同,燃燒的劇烈程度也不相同。外因就是氧氣的濃度以及可燃物與氧氣的接觸面積大小。氧氣濃度越大,燃燒越劇烈;與氧氣接觸面積越大燃燒越劇烈。
(1)硫在空氣中與氧氣中燃燒產生的現象不同
單質硫是一種淡黃色的固體粉末,能夠與氧氣在點燃的條件下發生燃燒反應。當將相同質量和形狀大小的硫單質分別在空氣中和純淨的氧氣中燃燒,因為參加反應的氧氣的濃度不同,它們的燃燒反應劇烈程度也不相同。因為空氣中氧氣的濃度比純淨氧氣中氧氣的濃度小很多,所以其燃燒反應現象也不相同。
【空氣】現象:火焰-微弱的淡藍色,產生熱,產物-有刺激性氣味的氣體。【氧氣】現象:火焰-明亮的藍紫色,產生熱,產物-有刺激性氣味的氣體。
(2)鐵絲在空氣中與氧氣中反應產生的現象不同
細鐵絲在空氣不能夠燃燒,主要是因為空氣中氧氣的濃度不高。在空氣中加熱細鐵絲,鐵絲會呈紅熱狀態,與氧氣發生氧化反應,只是反應不會很劇烈。然而,細鐵絲卻能夠在純淨的氧氣中燃燒,現象很劇烈,如下圖所示。
【空氣】現象:鐵絲紅熱,產生熱,產物-黑色固體。【氧氣】現象:火星四射,產生熱,產物-黑色固體。
根據以上分析可以得出,對於同一種可以與氧氣發生反應的物質而言,在氧氣濃度不同的環境中,如果升高溫度,大部分可以發生氧化反應,氧化產物基本相同。但是除炭與氧氣反應外,氧氣濃度不同時,不僅反應現象不同,而且最終生成的產物也不相同。氧氣濃度較大的情況下,碳會充分燃燒,產物為二氧化碳氧氣;氧氣濃度較低時,碳與氧氣反應不完全,產物為一氧化碳。
但是對大部分物質而言,氧氣濃度不同時,只會影響反應的現象,不會影響反應產物。一般氧氣濃度越大,反應現象越劇烈;氧氣濃度越低,反應現象就越微弱,甚至無法發生燃燒反應。比如鐵絲在空氣中加熱,就不會燃燒,但是會發生氧化反應。
對於初三考生來說,不僅要掌握「燃燒、氧化反應、緩慢氧化反應、自燃」等相關的概念,更要能夠理解它們之間的聯繫與區別。希望通過以上分析對廣大考生理解燃燒概念有所幫助。