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  4. 爆炸、自燃氧化反应化学反应中的能量变化物质组成元素的质量分数

阅读材料,回答问题.材料Ⅰ氯元素(Cl)是一种重要的非金属元素,氯气(Cl2)是双原子分子,在通常情况下为黄绿色有毒气体材料ⅡCl2化学性质很活泼,具有较强的氧化性,能与多种金

一、题文

阅读材料,回答问题.
材料Ⅰ氯元素(Cl)是一种重要的非金属元素,氯气(Cl2)是双原子分子,在通常情况下为黄绿色有毒气体
材料ⅡCl2化学性质很活泼,具有较强的氧化性,能与多种金属和非金属直接化合.氢气和氯气的混合气点燃或强光照射时发生爆炸
材料ⅢCl2可用于制备多种消毒剂,含氯元素的消毒剂有ClO2、NaClO、Ca(ClO)2
(1)实验室里闻氯气的正确操作是______.
(2)氢气和氯气生成氯化氢气体的反应从能量变化(“吸热反应”或“放热反应”)和基本反应类型角度分类,分别属于______.
(3)下列说法错误的是______(选填字母序号).
A.燃烧一定包含着化学变化
B.燃烧不一定要有氧气参加
C.物质与氧化发生的反应都属于氧化反应
D.爆炸一定是可燃物与氧气发生的发光、放热的剧烈的氧化反应
(4)ClO2、NaClO和Ca(ClO)2三种物质中氯元素质量分数由小到大排列的顺序是______.

考点提示:爆炸、自燃,氧化反应,化学反应中的能量变化,物质组成元素的质量分数

二、答案

(1)实验室里闻氯气的正确操作是用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量的气体飘进鼻孔.故填:用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量的气体飘进鼻孔.
(2)氢气在氯气中燃烧时放热,属于化合反应.故填:放热反应,化合反应.
(3)燃烧一定包含着化学变化,燃烧不一定要有氧气参加,物质与氧化发生的反应都属于氧化反应;爆炸有的属于化学变化,例如瓦斯爆炸;有的属于物理变化,例如轮胎充气过量时的爆炸.故填:D.
(4)ClO2、NaClO和Ca(ClO)2三种物质中氯元素质量分数分别为:
35.5
67.5
×100%=52.6%.
35.5
74.5
×
100%=47.7%.
71
143
×
100%=49.7%.
故填:NaClO<Ca(ClO)2<ClO2

三、考点梳理

知名教师分析,《阅读材料,回答问题.材料Ⅰ氯元素(Cl)是一种重要的非金属元素,氯气(Cl2)是双原子分子,在通常情况下为黄绿色有毒气体材料ⅡCl2化学性质很活泼,具有较强的氧化性,能与多种金》这道题主要考你对 爆炸、自燃氧化反应化学反应中的能量变化物质组成元素的质量分数 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:爆炸、自燃,氧化反应,化学反应中的能量变化,物质组成元素的质量分数

考点名称:爆炸、自燃
  • 自燃:
    1. 概念:自燃是由缓慢氧化引起的自发燃烧。如果缓慢氧化产生的热量不能及时散失,就会越积越多,当温度升高到可燃物的着火点时,如果再遇到氧气就会引起自发的燃烧,这就是自燃。
    爆炸:
    1. 概念:通常说的爆炸指可燃物拒有限空间内急速燃烧,短时间内聚积大量的热量,使气体体积迅速膨胀引起的爆炸。
  • 自燃:
        露在地表的煤层,由于气候炎热,发生缓慢氧化反应而导致自燃。
    贮存棉花、饲草的仓库,沾满机器油的破布、棉丝等堆积时间长了,通风不好有时就会自燃。在干燥的季节,森林也会自燃。
    在坟地里出现“磷火”也是一种自燃现象。
    人和动物机体里含磷的有机物腐败分解能生成磷化氢气体。这种气体着火点很低,接触空气就会自燃。在缺乏科学知识的时代,常把这种自燃现象说成是“鬼火”。
    平时将白磷浸泡在冷水里,防止自燃。白磷的着火点低(40℃),可用它做自燃实验。取出少许白磷溶解在二硫化碳中,然后把溶液倒在滤纸上,待二硫化碳挥发后,白磷在滤纸上与空气中氧气充分接触就会自燃。

    爆炸:
         爆炸是我们日常生活中常见的观象,但有的爆炸仅仅是由物理变化引起的,如轮胎爆炸;有螳爆炸则是由化学变化引起的,如火药爆炸,汽油、液化气等燃料的爆炸等。其中,由化学变化引起的爆炸是学习的重点,这种类型的爆炸主要是由于:
    ①在有限的空间 (如炸弹)内,发生急速的燃烧,短时问聚积大量的热,使气体的体积迅速膨胀;
    ②氧气的浓度高,或者可燃物 (气体、粉尘)与氧气的接触面积很大,燃烧范围广,周围的空气迅速猛烈膨胀。防止这类爆炸的方法:通风,禁止烟火等。
  • 燃烧,缓慢氧化,自燃,爆炸(由化学变化引起)的比较:
    燃烧缓慢氧化自燃爆炸
    概念可燃物与氧气发生的一种发光放热的剧烈的氧化反应缓慢进行的氧化反应由缓慢氧化引起的自发燃烧可燃物在有限空间内发生的急速燃烧
    能量变化放热明显放出热量随时散失放热明显放热明显
    温度达到可燃物的着火点未达到可燃物的着火点达到可燃物的着火点达到可燃物的着火点
    是否发光发光无明显发光现象发光发光
    联系均属于氧化反应,均放出热量
  • 易燃易爆物的安全知识:
    (1)易燃物:一般来说,易燃物指的是那些易燃的气体和液体,容易燃烧、自燃或遇水可以燃烧的固体,以及一些可以引起其他物质燃烧的物质等。常见的有硫;磷、酒精,液化石油气、氢气、乙炔、沼气、石油产品、面粉、棉絮等。

    (2)易爆物:指的是那受热或受到撞击时.容易发生爆炸的物质。

    (3)一些与燃烧和爆炸有关的图标:

    (4)再生产、运输、使用、储存易燃、易爆物时的注意事项:
    ①对厂房和仓库的要求:与周围建筑物间有足够的防火距离。车间,仓库要有防火、防爆、通风、静电除尘、消防等器材设备,严禁烟火,杜绝一切可能产生火花的因素。容器要求:要牢固、密封、警示标志明显且要注明物品名称、化学性质、注意事项。
    ③存放要求:单存、单放、远离火种:注意通风。
    ④运输要求:轻拿轻放、勿撞击。
    ⑤工作人员要求:严禁烟火、人走电断。

    火灾自救及逃生策略:

    (1)可燃性气体泄漏时的注意事项当室内天然气、液化石油气、煤气泄漏后室内充满可燃性气体.在此环境中打电话或打开换气扇开关,可能产生电火花,造成爆炸、所以应先关闭总阀、开窗通风,并在杜绝一切明火的同时,查找泄露的原因。

    (2)火灾自救策略
    ①迅速找到安全通道;
    ②火灾时上层空气中氧气少,毒气浓度大,所以要匍匐前进:
    ③房间发生火灾时不能随时开门开窗,开门开窗会增加氧气量,使火势更加凶猛;
    ④火灾时,会产生大量浓烟,使人窒息,因此最好用湿布捂住口鼻;
    ⑤在山林中遇到火灾时,应逆风而跑,因为顺着风更容易被烧伤或发生危险。

    爆炸极限:
    (1)概念:可燃性气体在空气中达到一定浓度时,遇到明火会发生爆炸,人们把容易导致爆炸的空气中可燃性气体的体积分数范围,称为该气体的爆炸极限。
    ①当可燃性气体在混合气体中的含量高于爆炸极限的上限时,可燃性气体可以安静地燃烧;而低于爆炸极限的下限时,则无法燃烧。
    ②我们通常所说额可燃性气体检验纯度,其实就是检验可燃性气体有没有达到爆炸极限,只要超过爆炸极限的上限,可燃性气体就可以安静的燃烧。

    (2)几种常见物质的爆炸极限
    可燃物爆炸极限
    甲烷5%-15%
    丙烷2.2%-9.5%
    乙醇3.4%-19%
    氢气4.0%-75%
    一氧化碳12.5%-74%
    液化气2.0%-12%
    水煤气7.0%-72%

    粉尘爆炸实验:
    (1)实验装置及步骤
    下面是模拟粉尘爆炸的一个实验:如下图所示,在无盖小塑料筒里放入干燥面粉,点燃蜡烛,用塑料盖盖住金属筒,迅速鼓入大量空气,不久,便会听到“砰”的一声,爆炸的气浪将金属筒的塑料盖掀起。


    (2)现象:砰的一声响,伴随着一团火光产生,放热,塑料盖被掀起。

    (3)分析:面粉被吹起,与空气充分接触,又被蜡烛点燃,在有限空间内发生急剧地燃烧,并让出大量热,产生的气浪将塑料盖掀起,说明可燃物的粉尘在有限的空间内急剧燃烧,能发生爆炸。
考点名称:氧化反应
  • 定义:
    氧化反应:物质与氧发生的化学反应,如S+O2SO2;H2+CuOH2O+Cu.
  • 氧化反应与缓慢氧化:
    氧化反应缓慢氧化
    概念物质与氧(包括氧气)发生的化学反应物质与氧气发生的缓慢的,不易察觉的氧化反应
    举例所有与氧气发生的反应铁生锈,食物腐烂
    联系氧化反应包括剧烈氧化和缓慢氧化两种
    相同点①都是氧化反应②都放出热量
考点名称:化学反应中的能量变化
  • 定义:
          化学反应不仅有物质的变化,还伴随着能量的变化,通常表现为热量变化。有些化学反应会放出热量(称为放热反应),如燃烧、镁和盐酸反应等;也有些反应会吸收热量(称为吸热反应),如碳与二氧化碳反应(C+CO22CO)。
  • 常见的吸热反应:
    化学上把最终表现为吸收热量的反应叫吸热反应,初中化学所涉及的吸热反应主要有以下几种:
    ①C+CO22CO
    C+2CuO2Cu+CO2
    CaCO3CaO+CO2
    3CO+Fe2O32Fe+3CO2
    可见,一般反应条件为高温的反应是吸热反应。

    常见的放热反应:
    化学上把最终表现为放出热量的反应叫放热反应,初中化学所涉及的放热反应主要有以下几种:
    ①燃烧:所有燃烧均会放热,如CH4+2O2CO2+2H2O,H2+Cl22HCl;
    ②酸碱中和:酸与碱反应生成盐和水,同时放出热量,如H2SO4+2NaOH==Na2SO4+2H2O
    ③活拨金属与酸发生置换反应生成H2,同时放出热量,如Mg+2HCl==MgCl2+H2↑,Zn+H2SO4== ZnSO4+H2↑。
    ④缓慢氧化也是放热反应,如铁生锈、食物腐烂过程中均放出热量。
    ⑤其他:如双氧水分解是放热反应
  • 人类生活对能量的利用:
    ①生活燃料的利用:做饭、取暖等;

    ②利用燃料烧烧产生的能量:发电、制陶瓷、冶炼金属和发射火箭;

    ③利用爆炸产生的巨大能量:开山炸石、拆除违规建筑;

    ④食物在体内发生缓慢氧化放出热量,维持体温
考点名称:物质组成元素的质量分数
  • 定义:
    物质中某元素的质量分数,就是该元素的质量与组成物质的各元素总质量之比。

    公式:
    某元素的质量分数=
    如AmBn中A元素的质量分数=
    若题目给出物质的化学式,又同时知道物质的实际质量,则可根据物质的质量×某元素的质量分数=该元素的质量,将其中所含元素的质量求出。同理,物质的质量=某元素质量÷该元素的质量分数。
  • 公式的理解:
    计算时应先列式计算,然后代入数据算出结果。如水中氢元素的质量分数=×100%=×100%=×100%=11.1%而不能写成×100%=×100%=×100%=11.1%

    化学式中质量分数的应用:

    ①已知物质的质量求所含的某元素的质量
    利用公式:元素的质量=物质的质量×该元素的质量分数
    ②已知元素的质量求物质的质量
    利用公式:物质的质量=元素的质量÷该元素的质量分数
    ③根据元素的质量分数确定物质的化学式

    利用化学式的变形比较元素质量分数的大小:
    例:三种铁的氧化物按铁元素的质量分数由大到小排列的顺序为?
    解析:三种含铁的氧化物的化学式可变形为,则三种含铁的氧化物中铁元素的质量分数分别为:,通过比较分母可知:>>Ar(O),故铁元素的质量分数由大到小排列的顺序为

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