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安全工程燃烧学第一章 燃烧与爆炸的化学基础PPT课件

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三、本课程在整个教学计划中的位置和作用
本课程属专业基础课程,处于基础课程与专业课程之间。 学习本课程所需要的基础知识主要有:
(1)高等数学、 (2)普通物理学、 (3)普通化学、 (4)计算机基础、 (5)流体力学 (6)热力学等
四、考核方法
2.过氧化物理论
过氧化物理论认为,分子在各种能量(热能、辐射 能、电能、化学反应能)的作用下可以被活化。比 如在燃烧反应中,首先是氧分子(O=O)在热能作 用下活化,被活化的氧分子的双键之一断开,形成 过氧基—O—O—,这种基能加合于被氧化物的分子 上而形成过氧化物。
A+O2=AO2
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件
△E2逆向反应活化能
△ E1 反 应 物
K
△E2- △E1 反应热效应
Ⅰ QV
△ E2 QV 反应热
K 能级状态
生 成 物

能量
反 应 过 程
图1—1 活化能示意图
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件
图1—1中的纵坐标表示所研究系统的分子能量,横坐 标表示反应过程。若系统状态I转变为状态II。由于状态I的 能量大于状态II的能量,所以该过程是放热的,反应热效
一、学习本课的要求
(1)掌握燃烧与爆炸学的基本知识和基本理论; (2)掌握常规实验仪器和仪器的使用方法; (3) 掌握科学的研究方法。
二、课时安排
学课内总学时:32学时;(4学分) 实验学时:6学时.
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整体概述
概况一
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概况二
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一、燃烧
燃烧
可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常 伴有火焰、发光和发烟的现象。
特征(1)热 当物质加热达到某个温度时,就会燃烧并放出 有色光,就是所谓的火光。 我们可以用目视的方法概估出 火光的温度。 红色(2000℃-3500℃)、橙色(3500℃-4600℃)、 黄色(4600℃-5700℃)、黄白色(5700℃-7400℃)、白色 (7400℃-11500℃)、蓝白色(11500℃-25000℃)、蓝色 (25000℃以上)。
特征(2)火焰 发光的气相燃烧区就是火焰,它的存在是
燃烧过程中最明显的标志 。是肉眼看得见火的部份。从物理
学的角度看,火焰是在细小空间由强劲放热反应所产生的
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件
特征(3)光 燃烧区的温度很高,使其中白炽 的固体粒子和某些不稳定(或受激发)的中间物质分 子内电子发生能级跃迁,从而发出各种波长的光。 可见光、紫外光、红外光:为探测火区提供了方 法和手段
应等于QV,QV即等于状态I与状态II的能级差。状态K的大
小相当于使反应发生所必需的能量,所以,状态K的能级 与状态I的能级之差等于正向反应的活化能(△E1),状态K与 状态II的能级之差等于逆向反应的活化能(△E2),△E2与△E1 之差(△E2—△E1)等于反应热效应。
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件
特征(4)烟 由于燃烧不完全等原因,会使产物 中混有一些微小颗粒,这样就形成了烟。
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件
燃烧的本质
燃烧是一种氧化还原反应,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。在氧化还原 反应中,失去电子的物质被氧化,获得电子的物质被还原。
如:氢气在氯气中燃烧。氯原子得到一个电子被还原,而氢 原子失去一个电子被氧化。虽然没有氧参与反应,但所发生的 是一个激烈的氧化还原反应,并伴随有光和热的发生,这个反 应也是燃烧。
2H2+O2=2H2O
按照过氧化物理论则认为先是氢和氧生成过氧
化氢,而后才是过氧化氢再与氢反应生成H2O。其反
应式如下:
H2+O2=H2O2 H2O2+H2=2H2O
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件
有机过氧化物通常可看作过氧化氢H—O—O—H的 衍生物,在其中,有一个或两个氢原子被烃基radical 所取代而成为H—O—O—R或R—O—O—R。所以,过 氧化物是可燃物质被氧化时的最初产物,它们是不稳 定的化合物,能够在受热、撞击、摩擦等情况下分解 而产生自由基和原子,从而又促使新的可燃物质的氧 化。 CH- 烃基; HO-羟基; -COOH羧基 ----游离基团
何异同? • 7.∙∙∙∙∙∙∙∙∙
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第一章 燃烧与爆炸的化学基础
本章主要内容
第一节 燃烧与爆炸的本质和条件 第二节 燃烧反应速度理论 第三节 燃烧空气量的计算 第四节 燃烧产物及其计算 第五节 燃烧热的计算 第六节 燃烧温度的计算
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第一节 燃烧与爆炸的本 质和条件
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件
课程成绩:(1)作业与考勤成绩:20% (2)集中考试成绩:80%
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你是否想知道?
• 1.这些大火是怎样着起来的? • 2.哪些物质或因素是致灾的罪魁祸首? • 3.为什么冬天摩托车不好打火? • 4.为什么有的火横着串(蔓延)有的垂直着
? • 5.为什么一个炸药爆炸临近的殉爆或拒爆? • 6. 气体、液体、固体在燃烧和爆炸方面有
在过氧化物的成分中有过氧基(—O—O—), 这种基中的氧原子较游离分子中的氧原子更不稳定。 因此,过氧化物是强烈的氧化剂,不仅能氧化形成过 氧化物的物质A,而且也能氧化用分子氧很难氧化的 其他物质B:
AO2+A=2AO AO2+B=AO+BO
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件
例如,氢与氧的燃烧反应,通常直接表达式为:
活化能理论
燃烧理论
过氧化物理论
连锁反应理论
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件
1.活化能理论
活化分子
有可能引起化学反应的分子为活化 分子;活化分子所具有的能量要比普 通分子高,这一能量超出值可使分子 活化并参加反应。
活化能 使普通分子变为活化分子所必需的能量
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件
△E1正向反应活化能
电灯在照明时放出光和热,但未发生化学反应,不能称为
燃烧。铜与稀硝酸反应,虽然有电子得失,但不产生光和热,
也不能称为燃烧。
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件 综上所述,燃烧过程具有五个特征:
(1)产生新物质 (即燃烧是化学反应) (2)放热
(3)有火焰 (4)发光 (5)冒烟
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第一节 燃烧与爆炸的本质和条件 二、燃烧理论
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