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燃烧烃类:化学变化的标志
依次点燃甲烷、乙烯、乙炔和苯,比较每种燃料的火焰和产物。
目标
认识燃烧是化学变化:生成新物质(、、炭黑),火焰颜色随含碳量变化。
仪器与试剂
四种气态烃样品和氧气源(虚拟);焰色图卡。
步骤
- 选择 点燃。记下火焰颜色和尾气中的产物。
- 切换到 和 ,观察火焰变亮并开始出现炭黑。
- 最后观察 ,按烟多少给四种燃料排序。
- 对每种燃料验证原子守恒:氧气充足时所有 C 变为 ,所有 H 变为 。
观察要点
- 呈干净的蓝色火焰;含碳量更高的燃料火焰更亮、烟更多—— 烟最大。
- 四种燃料完全燃烧的产物都是 和 ——化学变化的标志就是新物质的生成。
讲解
烃只含 C 和 H,因此在过量 中完全燃烧总生成 + :,。局部缺氧时,碳以炭黑(C)和 形式逸出——黄色光来自炽热的炭黑颗粒。质量百分比 C 从 (75 %)升至 (92 %),所以苯的火焰烟最大。
实验史话
1770年代,拉瓦锡证明燃烧是与氧结合而非“燃素”的散失——仔细称量烃的燃烧,质量始终守恒。
相关化学家
虚拟实验是帮助建立直觉的简化模型,不能替代真实实验和安全培训;没有指导请勿在家自行重复。