14. 新趋势 数字化实验 化学兴趣小组利用传感器和数据采集器测量模拟建筑火灾现场中氧气含量、二氧化碳浓度和温度的变化,研究火场逃生策略的合理性。在圆筒形透明塑料实验容器中底部三个位置(如图1)分别放置甲、乙、丙3根高低不同的蜡烛,在3根烛芯一定距离都依次放置氧气传感器($\mathrm{a}_1$、$\mathrm{a}_2$、$\mathrm{a}_3$)、温度传感器($\mathrm{b}_1$、$\mathrm{b}_2$、$\mathrm{b}_3$)和二氧化碳传感器($\mathrm{c}_1$、$\mathrm{c}_2$、$\mathrm{c}_3$)(如图2)。点燃蜡烛,盖上实验容器顶盖后,采集3根蜡烛火焰附近相关数据。

(1)实验获取3根蜡烛从开始燃烧到熄灭的时间如表1所示,并提取每根蜡烛在这三个时间时火焰附近的含氧量如表2所示。
表1:3根蜡烛开始燃烧到熄灭的时间

表2:熄灭时不同高度所测的含氧量(%)

①三支蜡烛熄灭的先后顺序是。
②表2中,$x$可能是(填字母)。
A. 18.6
B. 17.9
C. 17.2
D. 16.1
③蜡烛熄灭时,含氧量均不为零。请据此对燃烧条件的表述做进一步的完善:
。
④纵看表2数据,(填“低”“中”或“高”)处氧气含量下降最慢。
(2)实验获取的温度和二氧化碳浓度随时间变化曲线依次如图3和图4所示。


由此可知,点燃蜡烛后二氧化碳浓度由低处到高处逐渐变,原因是。
(3)从图3、图4两图分析,发生建筑火灾时,人员应低下身子沿墙壁或贴近地面逃生,原因是。

14.(1)①甲、乙、丙 ②C ③可燃物的温度达到着火点,并与一定浓度的氧气接触才能够燃烧 ④低 (2)大 蜡烛燃烧放热,使二氧化碳的密度变小而上升到高处 (3)低处氧气含量较高,温度较低,二氧化碳浓度较低
解析:(1)①根据表1,可知3根蜡烛熄灭的时间,因此熄灭的先后顺序是甲、乙、丙;②根据表2可知,高度越高,氧气含量越低;同一高度,氧气含量随熄灭时间增加而降低,因此x的值应该在17.7和16.5之间;③蜡烛熄灭时氧气含量不为零却无法燃烧,说明可燃物的温度达到着火点,并与一定浓度的氧气接触才能燃烧;④纵向比较表2数据可知,低处氧气含量下降最慢。(2)由图可得从低到高CO₂浓度上升,推测蜡烛燃烧放热使生成的二氧化碳密度明显变小而上升到高处。(3)由实验得出,低处氧气含量较高、二氧化碳浓度较低、温度低。

【分析】
本题是结合数字化实验的化学探究题，需结合实验数据（表1、表2、图3、图4）逐一分析问题：先根据表1的熄灭时间判断蜡烛熄灭顺序；再依据表2的氧含量变化规律确定x的取值；结合蜡烛熄灭时仍有氧气的现象完善燃烧条件；通过纵向对比表2数据判断氧含量下降速率；结合图4和二氧化碳密度与温度的关系分析二氧化碳浓度变化；最后根据实验中低处的气体、温度情况推导逃生策略。
【解析】
(1)① 由表1可知，甲蜡烛熄灭时间最短，乙次之，丙最长，因此熄灭的先后顺序为甲、乙、丙；
② 表2中，高度越高氧含量越低，同一高度氧含量随熄灭时间增加而降低，x的取值需在17.7（中高度）和16.5（高高度）之间，选项中仅17.2符合，故选C；
③ 蜡烛熄灭时含氧量不为零，说明燃烧除温度达到着火点、与氧气接触外，还需氧气浓度达到一定值，故完善燃烧条件为：可燃物的温度达到着火点，并与一定浓度的氧气接触才能够燃烧；
④ 纵看表2数据，低处氧含量从20.7降至19.6，下降速率最慢；
(2) 由图4可知，二氧化碳浓度由低处到高处逐渐变大，原因是蜡烛燃烧放热，使生成的二氧化碳温度升高，密度变小而上升到高处；
(3) 结合图3（温度）和图4（二氧化碳浓度），低处氧气含量较高、温度较低、二氧化碳浓度较低，因此火灾时应低下身子沿墙壁或贴近地面逃生。
【答案】
14.(1)①甲、乙、丙 ②C ③可燃物的温度达到着火点，并与一定浓度的氧气接触才能够燃烧 ④低 (2)大 蜡烛燃烧放热，使二氧化碳的密度变小而上升到高处 (3)低处氧气含量较高，温度较低，二氧化碳浓度较低
【知识点】
燃烧的条件、二氧化碳的物理性质、火灾安全知识
【点评】
本题以数字化实验为载体，考查燃烧条件探究、气体密度与温度的关系及实际应用，需结合实验数据推理分析，联系生活实际解决问题，注重知识的应用能力。
【难度系数】
0.6