题目内容

空气中含甲烷5%－15%(体积分数)，点燃就会发生爆炸，发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中所占的体积分数是

A．

5%

B．

9.5%

C．

10%

D．

15%

答案：B
解析：

“发生爆炸最强烈时”应是指二者恰好反应时，即甲烷与氧气体积之比为1∶2时，空气中氧气体积分数为21%，此时甲烷在空气中所占的体积分数是＝9.5%．


练习册系列答案
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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下

（1）①工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O（g）?CO2+H2，850℃时，往1L密闭容器中充入0.3mol CO和0.2molH2O（g）．反应4min后建立平衡，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．CO的平衡浓度为
0.18mol/L
0.18mol/L
 转化率为
40%
40%
 该温度下此反应的平衡常数K=
1
1
 （填计算结果）．
②在850℃时，以表中的物质的量投入恒容反应器中，其中向逆反应方向进行的有
A
A
 （选填A、B、C、D、E）
A B C D E
n（CO2） 3 l 0 1 l
n（H2） 2 l 0 1 2
n（CO） 1 2 3 0.5 3
n（H2O） 5 2 3 2 l
（2）合成塔中发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T1
＜
＜
300℃（填“＞”、“＜”或“=”）．
 T/°C  T1  300  T2
 K  1.00×107  2.45×105  1.88×103
（3）N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，不同温度下NH3产率图1所示．温度高于900℃时，NH3产率下降，原因是
900℃时反应达到平衡状态，再升高温度平衡向左移动
900℃时反应达到平衡状态，再升高温度平衡向左移动
．

（4）在化学反应中只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子．使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ?mol-1表示．请认真观察图2，回答问题．
图中所示反应是
放热
放热
（填“吸热”或“放热”）反应，该反应的△H=
-（E1-E2）kJ/mol
-（E1-E2）kJ/mol
 （用含E1、E2E的代数式表示）．已知热化学方程式：H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（g）△H=-241.8kJ?mol-1，该反应的活化能为167.2kJ?mol-1，则其逆反应的活化能为
409kJ/mol
409kJ/mol
．
（5）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：
CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ?mol-1
CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ?mol-1
．
（1）天然气是人们日常生活中的清洁能源．已知：
①CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H1=-890.3kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2 （g）；△H2=-566kJ?mol-1
则反应2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）的△H=
-1214.6kJ?mol-1
-1214.6kJ?mol-1
．
（2）甲烷燃料电池的化学方程式为CH4+2O2=CO2+2H2O．某甲烷燃料电池以甲烷为燃料，以空气为氧化剂，以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HCO3-）为电解质，以具有催化作用和导电性能的稀土金属为电极．该燃料电池的负极电极反应式为：CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O，则其正极电极反应式为
O2+4e-+2CO2=2CO32-
O2+4e-+2CO2=2CO32-
；为使电解质的组成保持稳定，使该燃料电池长时间稳定运行，在通入的空气中必须加入
CO2
CO2
物质．
（3）以该燃料电池为电源，以铂作电极电解1000g 4.55%的NaOH溶液，一段时间后，溶液中溶质的质量分数变为5.00%，则阳极产生的气体在标准状况下的体积为
56
56
L．
偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
（CH3）2NNH2（l）+2N2O4（1）=2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（g）　（I）
（1）反应（I）中氧化剂是
 
．
（2）火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N2O4（g）═2NO2（g） （Ⅱ）
当温度升高时，气体颜色变深，则反应（Ⅱ）为
 
（填“吸热”或“放热”）反应．
（3）一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为△H．现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是
 
．
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若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数
 
（填“增大”、“不变”或“减小”），反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0～3s的平均反应速率v（N2O4）=
 
mol?L-1?s-1．
（4）硝酸厂的尾气中含NO2和NO，直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：
 
．
（5）氨气在纯氧中燃烧，也可生成上述反应（I）产物中的两种．科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则通入氨气的电极是
 
（填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为
 
．
2000年11月5日，吉林省辽源市辽源矿务局西安煤矿发生一起重大瓦斯（甲烷和空气的混合气）爆炸事故，造成13人死亡，18人下落不明，在煤矿的矿井里，必须采取完全措施，如通风、严禁烟火等，而且要随时检测瓦斯的体积分数。如果空气中含甲烷5%～15%，点燃就会发生爆炸，则发生最强烈爆炸时空气中甲烷所占的体积分数是（　）

A．5%　　  　　　　　　　　　　  B．9.1%

C．10.5%　　　　　　　　　　　　 D．15%

 

2000年11月5日，吉林省辽源市辽源矿务局西安煤矿发生一起重大瓦斯（甲烷和空气的混合气）爆炸事故，造成13人死亡，18人下落不明，在煤矿的矿井里，必须采取完全措施，如通风、严禁烟火等，而且要随时检测瓦斯的体积分数。如果空气中含甲烷5%～15%，点燃就会发生爆炸，则发生最强烈爆炸时空气中甲烷所占的体积分数是（　）

A．5%　　  　　　　　　　　　　  B．9.1%

C．10.5%　　　　　　　　　　　　 D．15%

 

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