2003年5月13日,安徽蘆陵煤礦發(fā)生瓦斯爆炸.為煤礦業(yè)敲響了警鐘.然而,在接下來的8天內,遼陽、山西、云南又相繼發(fā)生礦難,130多鮮活的生命隨之灰飛煙滅.
2005年2月14日,遼寧阜新孫家灣煤礦特大瓦斯事故,214個生命的軌跡戛然而止.
瓦斯的主要成分是甲烷.瓦斯爆炸是礦難中最主要的一種.解決瓦斯爆炸,亟待煤礦安全科技的投入.據有關科技人員稱,現(xiàn)有科技完全可以作以下的應對措施:如對井下進行24小時測量,除常規(guī)通風外,還必須進行瓦斯的抽放等,使瓦斯低于爆炸所需濃度范圍(5%--15%)(體積百分數(shù)).
(1)“5%--15%”:這個濃度范圍是指瓦斯的______.
(2)請寫出瓦斯的主要成分甲烷燃燒的化學方程式:______.
(3)甲烷屬于:______(酸、堿、鹽、氧化物、有機物).其摩爾質量為______.X摩爾的甲烷完全燃燒,所需求氧氣的物質的量為:______摩爾,同時生成水的分子數(shù)為______.
解:(1)“5%--15%”:這個濃度范圍是指瓦斯的爆炸極限;
(2)甲烷燃燒能生成水和二氧化碳,反應的化學方程式為:CH
4+2O
2
CO
2+2H
2O.
(3)由碳元素組成的化合物為有機物,故甲烷為有機物;
單位物質的量的物質所具有的質量,稱為摩爾質量(molar mass),用符號M表示.當物質的質量以克為單位時,摩爾質量的單位為g/mol,在數(shù)值上等于該物質的相對原子質量或相對分子質量,而甲烷的相對分子質量是16,故甲烷的摩爾質量是16克/摩爾;
根據甲烷燃燒的化學方程式可知,燃燒1摩爾的甲烷,需要2摩爾的氧氣,以及生成2摩爾的水.故X摩爾的甲烷完全燃燒,所需求氧氣的物質的量為2X,生成的水的物質的量為2X.
科學上把含有6.02×10
23個微粒的集體作為一個單位,叫摩爾,所以2X摩爾=2×6.02×10
23=1.204X×10
24 個丙水分子
故答案為:(1)爆炸極限;(2)CH
4+2O
2
CO
2+2H
2O;(3)有機物;16克/摩爾;2X;1.204X×10
24分析:爆炸是指可燃物在有限的空間里急劇燃燒,放出大量的熱,生成的氣體急劇膨脹,發(fā)生爆炸.爆炸極限表示的是該氣體在混合氣體中所占的氣體體積分數(shù)的范圍,該范圍越大表示該氣體越容易發(fā)生爆炸.
根據反應物和生成物及其質量守恒定律可以書寫化學方程式.
含有碳元素的化合物是有機物,不含碳元素的是無機物.但是,少數(shù)含碳元素的化合物,如一氧化碳、二氧化碳、碳酸和碳酸鹽等具有無機物的特點,因此把它們看做無機物.根據摩爾質量的定義進行分析,根據阿伏伽德羅常數(shù)與物質的量的關系式進行分析,根據摩爾質量的定義結合化學方程式進行計算.
點評:該題考查了爆炸極限以及化學方程式的書寫和摩爾質量等有關知識