Question

【题目】煤矿矿井中通常存在大量的瓦斯（主要成分为CH4）气体。

（1）瓦斯完全燃烧的化学方程式为_______________。

（2）瓦斯爆炸极限为5％~16％当瓦斯体积分数约为9％（此时CH4和O2的质量比为1：4）时，其爆炸威力最大，主要原因是______________。

（3）1815年，化学家戴维用一种网眼很小的金属网罩單住煤油灯火焰从而设计出了安全矿灯戴维灯（如图）。矿井电用戴維灯照明可以防爆的原理__________。

（4）瓦斯是重要的资源。CH4直接反应制CH3OH被视为一个“ Dream reaction（梦的反应）”。我国科学家发现：以石墨烯负载的单原子钻为催化剂即可完成此转化，反应的微观模型如下图所示：

写出该反应的化学方程式_________________。

Answer 1

【答案】CH4+2O2CO2+2H2O 当CH4和O2的质量比为1:4时，是甲烷与氧气恰好反应，此时放出的热量最多 金属网可以把火焰的热量迅速传递出去，矿井中甲烷气体的温度达不到着火点 CH4+N2OCH3OH+N2

【解析】

(1) 瓦斯主的要成分为CH4气体，含有氢元素的物质燃烧生成水，含有碳元素的物质完全燃烧生成二氧化碳，所以瓦斯完全燃烧的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O

(2) 当CH4和O2的质量比为1:4时，是甲烷与氧气恰好反应，此时放出的热量最多，所以爆炸威力最大。

(3) 用戴维灯照明可以防爆的原因是金属网可以把火焰的热量迅速传递出去，矿井中甲烷气体的温度达不到着火点。

(4)根据反应的微观示意图，该反应的化学方程式为：CH4+N2OCH3OH+N2