Question

11．报载，2000年11月吉林省辽源矿物局所属一煤矿发生一起重大瓦斯（甲烷和空气的混合物）爆炸事故，造成人员伤亡．在煤矿的矿井里，除了必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等外，还要随时检测瓦斯的体积分数．当空气中含甲烷的体积分数为5%～15%时，点燃就会发生爆炸，那么发生强烈爆炸时空气中（氧气的体积分数为21%）甲烷所占的体积分数是（　　）

• A． 15%
• B． 10.05%
• C． 9.5%
• D． 5%

Answer 1

分析 甲烷与氧气的反应方程式为：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O，当甲烷与氧气体积之比为1：2时，发生最强烈爆炸，设混合气体的体积为100L，甲烷体积为VL，消耗O₂的体积为2VL，则空气体积（100-V）L，根据氧气在空气的体积分数列式计算出V，进而计算甲烷的体积分数．

解答 解：根据CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O可知，当甲烷与氧气体积之比为1：2时，发生最强烈爆炸，
设混合气体的体积为100L，甲烷体积为VL，消耗O₂的体积为2VL，则空气体积（100-V）L，
则（100-V）×21%=2V，解得V=9.5L，
所以发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中所占的体积分数为：$\frac{9.5L}{100L}$×100%=9.5%，
故选：C．

点评 本题考查混合物反应的计算、根据化学方程式计算，难度不大，关键根据方程式确定甲烷与氧气体积之比为1：2时发生最强烈爆炸．