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当空气中混有5%~15%体积分数的CH4时,点燃会发生爆炸,当爆炸最强烈时,甲烷的体积分数为多少?
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当空气中混有5%~15%体积分数的CH4时,点燃会发生爆炸,当爆炸最强烈时,甲烷的体积分数为多少?
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答案和解析
发生爆炸最强烈时,是指甲烷和氧气恰好完全反应时,没有剩余.空气中近似体积百分比是已知条件,N2占78%,O2占21%；
根据甲烷燃烧的化学方程式可知：
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O（气）,甲烷与氧气的体积比为1:2时爆炸最强烈.
设：混合气体的体积为100L,甲烷体积为VL,消耗O2的体积为2VL；空气体积（100-V）L；
则（100-V）×21%=2V；解得V=9.5L；
故此,发生爆炸最强烈时,甲烷在空气中所占的体积分数为：（9.5÷100）×100%=9.5%
根据甲烷燃烧的化学方程式可知：
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O（气）,甲烷与氧气的体积比为1:2时爆炸最强烈.
设：混合气体的体积为100L,甲烷体积为VL,消耗O2的体积为2VL；空气体积（100-V）L；
则（100-V）×21%=2V；解得V=9.5L；
故此,发生爆炸最强烈时,甲烷在空气中所占的体积分数为：（9.5÷100）×100%=9.5%
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