一道化学题，帮忙解一下！

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/06/26 05:02:04
个体小煤矿经常发生瓦斯爆炸事故，造成多人伤亡，因此在矿井里，必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等，而且要随时检查瓦斯的体积分数，如果空气中含甲烷5%-15%，遇到明火会发生爆炸。发生最强烈爆炸时空气中的甲烷所占的体积分数是（ ）
A.5% B.9.1% C.10.5% D.15%
前面的我都懂，我只是想知道为什么之前是1/10，而后面却边成了1/11？

爆炸的强烈程度与反应放出的热和其他吸热的物质多少相关。放出出的热越多，吸热的物质越少，爆炸程度越强烈。
题中要得到最强烈的爆炸：1.需要甲烷全部反应，这样才能保证放出的热最多；2.不参加反应的物质越少越好，就是说空气不能过量，空气提供的O2刚好能将甲烷反应完即可。
甲烷与O2的反应为：
CH4+2O2==点燃===CO2+2H2O
甲烷与O2的分子数比为1:2，体积比就为1：2（气体的体积比等于分子数比）。
在空气中O2的体积分数大约为1/5，要提供2体积的O2需要空气的体积是10份体积。
也就是说最强烈的爆炸时CH4与空气的体积比为1：10,即甲烷的体积分数为：
1/11==9.1%
答案是B

CH4 + 2O2 == CO2 + 2H2O 恰好完全反应时，发生最强烈爆炸
16 32*2
x 1/5(1-x)

x==0.0909
所以 B

CH4+2O2=CO2+2H2O
可见CH4和o2的体积比为1:2时爆炸最猛烈。假设CH4有1L，则需要2L的氧气，而空气中氧气占21%，因此空气的体积为2/21%=9.52L，空气中的甲烷所占的体积分数是1/（1+9.52）≈9.1%，选B