Question

【題目】煤礦礦井中通常存在大量的瓦斯（主要成分為CH4）氣體。

（1）瓦斯完全燃燒的化學方程式為_______________。

（2）瓦斯爆炸極限為5％~16％當瓦斯體積分數約為9％（此時CH4和O2的質量比為1：4）時，其爆炸威力最大，主要原因是______________。

（3）1815年，化學家戴維用一種網眼很小的金屬網罩單住煤油燈火焰從而設計出了安全礦燈戴維燈（如圖）。礦井電用戴維燈照明可以防爆的原理__________。

（4）瓦斯是重要的資源。CH4直接反應制CH3OH被視為一個“ Dream reaction（夢的反應）”。我國科學家發現：以石墨烯負載的單原子鉆為催化劑即可完成此轉化，反應的微觀模型如下圖所示：

寫出該反應的化學方程式_________________。

Answer 1

【答案】CH4+2O2CO2+2H2O 當CH4和O2的質量比為1:4時，是甲烷與氧氣恰好反應，此時放出的熱量最多 金屬網可以把火焰的熱量迅速傳遞出去，礦井中甲烷氣體的溫度達不到著火點 CH4+N2OCH3OH+N2

【解析】

(1) 瓦斯主的要成分為CH4氣體，含有氫元素的物質燃燒生成水，含有碳元素的物質完全燃燒生成二氧化碳，所以瓦斯完全燃燒的化學方程式為：CH4+2O2CO2+2H2O

(2) 當CH4和O2的質量比為1:4時，是甲烷與氧氣恰好反應，此時放出的熱量最多，所以爆炸威力最大。

(3) 用戴維燈照明可以防爆的原因是金屬網可以把火焰的熱量迅速傳遞出去，礦井中甲烷氣體的溫度達不到著火點。

(4)根據反應的微觀示意圖，該反應的化學方程式為：CH4+N2OCH3OH+N2