日常生活中應(yīng)注意那些安全問題？

【專家解說】：　　在日常生活中，同學(xué)們會遇到一些安全問題，如果我們具有強烈的安全意識、必要的安全常識，且能運用所學(xué)的基礎(chǔ)知識解決一些與之有關(guān)的問題，就可以避免一些安全事故的發(fā)生。舉例分析說明如下： 　　一、燃放煙花爆竹 　　例1 2000年除夕之夜，在北京市豐臺區(qū)一個禁止燃放煙花爆竹地區(qū)，發(fā)生了一起因燃放鞭炮而引起的事故。事情是這樣的：幾個小孩將點燃的鞭炮塞進化糞池中，引起化糞池內(nèi)的沼氣爆炸，并將鐵制井蓋炸碎炸飛，其中一塊鐵塊正好擊中一個女孩，該女孩不幸身亡。請根據(jù)上述材料，回答下列問題。 　?。?）沼氣的主要成分是____________，它在空氣里的爆炸極限是含該氣體5％～15％（體積分?jǐn)?shù)）。1g該氣體完全燃燒生成液態(tài)水時放熱Q1=55.626kJ，則該氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為______________________。 　　（2）若化糞池豎井是一個直徑為d=0.7m、高h=3m的圓柱體，其中的氣體含沼氣5％?；S池井蓋質(zhì)量M=20㎏，平均炸成10塊，求鐵塊飛出的速度？（假設(shè)化糞池中氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)） 　　解析 （1）沼氣的主要成分為甲烷（CH4）；因為1g CH4完全燃燒生成液態(tài)水時放熱Q1=55.626kJ，所以1mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水時放熱（12＋1×4）Q1=16×55.626kJ=890kJ，于是，氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為 　　CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O＋890kJ 　?。?）設(shè)化糞池豎井的體積為V1，沼氣的體積為V2，則 　　V1=π(d/2)2h=3.14×（0.7/2）2×3 m3=1.154m3=1154L，V2=5％V1=5％×1154L=57.7L， 　　沼氣的物質(zhì)的量n= V2/V0=57.7/22.4mol=2.58mol(式中V0為沼氣的摩爾體積) 　　甲烷完全燃燒放出的總能量為E=n×890kJ=2.58×890kJ=2296.2kJ≈2.30×106J，每塊鐵塊的動能為E1=E/10=2.30×105J。設(shè)m、v分別為每塊鐵塊的質(zhì)量和飛出時的速度，則m=M/10=20/10㎏=2㎏, 　　由得 　　。 　　二、使用液化石油氣 　　例2液化石油氣已普遍進入現(xiàn)代家庭的廚房中，其主要成分是烷烴和烯烴的混合物，現(xiàn)將各成分在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點列表如表1所示： 表1 　　名稱 　　甲烷 　　乙烷 　　丙烷 　　丁烷 　　戊 烷 　　乙烯 　　丙烯 　　丁烯 　　戊 烯 　　沸點℃ 　?。?61.7 　?。?8.6 　　－42.2 　?。?.5 　　36.1 　?。?02.4 　　－47.7 　?。?.5 　　30.1 　　請回答： 　　（1）有人發(fā)現(xiàn)液化石油氣用完后，殘留在鋼瓶內(nèi)的液體能溶解油脂，于是，就將其倒出來做洗滌劑，去洗滌物體上的油漬，這種廢物利用的做法可取嗎？ 　　充裝介質(zhì) 　　最大充裝量 　　實測容積 　　氣密試驗壓力 　　液化石油氣 　　15㎏ 　　35.5L 　　2.1MPa 　　（2）有人為了充分利用瓶內(nèi)殘留的液體，就用火 表2 　　去烤鋼瓶，在此鋼瓶上標(biāo)有如表2所示的銘牌。 　　若殘留在瓶內(nèi)的液體質(zhì)量m=0.75㎏，在關(guān)閉閥門的條件下，請估算在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下瓶內(nèi)氣溫升至多少攝氏度時會出現(xiàn)險情?！惨阎?個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0=1.013×105Pa，每摩爾氣體的壓強與體積的乘積跟它的熱力學(xué)溫度之比值R=pV/T=8.31J/(mol·K)〕 　　解析（1）由表1可知，在常溫下，隨著瓶內(nèi)壓強的降低，沸點低的液體首先汽化，所以，殘液是沸點高于常溫的液體。瓶內(nèi)殘液主要是沸點相對較高的戊烷（36.1℃）和戊烯（30.1℃），這兩種有機物在空氣中較易揮發(fā)成氣體，當(dāng)這些氣體在室內(nèi)達到一定比例后，如遇明火，就會引發(fā)火災(zāi)，所以，用液化石油氣的殘液作為清洗劑的做法是不可取的。 　?。?）液化石油氣雖然“用完”，但是，在常溫（取300K）下，瓶內(nèi)仍有以丁烷和丁烯為主的殘氣（二者在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下較遲汽化），根據(jù)克拉珀龍方程可求其物質(zhì)的量n1=(p0V)/（T1R）=（1.013×105×35.5×10-3）/（300×8.31）mol=1.44mol。 　　在殘液中，戊烷C5H12的摩爾質(zhì)量μ1=（12×5＋1×12）g/mol=72g/mol，戊烯C5H10的摩爾質(zhì)量μ2=(12×5＋1×12) g/mol =70g/mol。二者混合時的平均摩爾質(zhì)量μ=（μ1＋μ2）/2=（72＋70）/2 g/mol =71g/mol，于是，殘液的物質(zhì)的量n2=m/μ=(750/71)mol=10.56mol。 　　在高溫下，殘液完全汽化，瓶內(nèi)氣體的物質(zhì)的量n=n1＋n2=(1.44＋10.56)mol=12mol 　　取瓶內(nèi)汽化的殘液為研究對象，并將其視為理想氣體，注意其質(zhì)量一定。 　　在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，p1=p0=1.013×105Pa，V1=nV0=12×22.4L，T1=T0=273K； 　　由表2提供的數(shù)據(jù)可知 　　出現(xiàn)險情時，p2=2.1Mpa=2.1×106Pa，V2=35.5L,T2=? 　　根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得： 　　則t2=T2－273=(747－273) ℃=474℃,即瓶內(nèi)氣溫升至474℃時會出現(xiàn)險情。 　　說明 求T2時也可用克拉珀龍方程求解，請讀者自己分析。 　　三、使用管道煤氣 　　例3城市的管道煤氣是由水煤氣和焦?fàn)t煤氣混合而成的。某住宅四樓一居民家的廚房發(fā)生了管道煤氣泄漏爆炸事故，急救人員迅速趕到現(xiàn)場，護送傷員及煤氣中毒者去醫(yī)院搶救。 　?。?）寫出生產(chǎn)水煤氣的化學(xué)反應(yīng)方程式。 　?。?）簡要說明管道煤氣使人中毒的主要原因。 　　（3）調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)該住戶的煤氣漏氣點泄漏速度為a=6.0g/min，而從調(diào)查中發(fā)現(xiàn)煤氣是在達到室內(nèi)空氣質(zhì)量的η=6％時爆炸的，問爆炸時煤氣已泄漏了約幾個小時？（假定廚房內(nèi)空氣體積為V=25m3。） 　?。?）爆炸時廚房溫度可迅速升高到t=1800℃，估算此時產(chǎn)生的氣體壓強約為多少帕。 　　解析 （1） C ＋ H2O CO ＋ H2 　?。?）一氧化碳（CO）奪去人體血液里的血紅蛋白中的氧，從而使人體組織處于缺氧狀態(tài)而中毒。 　?。?）我們知道，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣的密度為ρ=1.29㎏/m3，則廚房內(nèi)空氣的質(zhì)量m=ρV=1.29×25㎏=32.25㎏=3.225×104g。設(shè)爆炸時煤氣已泄漏了t1h，此時，廚房內(nèi)含有的煤氣質(zhì)量m1=at1=6.0×t1×60g,由題意可知：m1=ηm,即6.0×t1×60=6％×3.225×104，所以t1=5.375h≈5.4h。 　?。?）將廚房內(nèi)的空氣與煤氣的混合氣體近似當(dāng)作理想氣體，注意其質(zhì)量一定、體積不變。 　　在常溫下： p1=p0=1×105Pa，T1=300K, 　　煤氣爆炸時：p2=? T2=(1800＋273)K=2073K 　　根據(jù)查理定律p1/T1=p2/T2可得： 　　p2=（T2/T1）p1=（2073/300）×1×105Pa=7×105Pa