Phản ứng cháy, nổ xảy ra phổ biến trong tự nhiên, đời sống và sản xuất. Dựa vào các tính của vật liệu, con người có thể điều khiển quá trình cháy, nổ xảy ra đúng mục đích, an toàn. Ngược lại, một vụ cháy, nổ bất ngờ, ngoài tầm kiểm soát có thể gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Vậy, phản ứng cháy, nổ là gì? Chúng xảy ra khi hội tụ đủ các yếu tố nào?
Dựa vào các kiến thức đã học ở THCS và kiến thức thực tiễn:
Câu hỏi 1: Trình bày khái niệm và các đặc điểm cơ bản của phản ứng cháy.
Câu hỏi 2: Tính năng suất tỏa nhiệt của một loại than đá theo đơn vị kJ/kg, biết than đá chứa 84% khối lượng carbon và giả thiết toàn bộ nhiệt lượng toả ra khi đốt than đá đều sinh ra từ phản ứng:
C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔHo = - 394 kJ/mol
Câu hỏi 3: Than tổ ong hiện vẫn được một số nơi sử dụng để đun nấu. Một viên than tổ ong nặng 1200 g có chứa 40% carbon về khối lượng.
a) Tính số mol carbon có trong một viên than tổ ong.
b) Tính thể tích khí CO2 tạo ra ở điều kiện chuẩn khi đốt cháy hoàn toàn viên than trên.
Tại sao hiện nay các nhiên liệu hóa thạch được khuyến cáo hạn chế sử dụng trên toàn thế giới?
c) Tại sao đun bếp than tổ ong trong phòng ngủ đề sưởi ấm có thể gây hôn mê, bại não?
Câu hỏi 4: Một loại gas dùng làm nhiên liệu đun nấu có thành phần chính gồm C3H8 và C4H10 theo tỉ lệ mol tương ứng là 2 : 3.
a) Tính phần trăm thể tích mỗi alkane trên trong khí gas.
b) Tính phân tử khối trung bình của khí gas. Khí gas nặng hơn không khí bao nhiêu lần? Tại sao sau khi hơi gas rò rỉ sẽ tích tụ ở những nơi thấp trên mặt đất?
Câu hỏi 1:
Câu hỏi 2:
Đốt cháy 1 mol C (12 gam C) tỏa ra 394 kJ
Mà than đá chứa 84% khối lượng carbon.
⇒ Khối lượng than đá chứa 12g C là: 12.100 : 84 = 14,29g
⇒ Đốt cháy 14,29 g = 0,01429 kg than đá tỏa ra 394 kJ nhiệt lượng
⇒ Đốt cháy 1 kg than đá tỏa ra là 394 : 0,01429 = 27572 kJ nhiệt lượng
⇒ Năng suất tỏa nhiệt khi đốt than đá là 27572 kJ/kg
Câu hỏi 3:
a) nC=1200.0,4 : 12 = 40 mol
b) Phương trình hóa học: C + O2 → CO2
Theo PTHH: n(CO2)= nC = 40 mol
⇒ Thế tích khí CO2 bằng 40 . 24,79 = 991,6 lít
Nhiên liệu hóa thạch được khuyến cáo hạn chế sử dụng trên toàn thế giới vì sinh ra khí CO2 là một trong các loại khí nhà kính làm tăng lực phóng xạ và góp phần vào sự nóng lên toàn cầu.
Ngoài CO2, đốt nhiên liệu hóa thạch cũng tạo ra các chất ô nhiễm không khí khác như các chất NO2, SO2, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và các kim loại nặng.
Mặt khác nhiên liệu hóa thạch là nguồn nhiên liệu không thể tái tạo. Việc khai thác quá mức, sẽ dẫn đến cạn kiệt nguồn nhiên liệu này.
c) Khi cháy trong điều kiện thiếu oxygen sẽ sinh ra loại khí cực độc là CO.
Phương trình hóa học: C + CO2 → 2CO
CO có khả năng kết hợp với hemoglobin trong hồng cầu, làm giảm khả năng vận chuyển oxygen cung cấp cho hoạt động sống. Con người sẽ bị bất tỉnh sau vài giây và tử vòng sau vài phút nếu hít thở không khí có chứa 1,28% thể tích là khí CO.
Câu hỏi 4
a) Do số mol tỉ lệ thuận với thể tích nên phần trăm về số mol mỗi khí cũng chính là phần trăm về thể tích của mỗi khí.
Phần trăm thể tích các khí trong khí gas là
%V(C3H8) = $\frac{2}{3+2}$.100 = 40%
%V (C4H10) =100%−40%=60%
b) Phân tử khối trung bình của khí gas là
$\overline{M}=\frac{2.44+3.58}{2+3}$ = 52,4 >29
$d_{Khí gas/kk} = \frac{52,4}{29}$ = 1,8
⇒ Khí gas nặng hơn không khí 1,8lần.
Vì vậy sau khi hơi gas rò rỉ sẽ tích tụ ở những nơi thấp trên mặt đất. 5:Hiện tượng nào sau đây là nổ vật lí. Hiện tượng nào là nổ hóa học?
a) Nổ quả bóng bay do bơm quá căng.
b) Nổ chùm bóng bay chứa khí hydrogen do bắt lửa.
a)Hiện tượng nổ vật lí vì khi bơm quá căng làm cho không khí bị nén dưới một áp suất cao, khi quá giới hạn sẽ gây nổ.
b) Hiện tượng nổ hóa học vì khi bắt lửa đã làm cho khí hydrogen cháy gây nổ. Có phản ứng hóa học xảy ra: 2H2 + O2 ⟶ 2H2O
Phản ứng đốt cháy một số chất thông dụng:
Đốt cháy than đá: C + O2 $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ CO2
Đốt cháy xăng: VD: 2C8H18 + 25O2 $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$16CO2 + 18H2O
Đốt cháy dầu diesel: VD: 2C14H30 + 43O2 $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ 28CO2 + 30H2O
Đốt cháy magnesium: 2Mg + CO2 $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ 2MgO + C
Nguy cơ gây cháy, nổ:
Biện pháp phòng ngừa: Để chủ động phòng, chống cháy, nổ, các hộ gia đình, cơ quan, doanh nghiệp cần thực hiện nghiêm túc các biện pháp phòng cháy chữa cháy như:
Biện pháp chữa cháy: