日常生活中应注意那些安全问题？

【专家解说】：　　在日常生活中，同学们会遇到一些安全问题，如果我们具有强烈的安全意识、必要的安全常识，且能运用所学的基础知识解决一些与之有关的问题，就可以避免一些安全事故的发生。举例分析说明如下： 　　一、燃放烟花爆竹 　　例1 2000年除夕之夜，在北京市丰台区一个禁止燃放烟花爆竹地区，发生了一起因燃放鞭炮而引起的事故。事情是这样的：几个小孩将点燃的鞭炮塞进化粪池中，引起化粪池内的沼气爆炸，并将铁制井盖炸碎炸飞，其中一块铁块正好击中一个女孩，该女孩不幸身亡。请根据上述材料，回答下列问题。 　　（1）沼气的主要成分是____________，它在空气里的爆炸极限是含该气体5％～15％（体积分数）。1g该气体完全燃烧生成液态水时放热Q1=55.626kJ，则该气体燃烧的热化学方程式为______________________。 　　（2）若化粪池竖井是一个直径为d=0.7m、高h=3m的圆柱体，其中的气体含沼气5％。化粪池井盖质量M=20㎏，平均炸成10块，求铁块飞出的速度？（假设化粪池中气体处于标准状态） 　　解析 （1）沼气的主要成分为甲烷（CH4）；因为1g CH4完全燃烧生成液态水时放热Q1=55.626kJ，所以1mol CH4完全燃烧生成液态水时放热（12＋1×4）Q1=16×55.626kJ=890kJ，于是，气体燃烧的热化学方程式为 　　CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O＋890kJ 　　（2）设化粪池竖井的体积为V1，沼气的体积为V2，则 　　V1=π(d/2)2h=3.14×（0.7/2）2×3 m3=1.154m3=1154L，V2=5％V1=5％×1154L=57.7L， 　　沼气的物质的量n= V2/V0=57.7/22.4mol=2.58mol(式中V0为沼气的摩尔体积) 　　甲烷完全燃烧放出的总能量为E=n×890kJ=2.58×890kJ=2296.2kJ≈2.30×106J，每块铁块的动能为E1=E/10=2.30×105J。设m、v分别为每块铁块的质量和飞出时的速度，则m=M/10=20/10㎏=2㎏, 　　由得 　　。 　　二、使用液化石油气 　　例2液化石油气已普遍进入现代家庭的厨房中，其主要成分是烷烃和烯烃的混合物，现将各成分在1个标准大气压下的沸点列表如表1所示： 表1 　　名称 　　甲烷 　　乙烷 　　丙烷 　　丁烷 　　戊 烷 　　乙烯 　　丙烯 　　丁烯 　　戊 烯 　　沸点℃ 　　－161.7 　　－88.6 　　－42.2 　　－0.5 　　36.1 　　－102.4 　　－47.7 　　－6.5 　　30.1 　　请回答： 　　（1）有人发现液化石油气用完后，残留在钢瓶内的液体能溶解油脂，于是，就将其倒出来做洗涤剂，去洗涤物体上的油渍，这种废物利用的做法可取吗？ 　　充装介质 　　最大充装量 　　实测容积 　　气密试验压力 　　液化石油气 　　15㎏ 　　35.5L 　　2.1MPa 　　（2）有人为了充分利用瓶内残留的液体，就用火 表2 　　去烤钢瓶，在此钢瓶上标有如表2所示的铭牌。 　　若残留在瓶内的液体质量m=0.75㎏，在关闭阀门的条件下，请估算在标准状态下瓶内气温升至多少摄氏度时会出现险情。〔已知1个标准大气压p0=1.013×105Pa，每摩尔气体的压强与体积的乘积跟它的热力学温度之比值R=pV/T=8.31J/(mol·K)〕 　　解析（1）由表1可知，在常温下，随着瓶内压强的降低，沸点低的液体首先汽化，所以，残液是沸点高于常温的液体。瓶内残液主要是沸点相对较高的戊烷（36.1℃）和戊烯（30.1℃），这两种有机物在空气中较易挥发成气体，当这些气体在室内达到一定比例后，如遇明火，就会引发火灾，所以，用液化石油气的残液作为清洗剂的做法是不可取的。 　　（2）液化石油气虽然“用完”，但是，在常温（取300K）下，瓶内仍有以丁烷和丁烯为主的残气（二者在1个标准大气压下较迟汽化），根据克拉珀龙方程可求其物质的量n1=(p0V)/（T1R）=（1.013×105×35.5×10-3）/（300×8.31）mol=1.44mol。 　　在残液中，戊烷C5H12的摩尔质量μ1=（12×5＋1×12）g/mol=72g/mol，戊烯C5H10的摩尔质量μ2=(12×5＋1×12) g/mol =70g/mol。二者混合时的平均摩尔质量μ=（μ1＋μ2）/2=（72＋70）/2 g/mol =71g/mol，于是，残液的物质的量n2=m/μ=(750/71)mol=10.56mol。 　　在高温下，残液完全汽化，瓶内气体的物质的量n=n1＋n2=(1.44＋10.56)mol=12mol 　　取瓶内汽化的残液为研究对象，并将其视为理想气体，注意其质量一定。 　　在标准状态下，p1=p0=1.013×105Pa，V1=nV0=12×22.4L，T1=T0=273K； 　　由表2提供的数据可知 　　出现险情时，p2=2.1Mpa=2.1×106Pa，V2=35.5L,T2=? 　　根据理想气体状态方程可得： 　　则t2=T2－273=(747－273) ℃=474℃,即瓶内气温升至474℃时会出现险情。 　　说明 求T2时也可用克拉珀龙方程求解，请读者自己分析。 　　三、使用管道煤气 　　例3城市的管道煤气是由水煤气和焦炉煤气混合而成的。某住宅四楼一居民家的厨房发生了管道煤气泄漏爆炸事故，急救人员迅速赶到现场，护送伤员及煤气中毒者去医院抢救。 　　（1）写出生产水煤气的化学反应方程式。 　　（2）简要说明管道煤气使人中毒的主要原因。 　　（3）调查人员发现该住户的煤气漏气点泄漏速度为a=6.0g/min，而从调查中发现煤气是在达到室内空气质量的η=6％时爆炸的，问爆炸时煤气已泄漏了约几个小时？（假定厨房内空气体积为V=25m3。） 　　（4）爆炸时厨房温度可迅速升高到t=1800℃，估算此时产生的气体压强约为多少帕。 　　解析 （1） C ＋ H2O CO ＋ H2 　　（2）一氧化碳（CO）夺去人体血液里的血红蛋白中的氧，从而使人体组织处于缺氧状态而中毒。 　　（3）我们知道，在标准状态下，空气的密度为ρ=1.29㎏/m3，则厨房内空气的质量m=ρV=1.29×25㎏=32.25㎏=3.225×104g。设爆炸时煤气已泄漏了t1h，此时，厨房内含有的煤气质量m1=at1=6.0×t1×60g,由题意可知：m1=ηm,即6.0×t1×60=6％×3.225×104，所以t1=5.375h≈5.4h。 　　（4）将厨房内的空气与煤气的混合气体近似当作理想气体，注意其质量一定、体积不变。 　　在常温下： p1=p0=1×105Pa，T1=300K, 　　煤气爆炸时：p2=? T2=(1800＋273)K=2073K 　　根据查理定律p1/T1=p2/T2可得： 　　p2=（T2/T1）p1=（2073/300）×1×105Pa=7×105Pa