Question

航天技術中的火箭推進劑可用醇類為燃料，液態氧為氧化劑，但后者的沸點較低（-183℃），需要額外的隔熱裝置，因而增加了火箭的重量．為了避免此缺點，可用過氧化氫（H₂O₂）代替液態氧，它具有相對高的沸點和較低的凝固點，而且沒有毒性，和醇反應時也能放出很高的能量．現有一液體推進劑以醇（含碳52%、含氫13%、含氧35%）為燃料，質量分數為90%的過氧化氫做氧化劑，欲使1kg該醇燃料完全燃燒，計算需消耗質量分數為90%的過氧化氫的質量（提示：可按2H₂O₂=2H₂O+O₂↑得到的氧氣與醇反應來計算）．

Answer 1

【答案】分析：先計算出醇中碳和氫燃燒需要消耗的氧氣，然后利用醇消耗的氧氣代入過氧化氫分解的化學反應方程式來計算過氧化氫的質量．
解答：解：設1 kg該醇燃料的碳和氫完全燃燒，分別消耗氧氣的質量為xg和yg，
       則由 C～O₂        
           12  32        
  1000g×52%    x
，解得x=1387g，
     再由4H～O₂
          4   32
 1000g×13%    y
，解得y=1040g，
則1 kg該醇燃料完全燃燒消耗氧氣的質量為1387g+1040-1000g×35%=2077g，
設需要的H₂O₂的質量為wg，則
  2H₂O₂═2H₂O+O₂↑
2×34         32
  w           2077 g
，解得w=4414g，
即需質量分數為90%的H₂O₂的質量為═4904g，
答：需要質量分數為90%的H₂O₂的質量為4904g．
點評：本題計算量較大，學生準確計算醇燃燒需要的氧氣是解答的關鍵，然后將氧氣的質量代入過氧化氫分解的反應方程式中計算即可．