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%的過氧化氫作氧化劑，欲使1 kg 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：①醇消耗氧的質量可按它的各元素消耗的氧來計算；②H₂O₂提供的氧可按2H₂O₂2H₂O + O₂↑來計算）

Answer 1

解：設1 kg該醇燃料中的碳和氫完全燃燒分別消耗氧氣的質量為x和y。

C  +  O₂  CO₂       2H₂  +  O₂  2H₂O

12     32                4       32

1000 g×52%    x        1000 g×13%       y

=      x= 1387 g       =     y = 1040g

則1 kg該醇燃料完全燃燒消耗氧氣的質量為：1387 g + 1040 g－1000 g×35% = 2077 g

設需H₂O₂的質量為w。

2H₂O₂  2H₂O + O₂↑

  68            32

w×90%        2077 g

=  w = 4904 g