石大《燃烧与爆炸学》在线作业试题题库及参考答案

石大《燃烧与爆炸学》在线作业试题题库及参考答案一、选择题1.可燃气体与空气混合，遇火源能发生爆炸的浓度范围，称为（）。A.爆炸极限B.爆炸下限C.爆炸上限D.爆炸浓度答案：A解析：爆炸极限是指可燃气体、蒸气或粉尘与空气（或氧气）均匀混合形成的预混气，遇火源能发生爆炸的浓度范围，包括爆炸下限和爆炸上限。爆炸下限是指可燃气体与空气混合能发生爆炸的最低浓度；爆炸上限是指可燃气体与空气混合能发生爆炸的最高浓度。所以本题选A。2.下列气体中，爆炸下限最低的是（）。A.氢气B.甲烷C.乙炔D.一氧化碳答案：C解析：氢气的爆炸下限是4.0%；甲烷的爆炸下限是5.0%；乙炔的爆炸下限是2.5%；一氧化碳的爆炸下限是12.5%。比较可知，乙炔的爆炸下限最低，所以本题选C。3.可燃粉尘爆炸应具备三个条件，下列不属于这三个条件的是（）。A.粉尘本身具有爆炸性B.粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度C.有足以引起粉尘爆炸的火源D.粉尘必须具有较高的温度答案：D解析：可燃粉尘爆炸应具备三个条件：一是粉尘本身具有爆炸性；二是粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度；三是有足以引起粉尘爆炸的火源。而粉尘具有较高的温度并不是可燃粉尘爆炸的必要条件，所以本题选D。4.爆炸按爆炸物质在（）中的变化，可分为化学爆炸、物理爆炸和核爆炸。A.爆炸条件B.爆炸原因和性质C.爆炸后果D.爆炸过程答案：B解析：爆炸按爆炸物质在爆炸原因和性质中的变化，可分为化学爆炸、物理爆炸和核爆炸。化学爆炸是由于物质发生急剧化学反应，产生高温高压而引起的爆炸；物理爆炸是由物理变化（如温度、体积和压力等因素）引起的爆炸；核爆炸是由于原子核裂变或聚变反应，释放出巨大能量而引起的爆炸。所以本题选B。5.下列关于燃烧的说法中，错误的是（）。A.燃烧是一种氧化反应B.燃烧一定伴有发光、发热现象C.燃烧一定有火焰产生D.燃烧的三个必要条件是可燃物、助燃物和火源答案：C解析：燃烧是一种剧烈的氧化反应，通常伴有发光、发热现象，燃烧的三个必要条件是可燃物、助燃物和火源，A、B、D选项说法正确。但燃烧不一定有火焰产生，例如铁在氧气中燃烧就没有火焰，而是火星四射，所以C选项说法错误，本题选C。6.下列物质中，属于易燃液体的是（）。A.汽油B.酒精C.苯D.以上都是答案：D解析：汽油、酒精、苯都属于易燃液体。汽油是一种轻质石油产品，具有挥发性和易燃性；酒精（乙醇）能与水以任意比例互溶，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物；苯是一种有机化合物，易挥发、易燃。所以本题选D。7.当可燃气体、蒸气或粉尘与空气的混合物在一定浓度范围内遇到火源时，就会发生爆炸。这个浓度范围称为（）。A.爆炸浓度B.爆炸极限C.爆炸范围D.爆炸区间答案：B解析：如前面所述，可燃气体、蒸气或粉尘与空气的混合物在一定浓度范围内遇到火源能发生爆炸，这个浓度范围就是爆炸极限，所以本题选B。8.下列关于爆炸极限的说法中，正确的是（）。A.爆炸极限是一个固定值B.爆炸极限随温度、压力等条件的变化而变化C.爆炸下限越高，爆炸危险性越大D.爆炸上限越低，爆炸危险性越大答案：B解析：爆炸极限不是一个固定值，它会随温度、压力、含氧量、容器形状和大小等条件的变化而变化，A选项错误，B选项正确。爆炸下限越低，意味着可燃物质在较低浓度时就能发生爆炸，爆炸危险性越大；爆炸上限越高，说明可燃物质在较高浓度时仍能发生爆炸，爆炸危险性也越大，C、D选项错误。所以本题选B。9.下列哪种物质的燃烧不属于表面燃烧（）。A.木炭B.焦炭C.铁D.硫答案：D解析：表面燃烧是指可燃固体的燃烧反应是在其表面由氧和物质直接作用而发生的，木炭、焦炭、铁的燃烧都属于表面燃烧。而硫在燃烧时先熔化，然后蒸发为蒸气进行燃烧，属于蒸发燃烧，不属于表面燃烧，所以本题选D。10.下列关于粉尘爆炸的特点，说法错误的是（）。A.粉尘爆炸速度比气体爆炸速度快B.粉尘爆炸压力上升较缓慢C.粉尘爆炸可能会发生二次爆炸D.粉尘爆炸燃烧时间长，产生的能量大答案：A解析：粉尘爆炸速度比气体爆炸速度慢，A选项说法错误。粉尘爆炸压力上升较缓慢，燃烧时间长，产生的能量大，并且可能会发生二次爆炸，因为第一次爆炸产生的冲击波会使沉积的粉尘扬起，形成新的爆炸混合物，遇火源可能会发生二次爆炸，B、C、D选项说法正确。所以本题选A。二、判断题1.所有的燃烧都需要氧气参与。（）答案：错误解析：燃烧是一种剧烈的氧化反应，但不一定都需要氧气参与。例如，氢气可以在氯气中燃烧，镁可以在二氧化碳中燃烧，这些反应都没有氧气参与，所以该说法错误。2.爆炸极限的范围越宽，爆炸下限越低，爆炸危险性就越大。（）答案：正确解析：爆炸极限范围越宽，说明可燃物质在更宽的浓度范围内都能发生爆炸；爆炸下限越低，意味着可燃物质在较低浓度时就能发生爆炸，这都增加了爆炸的可能性，所以爆炸危险性越大，该说法正确。3.可燃液体的闪点越低，其火灾危险性就越小。（）答案：错误解析：闪点是指易燃或可燃液体表面挥发的蒸气与空气形成的混合物遇火源能发生闪燃的最低温度。可燃液体的闪点越低，说明其越容易挥发，在较低温度下就能形成可燃蒸气与空气的混合物，也就越容易被点燃，火灾危险性越大，所以该说法错误。4.粉尘爆炸属于化学爆炸。（）答案：正确解析：粉尘爆炸是由于可燃粉尘与空气混合后，在火源作用下发生急剧的氧化反应，产生高温高压而引起的爆炸，属于化学爆炸的范畴，所以该说法正确。5.只要有可燃物、助燃物和火源就一定会发生燃烧。（）答案：错误解析：可燃物、助燃物和火源只是燃烧的三个必要条件，但仅有这三个条件并不一定能发生燃烧。例如，可燃物质的浓度不在爆炸极限范围内，或者火源的能量不足以引发燃烧等情况，都可能导致燃烧无法发生，所以该说法错误。6.物理爆炸是由物理变化引起的，其前后物质的化学成分没有改变。（）答案：正确解析：物理爆炸是由物理变化（如温度、体积和压力等因素）引起的爆炸，在爆炸过程中，物质的化学成分没有发生改变，只是状态或外形发生了变化，所以该说法正确。7.燃烧产物中的烟雾会降低火场的能见度，影响人员疏散和灭火救援工作。（）答案：正确解析：燃烧产物中的烟雾包含大量的固体颗粒和微小液滴，会使空气变得浑浊，降低火场的能见度，这给人员疏散带来困难，同时也影响灭火救援人员对火场情况的观察和操作，所以该说法正确。8.爆炸极限受初始温度、初始压力、含氧量等因素的影响。（）答案：正确解析：初始温度升高，爆炸极限范围会变宽；初始压力增大，爆炸极限范围也会变宽；含氧量增加，爆炸下限降低，爆炸上限升高，所以爆炸极限受初始温度、初始压力、含氧量等因素的影响，该说法正确。9.易燃液体的沸点越高，其挥发性越强。（）答案：错误解析：易燃液体的沸点越低，说明其分子间作用力越小，越容易从液态变为气态，挥发性越强；而沸点越高，挥发性越弱，所以该说法错误。10.对于可燃气体来说，其爆炸下限和爆炸上限之间的差值越大，爆炸危险性越大。（）答案：正确解析：爆炸下限和爆炸上限之间的差值越大，意味着可燃气体在更宽的浓度范围内都能发生爆炸，发生爆炸的可能性增加，所以爆炸危险性越大，该说法正确。三、简答题1.简述燃烧的必要条件和充分条件。答案：燃烧的必要条件有三个，即可燃物、助燃物和火源。-可燃物：凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质称为可燃物。按其物理状态，可燃物可分为气体可燃物、液体可燃物和固体可燃物三类。-助燃物：能帮助和支持可燃物质燃烧的物质，即能与可燃物发生氧化反应的物质称为助燃物。常见的助燃物是空气和氧气，此外，某些强氧化剂如氯酸钾、高锰酸钾等也可作为助燃物。-火源：是指供给可燃物与助燃物发生燃烧反应能量的来源。常见的火源有明火、电火花、炽热物体等。燃烧的充分条件包括：-一定的可燃物浓度：可燃物质只有达到一定的浓度，才会发生燃烧。例如，可燃气体或蒸气与空气混合，只有在爆炸极限范围内才会发生燃烧或爆炸。-一定的助燃物含量：助燃物的含量不足，燃烧也无法发生。例如，空气中氧含量低于14%-16%时，木材的燃烧就会停止。-一定的点火能量：不同的可燃物所需的点火能量不同，只有达到一定的点火能量，才能引发燃烧。-未受抑制的链式反应：对于一些燃烧反应，如气相燃烧，是通过链式反应进行的。如果反应过程中链传递被中断，燃烧就会停止。2.简述爆炸极限的概念及其影响因素。答案：爆炸极限是指可燃气体、蒸气或粉尘与空气（或氧气）均匀混合形成的预混气，遇火源能发生爆炸的浓度范围。其中，可燃气体或蒸气与空气混合能发生爆炸的最低浓度称为爆炸下限，最高浓度称为爆炸上限。影响爆炸极限的因素主要有以下几个方面：-初始温度：初始温度升高，分子的活性增加，反应速度加快，爆炸极限范围变宽，即爆炸下限降低，爆炸上限升高。例如，甲烷在常温下的爆炸极限是5.0%-15.0%，当温度升高时，其爆炸下限会降低，爆炸上限会升高。-初始压力：初始压力增大，分子间的距离减小，碰撞几率增加，爆炸极限范围变宽。但当压力降低到一定程度时，爆炸极限范围会变窄，甚至消失，此时的压力称为爆炸的临界压力。-含氧量：含氧量增加，爆炸下限降低，爆炸上限升高，爆炸危险性增大。例如，在纯氧中，可燃气体的爆炸极限范围比在空气中宽得多。-容器的材质和尺寸：容器的材质和尺寸会影响爆炸的传播和发展。一般来说，容器的直径越小，爆炸极限范围越窄，爆炸危险性越小。这是因为容器直径小，自由基与器壁的碰撞几率增加，链反应容易被中断。-惰性介质：加入惰性介质（如氮气、二氧化碳等），会使爆炸极限范围变窄，爆炸危险性降低。因为惰性介质可以稀释可燃气体或蒸气的浓度，降低反应速度，同时还能吸收反应产生的热量。3.简述粉尘爆炸的条件和特点。答案：粉尘爆炸的条件有：-粉尘本身具有爆炸性：不是所有的粉尘都能发生爆炸，只有那些可燃的、具有一定化学活性的粉尘才可能发生爆炸。例如，煤尘、面粉、铝粉等都具有爆炸性。-粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度：粉尘只有悬浮在空气中，才能与空气中的氧气充分接触，形成可燃混合物。而且粉尘与空气的混合浓度必须在爆炸极限范围内，才会发生爆炸。-有足以引起粉尘爆炸的火源：粉尘爆炸所需的点火能量比气体爆炸大，但只要有足够能量的火源，如明火、电火花、高温表面等，就可能引发粉尘爆炸。粉尘爆炸的特点包括：-爆炸速度比气体爆炸速度慢：由于粉尘粒子的质量比气体分子大，反应速度相对较慢，所以粉尘爆炸的速度比气体爆炸速度慢。-爆炸压力上升较缓慢：与气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，但持续时间长，产生的能量大。-可能会发生二次爆炸：第一次爆炸产生的冲击波会使沉积的粉尘扬起，形成新的爆炸混合物，遇火源可能会发生二次爆炸，二次爆炸的威力往往比第一次更大。-燃烧时间长，产生的能量大：粉尘爆炸时，由于粉尘粒子的燃烧需要一定的时间，所以燃烧时间长，产生的能量也大。-会产生有毒气体：粉尘爆炸过程中，会产生一氧化碳、二氧化碳等有毒气体，对人员的生命安全造成威胁。4.简述易燃液体的火灾危险性。答案：易燃液体具有以下火灾危险性：-易燃性：易燃液体的闪点低，极易挥发成蒸气，与空气混合形成可燃混合物，遇火源能迅速燃烧。例如，汽油的闪点为-50℃--20℃，在常温下就能挥发大量的可燃蒸气，一旦遇到火源，就会发生燃烧或爆炸。-爆炸性：易燃液体的蒸气与空气混合达到爆炸极限时，遇火源就会发生爆炸。而且爆炸极限范围较宽，爆炸危险性大。例如，酒精的爆炸极限为3.3%-19.0%，在这个浓度范围内，遇到火源就会发生爆炸。-流动扩散性：易燃液体具有流动性，一旦发生泄漏，会迅速向四周扩散，扩大火灾范围。同时，其蒸气也会随风飘散，增加了火灾的危险性。例如，油罐泄漏后，油品会迅速流淌，形成大面积的燃烧区域。-受热膨胀性：易燃液体受热后，体积会膨胀，压力增大。如果储存容器密封，会导致容器破裂，造成油品泄漏和火灾事故。例如，在夏季高温时，储存易燃液体的容器如果没有采取有效的降温措施，就可能因液体膨胀而发生破裂。-忌氧化剂和酸：易燃液体与氧化剂或酸接触，会发生剧烈的化学反应，甚至引起燃烧或爆炸。例如，松节油与浓硫酸接触会立即着火。-毒害性：大多数易燃液体都具有一定的毒性，其蒸气通过呼吸道、皮肤等途径进入人体，会对人体造成危害。例如，苯是一种易燃液体，同时也是一种有毒物质，长期接触会导致白血病等疾病。四、计算题1.已知甲烷在空气中的爆炸下限为5.0%，爆炸上限为15.0%，若在一个体积为10m³的密闭容器中，甲烷的体积为0.2m³，问此时混合气体是否会发生爆炸？答案：首先，计算甲烷在混合气体中的体积分数。混合气体的总体积\(V=10m³\)，甲烷的体积\(V_{CH_4}=0.2m³\)。根据体积分数的计算公式\(\varphi=\frac{V_