烟火药燃烧反应方程式的建立优化

烟火药配方计算基于燃烧反应方程式，而燃烧方程式建立的原则主要有以下几个方面：

（1）烟火药燃烧时产生的微量产物忽略不计。

（2）烟火药中的氮（N）全部生成氮气（N2）。

（3）烟火药中的氧首先将可燃的金属元素氧化成金属氧化物，如Mg→MgO，Al→Al2O3。

（4）当氯和氟的化合物为氧化剂时：

（5）烟火药中的氧将H→H2O（氧不足，则H→H2）。

（6）剩余的氧将C→CO，若还有剩余，则将CO→CO2，多余的O则成游离氧（氧不足时，碳生成游离C析出）。

（7）烟火药中的聚合物在计算时采用单体，即不计n。

例4.1　建立二元混合物Ba（NO3）2和Mg的燃烧反应方程式。

解：因为Ba（NO3）2→BaO+N2+2.5O2，放出的2.5O2应首先将金属Mg氧化，即

所以反应方程式为：

需要指出的是，这里建立的Ba（NO3）2和Mg的反应方程式只能是一个近似的方程式，因为Mg有可能与N2反应生成Mg3N2，反应方程式如下：

但是，根据化学反应最大放热原则，放热量大的比放热量小的反应更为可能。MgO比Mg3N2放热量大，所以Mg3N2的生成是很困难的。因此，方程式（4.1）比方程式（4.2）更可能发生。(www.xing528.com)

例4.2　建立KClO3和酚醛树脂混合物的燃烧反应方程式。

解：按照方程式建立的原则，聚合物采用单体，故酚醛树脂分子式简化为C13H12O2。假定配方不是负氧平衡，则可燃物C13H12O2中的H→H2O，C→CO2。则反应方程式如下：

假定配方为负氧平衡，则C13 H12 O2中的H→H2O，C→CO（氧不足，则生成游离态的碳）。则反应方程式为：

例4.3　建立照明剂Ba（NO3）275.3%、Mg 20.7%、酚醛树脂4%的燃烧反应方程式。

解：综合例4.1、例4.2，并考虑到氧平衡为零氧平衡，则该照明剂反应产物为BaO、MgO、N2、H2O、CO2。反应方程式的平衡系数为：

Ba(NO3)2:75.3/261=0.288(mol);

Mg:20.7/24.3=0.852(mol);

C13H12O2:4/200=0.020(mol)。

以C13H12O2为1 mol作为单位来归整，则：

Ba（NO3）2的物质的量为：0.288/0.020=14.4（mol）；

Mg的物质的量为：0.852/0.020=42.6（mol）。

所以照明剂的燃烧反应方程式为：