Question

英國(guó)國(guó)家海洋學(xué)中心于2009年8月14日發(fā)布新聞公報(bào)說(shuō)，中心的研究人員及其同行利用聲吶等手段探測(cè)到北極海洋中存在大量甲烷氣泡，證實(shí)了全球變暖會(huì)使海底釋放大量甲烷的說(shuō)法。研究人員認(rèn)為，這些甲烷可能會(huì)反過(guò)來(lái)加劇全球變暖。



（1）右圖是1molCH₄和O₂完全反應(yīng)生成CO₂氣體與水蒸氣過(guò)程中能量變化示意圖，又已知 H₂O(l)＝H₂O(g) △H＝44.0kJ·mol^－1，請(qǐng)寫出1molCH₄和O₂完全反應(yīng)生成CO₂氣體與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式                                  。 
（2）美國(guó)阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的電池，氫氣雖然使用方便，卻受到價(jià)格和來(lái)源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠�合物，如甲烷（天然氣）、汽油等。電池的�?gòu)造如圖所示：兩個(gè)電極均由多孔碳制成，通入的氣體由孔隙中流出，并從電極表面放出。
①請(qǐng)寫出甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式為                                。
②此時(shí)電池內(nèi)的總反應(yīng)方程式為                                。
（3）某課外活動(dòng)小組利用右圖所示裝置探究甲烷于氯氣的反應(yīng)。根據(jù)題意，回答下列問(wèn)題：
①CH₄與Cl₂發(fā)生反應(yīng)的條件是         ；若用日光直射，可能會(huì)引起                                           。
②實(shí)驗(yàn)中可觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有：量筒內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴，飽和食鹽水中有少量固體析出，               ，                   等。
③用飽和食鹽水而不用誰(shuí)的原因是                         。
④實(shí)驗(yàn)中生成的油狀液滴中的氯仿可作局部麻醉劑，常因保存不慎而被空氣氧化，產(chǎn)生劇毒氣體——光氣，反應(yīng)化學(xué)方程式為2CHCl₃＋O₂→2COCl₂＋2HCl，上述反應(yīng)       （填選項(xiàng)符號(hào)，下同）
A．屬于取代反應(yīng)                   B．不屬于取代反應(yīng)
為防止事故發(fā)生，在使用前檢驗(yàn)氯仿是否變質(zhì)可選用的試劑是            
A．氫氧化鈉溶液      B．硝酸銀溶液             C．稀鹽酸           
D．水                E．濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙    F．濕潤(rùn)的無(wú)色酚酞試紙

Answer 1

（1）CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)；△H＝－890.3kJ·mol^－1；（2）①CH₄＋10OH^－＝CO₃^2－＋7H₂O＋8e^－；②CH₄＋2O₂＋2KOH＝K₂CO₃＋7H₂O

依據(jù)燃料電池的電極及電極反應(yīng)可知a、b兩極各是什么極及其電極反應(yīng)式。又由于甲烷燃燒生成二氧化碳，但在KOH溶液中應(yīng)生成碳酸根離子，又碳元素的化合價(jià)由－4升高到＋4，故1mol的甲烷應(yīng)失去8mol的電子，即電極反應(yīng)式為：CH₄＋10OH^－＝CO₃^2－＋ 7H₂O＋8 e^－。（3）①光照（或光亮處） 爆炸②量筒內(nèi)黃綠色氣體顏色變淺 量筒內(nèi)液面上升③降低Cl₂在水中溶解度，抑制Cl₂和水的反應(yīng) ④B  BE解析：CH₄和Cl₂光照反應(yīng)生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄、HCl等物質(zhì)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，Cl₂不斷消耗，黃綠色逐漸消失。又由于生成的CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄常溫下是無(wú)色液體，且Cl₂易溶于有機(jī)溶劑，故量筒內(nèi)壁上有油滴。因生成的HCl易溶于水，量筒內(nèi)的壓強(qiáng)減小，；量筒內(nèi)頁(yè)面上升。HCl溶于水后，溶液中Cl^－濃度增大，使NaCl固體析出。