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    【題目】利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現實。某化學興趣小組在實驗室中模擬上述過程,其設計的模擬裝置如下:

    試回答下列問題:

    (1)請寫出C裝置中生成CH2Cl2的化學方程式:_______________________

    (2)B裝置有三種功能:①混勻混合氣體;②________;③_______。

    (3)D裝置的名稱為___________,其作用是___________

    (4)E裝置中除鹽酸外,還含有機物,從E中分離出鹽酸的最佳方法為___________(填字母)

    a.分液法 b.蒸餾法 c.結晶法

    (5)1mol CH4Cl2發(fā)生取代反應,充分反應后生成的CH3ClCH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產物的物質的量依次增大0.1mol,則參加反應的Cl2的物質的量為_______________ 。

    (6)已知丁烷與氯氣發(fā)生取代反應的產物之一為C4H8Cl2,其有 ________種同分異構體。

    【答案】CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl 控制氣流速率 干燥氣體 干燥管 防止倒吸 a 3 mol 9

    【解析】

    在加熱條件下,濃鹽酸和二氧化錳反應生成氯氣,濃硫酸具有吸水性,可以作干燥劑,C中干燥的甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應生成氯代甲烷和HCl,尾氣中含有氯化氫,氯化氫極易溶于水,所以E裝置是吸收尾氣中所氯化氫以制備鹽酸,并且防止污染環(huán)境,倒置的干燥管能防倒吸,據此分析解答。

    (1)C 裝置中生成 CH2Cl2 的反應是甲烷和氯氣光照發(fā)生取代反應生成的,反應的化學方程式:CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl,故答案為:CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl;

    (2)濃硫酸具有吸水性,因為甲烷和氯氣中含有水蒸氣,所以濃硫酸干燥混合氣體,濃硫酸為液體,通過氣泡還可以控制氣流速度,能均勻混合氣體等,故答案為:控制氣流速率;干燥混合氣體;

    (3)D 裝置為干燥管,氯化氫極易溶于水,干燥管可以防止倒吸,故答案為:干燥管;防止倒吸;

    (4)氯代烴不溶于水,而HCl極易溶于水,可以采用分液方法分離出鹽酸,故選a

    (5)根據充分反應后生成CH3Cl、CH2Cl2CHCl3、CCl4四種有機產物的物質的量依次增大0.1mol,可以設其物質的量分別是x、x+0.1mol、x+0.2mol、x+0.3mol,則x+x+0.1mol+x+0.2mol+x+0.3mol=1mol,解得x=0.1mol,發(fā)生取代反應時,一半的Cl進入HCl,因此消耗氯氣的物質的量為0.1mol+2×0.2mol+3×0.3mol+4×0.4mol=3mol,故答案為:3 mol

    (6)丁烷有三種結構,則C4H8Cl2的同分異構體可以采取定一移二法:、,共有9種同分異構體,故答案為:9。

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    (2)CH4設計成燃料電池,其利用率更高,裝置如圖所示(A、B為多孔碳棒)。

    實驗測得OH定問移向B電極,則_____“A”“B”)處電極入口通甲烷,其電極反應式為___________。當消耗甲院的體積為33.6 L(標準狀況下時,假設電池的能量轉化率為80%,則導線中轉移電子的物質的量為________。

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    生成物的質量分數一定增加,生成物總量一定增加, 反應物的轉化率一定增大,

    反應物的濃度一定降低,正反應速率一定大于逆反應速率,一定使用催化劑

    A.①②③ B.③④⑤ C.②⑤ D.④⑥

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    (3)①2O2(g)+N2(g)═N2O4(l) △H1

    ②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l) △H2

    ③O2(g)+2H2(g)═2H2O(g) △H3

    ④2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g) △H4=﹣1048.9kJmol﹣1

    上述反應熱效應之間的關系式為△H4=______________, 聯氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為______________________

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    A.升高溫度 B.增大壓強 C.減小壓強 D.及時移出氨 E.循環(huán)利用和不斷補充氫氣

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