Question

（11分）天然氣是一種潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源，天然氣主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)。

（1）甲烷分子具有____________結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式是___________。

（2）天然氣是一種高效、低耗、污染小的清潔能源，已知1mol甲烷完全燃燒生成CO₂氣體和水蒸氣放出802KJ熱量，則在相同條件下，1mol甲烷完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)水，放出的熱量________802KJ（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（3）通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，但在特定條件下，甲烷也會發(fā)生某些反應(yīng)，請寫出甲烷在光照條件下與氯氣反應(yīng)生成一氯甲烷的化學(xué)方程式__________________該反應(yīng)屬于______________（填反應(yīng)類型）。

（4）在一定條件下甲烷也可用于燃料電池。下圖是甲烷燃料電池的原理示意圖：

若正極的反應(yīng)式為O₂+4e^－＋4H⁺＝2H₂O，則負(fù)極反應(yīng)式為___________________；該電池工作過程中，H^＋的移動方向為從_____到_____（填“左”或“右”）。

 

Answer 1

【答案】

（11分）（1）正四面體（1分）；（1分）；（2）＞（1分）；

（3）CH₄+Cl₂CH₃Cl＋HCl（2分）；取代反應(yīng)（1分）；

（4）CH₄－8e^－＋2H₂O＝CO₂↑＋8H⁺（3分）；左；右（每空1分，共2分）

【解析】（2）由于水蒸汽冷凝為液態(tài)水時也可放出一定的熱量，故1mol甲烷完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)水，放出的熱量>802KJ

（4）總電池反應(yīng)為：CH₄ + 2O₂ = CO₂+2H₂O

正極的反應(yīng)為O₂+4e^－＋4H⁺＝2H₂O，負(fù)極反應(yīng)為：CH₄－8e^－＋2H₂O＝CO₂↑＋8H⁺

因為正極消耗H⁺，而負(fù)極生成H⁺，所以電池工作過程中，H^＋的移動方向為從左至右