【題目】西氣東輸是西部開發(fā)的重點(diǎn)工程,這里的是指天然氣,其主要成分是甲烷。

(1)甲烷分子具有________________結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)式是_________________

(2)通常情況下,甲烷比較穩(wěn)定,但在特定條件下,甲烷也會(huì)發(fā)生某些反應(yīng),請(qǐng)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)。

(3)在一定條件下甲烷也可用于燃料電池。如圖是甲烷燃料電池的原理示意圖:

若正極的反應(yīng)式為O24H4e=2H2O,則負(fù)極反應(yīng)式為________________________________;該電池工作過程中,H的移動(dòng)方向?yàn)閺?/span>________________(”)。

【答案】正四面體 CH4Cl2CH3ClHCl 取代反應(yīng) CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+

【解析】

甲烷的電子式為,從電子式可以看出,甲烷分子中4個(gè)C-H鍵的性質(zhì)完全相同,分子高度對(duì)稱;在光照條件下,甲烷分子中的氫原子可以被氯原子所替代,斷裂C-H鍵,形成C-Cl鍵。甲烷可與氧氣形成燃料電池,在酸性電解質(zhì)中,CH4失電子的產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液作用生成CO2等,O2得電子的產(chǎn)物與H+反應(yīng)生成H2O。

(1)甲烷分子中,4個(gè)C-H鍵完全相同,分子高度對(duì)稱,具有正四面體結(jié)構(gòu);將電子式中的共用電子改成短線,就得到其結(jié)構(gòu)式,所以其結(jié)構(gòu)式是。答案為:正四面體;

(2)甲烷在光照條件下與氯氣反應(yīng)生成一氯甲烷和氯化氫,反應(yīng)的化學(xué)方程式CH4Cl2CH3ClHCl,該反應(yīng)屬于取代反應(yīng)。答案為:CH4Cl2 CH3ClHCl;取代反應(yīng);

(3)從電子流動(dòng)的方向看,左邊電極失電子,作原電池的負(fù)極,則通入的氣體為甲烷;右邊電極為正極,通入的氣體為氧氣。若正極的反應(yīng)式為O24H4e=2H2O,則負(fù)極為CH4失電子的產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液作用生成CO2H+,電極反應(yīng)式為CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+;該電池工作過程中,陽離子從負(fù)極移向正極,則H的移動(dòng)方向?yàn)閺淖蟮接。答案為?/span>CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+;左;右。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè),是難溶于水的白色固體,能溶解于硝酸,在潮濕空氣中可被迅速氧化。

.實(shí)驗(yàn)室用CuSO4—NaCl混合液與Na2SO3溶液反應(yīng)制取CuCl。相關(guān)裝置及數(shù)據(jù)如圖。

回答以下問題:

1)甲圖中儀器1的名稱是___;制備過程中Na2SO3過量會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成[Cu(SO3)2]3-,為提高產(chǎn)率,儀器2中所加試劑應(yīng)為___

2)乙圖是體系pH隨時(shí)間變化關(guān)系圖,寫出制備CuCl的離子方程式___。丙圖是產(chǎn)率隨pH變化關(guān)系圖,實(shí)驗(yàn)過程中往往用Na2SO3—Na2CO3混合溶液代替Na2SO3溶液,其中Na2SO3的作用是___并維持pH___左右以保證較高產(chǎn)率。

3)反應(yīng)完成后經(jīng)抽濾、洗滌、干燥獲得產(chǎn)品。洗滌時(shí),用去氧水作洗滌劑洗滌產(chǎn)品,作用是___

.工業(yè)上常用CuClO2、CO的吸收劑,某同學(xué)利用如圖所示裝置模擬工業(yè)上測(cè)定高爐煤氣中CO、CO2N2O2的含量。

ACuCl的鹽酸溶液

BNa2S2O4KOH的混合溶液

CKOH溶液

D

已知:Na2S2O4KOH的混合溶液可吸收氧氣。

4)裝置A中用鹽酸而不能用硝酸,其原因是___(用化學(xué)方程式表示)。用D裝置測(cè)N2含量,讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意___。整套實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序應(yīng)為___→D

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【題目】全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極 a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應(yīng)為:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯(cuò)誤的是(

A. 電池工作時(shí),正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4

B. 電池工作時(shí),外電路中流過 0.02 mol 電子,負(fù)極材料減重 0.14 g

C. 石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性

D. 電池充電時(shí)間越長(zhǎng),電池中Li2S2的量越多

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【題目】已知鹵代烴可與金屬鈉反應(yīng):RX2NaR′X RR′2NaX下列有機(jī)物可以合成環(huán)丙烷的是

A. CH3CH2CH2BrB. CH3CHBrCH2Br

C. CH2BrCH2CH2BrD. CH3CHBrCH2CH2Br

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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列有關(guān)敘述正確的是(  )

A. 14 g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NA

B. 1 mol N24 mol H2反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)為2NA

C. 1 mol Fe溶于過量硝酸,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA

D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L CCl4含有的共價(jià)鍵數(shù)為0.4NA

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【題目】中科大發(fā)現(xiàn)了人工合成金剛石的新方法,化學(xué)原理為:Na+CO2C(金剛石)+C(石墨)+Na2CO3(未配平),這種合成具有深遠(yuǎn)的意義。下列說法不正確的是

A. 該反應(yīng)中,鈉作還原劑,二氧化碳作氧化劑

B. 每生成1mol Na2CO3時(shí),共轉(zhuǎn)移4mol電子

C. 該反應(yīng)中Na2CO3是氧化產(chǎn)物

D. 還原性Na大于C

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【題目】已知:KClO36HCl(濃)===KCl3Cl23H2O。如圖所示,將少量試劑分別放入培養(yǎng)皿中的相應(yīng)位置,實(shí)驗(yàn)時(shí)將濃鹽酸滴在KClO3晶體上,并用表面皿蓋好。下表中由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論完全正確的是

選項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)論

A

滴有KSCNFeCl2溶液變紅

Cl2具有還原性

B

滴有酚酞的NaOH溶液褪色

Cl2具有酸性

C

紫色石蕊溶液先變紅后褪色

Cl2具有漂白性

D

KI淀粉溶液變藍(lán)色

Cl2具有氧化性

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【題目】化合物Z是合成一種鎮(zhèn)痛藥的中間體,可通過如下反應(yīng)制得。下列說法正確的是(

A.化合物X既能與鹽酸反應(yīng),也能與NaOH溶液反應(yīng)

B.化合物Y能使酸性KMnO4溶液褪色

C.化合物Z的分子式為C17H24O2N

D.化合物XBr2加成所得產(chǎn)物分子中含有2個(gè)手性碳原子

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【題目】下列敘述正確的是( )

A. 聚乙烯不能使酸性KMnO4溶液褪色

B. 均是芳香烴,既是芳香烴又是芳香化合物

C. 分子組成相差一個(gè)—CH2,因此是同系物關(guān)系

D. 分子式為C2H6O的紅外光譜圖上發(fā)現(xiàn)有C-H鍵和C-O鍵的振動(dòng)吸收,由此可以初步推測(cè)有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為C2H5-OH

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