Question

CH₄是天然氣、沼氣的主要成分，目前世界20%的能源需求由它提供．
（1）寫出CH₄結(jié)構(gòu)式：

 

．
（2）寫出CH₄燃燒的化學(xué)方程式：

 

．
（3）CH₄還用于燃料電池，電池的電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液．下列關(guān)于CH₄的燃料電池說法中正確的為

 

．
A．正極反應(yīng)：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-
B．負(fù)極反應(yīng)：CH₄+10OH^--8e^-═CO+7H₂O
C．工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變
D．放電時(shí)溶液中的OH^-離子向負(fù)極移動(dòng)．

Answer 1

考點(diǎn)：甲烷的化學(xué)性質(zhì),化學(xué)電源新型電池

專題：電化學(xué)專題,有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)

分析：（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)式可以在一定程度上反映真正的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，甲烷分子中1個(gè)碳原子和4個(gè)氫原子分別形成1個(gè)碳?xì)涔矁r(jià)鍵；
（2）甲烷燃燒生成二氧化碳和水；
（4）根據(jù)燃料電池工作原理分析，注意電池的電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液；

解答： 解：（1）甲烷是碳原子和氫原子間通過共價(jià)單鍵形成的空間正四面體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)式為：；
故答案為：；
（2）甲烷燃燒生成二氧化碳和水，燃燒的化學(xué)方程式為：CH₄+2O₂

點(diǎn)燃

CO₂+2H₂O；
故答案為：CH₄+2O₂

點(diǎn)燃

CO₂+2H₂O；
（3）A．原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極氧氣得到電子，正極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故A正確；
B．負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲烷失去電子，在堿性條件下生成碳酸根離子，負(fù)極反應(yīng)為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故B正確；
C．工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變，電極總反應(yīng)為：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，可見氫氧根離子濃度減小，故C錯(cuò)誤；
D．氫氧根離子帶負(fù)電荷，與電流方向相反，所以放電時(shí)溶液中的OH^-離子向負(fù)極移動(dòng)，故D正確；
故選：ABD．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了甲烷的結(jié)構(gòu)式、性質(zhì)、燃料電池工作原理，題目難度中等，涉及了化學(xué)方程式書寫、電極反應(yīng)書寫、甲烷的結(jié)構(gòu)等知識(shí)，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成．