Question

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．圖如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

考點：甲烷的化學(xué)性質(zhì),有關(guān)反應(yīng)熱的計算,原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）甲烷分子呈正四面體型，乙烯的電子式，結(jié)構(gòu)式為；
（2）水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水要放出熱量；
（3）甲烷和氯氣發(fā)生反應(yīng)，甲烷分子中的氫原子被氯離子取代；
（4）酸性甲烷燃料電池，甲烷為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)；原電池工作時，電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動．

解答： 解：（1）甲烷分子呈正四面體型，乙烯的電子式，結(jié)構(gòu)式為，故答案為：；；
（2）水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水要放出熱量，所以1mol甲烷完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)水，放出的熱量大于802KJ，故答案為：＞；
（3）甲烷與氯氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)，甲烷分子中的氫原子被氯氣分子中的氯原子取代，生成一氯甲烷和氯化氫，方程式為：CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl；
故答案為：CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl；取代反應(yīng)；
（4）酸性甲烷燃料電池，甲烷為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂↑+8H⁺，入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，該電池工作過程中，H⁺的移動方向為從左到右；
故答案：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，左；右．

點評：本題以甲烷為背景，考查了分子構(gòu)型、熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)方程式的書寫，原電池等，難度中等，注意原電池反應(yīng)的原理．