Question

英國國家海洋學(xué)中心于2009年8月14日發(fā)布新聞公報說，中心的研究人員及其同行利用聲吶等手段探測到北極海洋中存在大量甲烷氣泡，證實了全球變暖會使海底釋放大量甲烷的說法。研究人員認(rèn)為，這些甲烷可能會反過來加劇全球變暖。

（1）右圖是1molCH₄和O₂完全反應(yīng)生成CO₂氣體與水蒸氣過程中能量變化示意圖，又已知 H₂O(l)＝H₂O(g) △H＝44.0kJ·mol^－1， 請寫出1molCH₄和O₂完全反應(yīng)生成CO₂氣體與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式                                   。 

（2）美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的電池，氫氣雖然使用方便，卻受到價格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠�合物，如甲烷（天然氣）、汽油等。電池的�?gòu)造如圖所示：兩個電極均由多孔碳制成，通入的氣體由孔隙中流出，并從電極表面放出。

①請寫出甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式為                                 。

②此時電池內(nèi)的總反應(yīng)方程式為                                 。

（3）某課外活動小組利用右圖所示裝置探究甲烷于氯氣的反應(yīng)。根據(jù)題意，回答下列問題：

   ①CH₄與Cl₂發(fā)生反應(yīng)的條件是          ；若用日光直射，可能會引起                                            。

②實驗中可觀察的實驗現(xiàn)象有：量筒內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴，飽和食鹽水中有少量固體析出，                ，                    等。

③用飽和食鹽水而不用誰的原因是                          。

④實驗中生成的油狀液滴中的氯仿可作局部麻醉劑，常因保存不慎而被空氣氧化，產(chǎn)生劇毒氣體——光氣，反應(yīng)化學(xué)方程式為2CHCl₃＋O₂ → 2COCl₂＋2HCl，上述反應(yīng)        （填選項符號，下同）

A．屬于取代反應(yīng)                   B．不屬于取代反應(yīng)

為防止事故發(fā)生，在使用前檢驗氯仿是否變質(zhì)可選用的試劑是            

A．氫氧化鈉溶液      B．硝酸銀溶液             C．稀鹽酸           

D．水                E．濕潤的藍(lán)色石蕊試紙     F．濕潤的無色酚酞試紙

Answer 1

（1）CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)；△H＝－890.3kJ·mol^－1；（2）①CH₄＋10OH^－＝CO₃^2－＋7H₂O＋8e^－；②CH₄＋2O₂＋2KOH＝K₂CO₃＋7H₂O

解析:

依據(jù)燃料電池的電極及電極反應(yīng)可知a、b兩極各是什么極及其電極反應(yīng)式。又由于甲烷燃燒生成二氧化碳，但在KOH溶液中應(yīng)生成碳酸根離子，又碳元素的化合價由－4升高到＋4，故1mol的甲烷應(yīng)失去8mol的電子，即電極反應(yīng)式為：CH₄＋10OH^－＝CO₃^2－＋ 7H₂O＋8 e^－。（3）①光照（或光亮處）  爆炸 ②量筒內(nèi)黃綠色氣體顏色變淺  量筒內(nèi)液面上升 ③降低Cl₂在水中溶解度，抑制Cl₂和水的反應(yīng)  ④ B   BE解析：CH₄和Cl₂光照反應(yīng)生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄、HCl等物質(zhì)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，Cl₂不斷消耗，黃綠色逐漸消失。又由于生成的CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄常溫下是無色液體，且Cl₂易溶于有機溶劑，故量筒內(nèi)壁上有油滴。因生成的HCl易溶于水，量筒內(nèi)的壓強減小，；量筒內(nèi)頁面上升。HCl溶于水后，溶液中Cl^－濃度增大，使NaCl固體析出。