Question

6．有效地利用現(xiàn)有新能源和開發(fā)新能源已受到各國(guó)的重視．
（1）可用改進(jìn)汽油組成的辦法來改善汽油的燃燒性能．例如，在汽油中加入乙醇來生產(chǎn)“無鉛汽油”．乙醇的分子式為C₂H₆O，試根據(jù)C、H、O成鍵的特點(diǎn)，寫出C₂H₆O所有可能的結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH₃CH₂OH、CH₃OCH₃．
（2）天然氣的主要的成分是甲烷，其燃燒產(chǎn)物無毒、熱值高、管道輸送方便，將成為我國(guó)西部開發(fā)的重點(diǎn)之一．能說明甲烷是正四面體而非正方形平面結(jié)構(gòu)的理由是②．（填寫編號(hào)，多選倒扣分）
①其一氯取代物不存在同分異構(gòu)體    ②其二氯取代物不存在同分異構(gòu)體
③其三氯取代物不存在同分異構(gòu)體    ④其四氯取代物不存在同分異構(gòu)體
（3）某固體酸燃料電池以CaHSO₄固體為電解質(zhì)傳遞H⁺，其基本結(jié)構(gòu)見圖，電池總反應(yīng)可表示為：2H₂+O₂=2H₂O，回答下列問題：
①電子通過外電路從a極流向b極（用a、b回答）
②每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗1.12 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）的H₂
③b極上的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O
（4）氫能是人類未來的理想能源．1980年我國(guó)首次制成一輛燃?xì)淦�車，乘員12人，以50km/h行駛了40km．為了有效發(fā)展民用氫能源，首先必須制得廉價(jià)的氫氣．下列既可供開發(fā)又消耗較低經(jīng)濟(jì)的制氫方法是③（填寫編號(hào)，多選倒扣分）
①電解水�、阡\和稀硫酸反應(yīng)�、酃饨夂Ｋ�
其次，制得純氫氣后，還需要解決的問題是貯存或運(yùn)輸．（寫出其中的一個(gè)）

Answer 1

分析 （1）碳原子最多形成四個(gè)單鍵，氧原子最多形成兩個(gè)；
（2）甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)，四個(gè)氫原子完全等效；
（3）該電池呈酸性，通入燃料氫氣的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H₂-2e^-═2H⁺，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，放電時(shí)，電解質(zhì)中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，結(jié)合電極方程式計(jì)算；
（4）根據(jù)獲取途徑的能源消耗角度來分析．

解答 解：（1）根據(jù)碳的四價(jià)鍵結(jié)構(gòu)、氧的二價(jià)鍵架構(gòu)，C₂H₆O所有可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃CH₂OH或CH₃OCH₃，
故答案為：CH₃CH₂OH、CH₃OCH₃；
（2）天然氣的主要成分是甲烷，根據(jù)分子式，可推測(cè)CH₄的空間結(jié)構(gòu)只有平面正方形和正四面體兩種可能．若為平面正方形結(jié)構(gòu)，則其二元取代物有兩種同分異構(gòu)體，而正四面體的二元取代物不存在同分異構(gòu)體，故答案為：②；
（3）①燃料電池中，通入燃料氫氣的電極是負(fù)極，則a是負(fù)極，通入氧化劑的電極b是正極，電子從負(fù)極a沿導(dǎo)線流向正極b，
故答案為：a；b；
②通入燃料氫氣的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H₂-2e^-═2H⁺，每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗H₂的物質(zhì)的量為0.05mol，其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為1.12L；
故答案為：1.12；
③通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，則b是正極，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，
故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
（4）電解水消耗大量的電能，鋅和硫酸反應(yīng)也不符合工業(yè)上大量生產(chǎn)，只有利用太陽(yáng)能使海水光解才是最經(jīng)濟(jì)的方法，
氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸時(shí)容易爆炸，故答案為：③；貯存或運(yùn)輸．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)電源新型電池，燃料電池中通入燃料的電極都是負(fù)極、通入氧化劑的電極都是正極，會(huì)結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫電極反應(yīng)式，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力．