化学
甲烷是天然气、沼气、油田气、煤矿坑道气的主要成分,是一种清洁能源和重要的化工原料.(1)甲烷分子是以碳原子为中心的空间正四面体结构,而不是平面正方形的结构,理由是;A.CH4分子中4个共价键的键长相等  B.CH3Cl只代表一种物质C.CH2Cl2只代表一种物质              D.CHCl3分子中有2种共价键(2)甲烷与氯气在光照条件下

2019-11-28

甲烷是天然气、沼气、油田气、煤矿坑道气的主要成分,是一种清洁能源和重要的化工原料.
(1)甲烷分子是以碳原子为中心的空间正四面体结构,而不是平面正方形的结构,理由是___;
A.CH4分子中4个共价键的键长相等  B.CH3Cl只代表一种物质
C.CH2Cl2只代表一种物质              D.CHCl3分子中有2种共价键
(2)甲烷与氯气在光照条件下可发生取代反应,其中生成气态有机产物的化学方程式为___.四种有机产物中分子空间结构为正四面体、可用作高效灭火剂的是___;
(3)在一定条件下,下列物质可与甲烷发生反应的是___;
A.KMnO4酸性溶液     B.浓硫酸     C.NaOH溶液      D.Br2
(4)将两个铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CH4和O2,即可构成甲烷燃料电池,其中负极的电极反应式为___,正极的电极反应式为___.
优质解答
(1)A、甲烷无论是正四面体结构,还是正方形,四个键的键长都相等,故A错误;
B、甲烷无论是正四面体结构,还是正方形结构,CH3Cl均只有一种结构,故CH3Cl只有一种结构,不能说明甲烷的空间构型,故B错误;
C、甲烷是正方形的平面结构,而CH2Cl2有两种结构:相邻或者对角线上的氢被Cl取代,而实际上,其二氯取代物只有一种结构,因此只有正四面体结构才符合,故C正确;
D、无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,还是平面正方形结构,CHCl3都不存在同分异构体,故D错误;
故选C.
(2)甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成气体有机产物一氯甲烷,故反应为CH4+Cl2 
 CH3Cl+HCl;可用作灭火剂的是四氯化碳,化学式为 CCl4
,故答案为:CH4+Cl2 
 CH3Cl+HCl; CCl4
(3)A.甲烷不能被酸性高锰酸钾氧化,故A错误.
B.甲烷性质稳定与浓硫酸不反应,故B错误;
C.甲烷性质稳定不能与氢氧化钠溶液反应,故C错误;
D.甲烷和溴蒸汽在光照条件下发生取代反应,故D正确.
故选D.
(4)碱性甲烷燃料电池,具有还原性的甲烷为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,通入氧气的一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;O2+2H2O+4e-=4OH-
(1)A、甲烷无论是正四面体结构,还是正方形,四个键的键长都相等,故A错误;
B、甲烷无论是正四面体结构,还是正方形结构,CH3Cl均只有一种结构,故CH3Cl只有一种结构,不能说明甲烷的空间构型,故B错误;
C、甲烷是正方形的平面结构,而CH2Cl2有两种结构:相邻或者对角线上的氢被Cl取代,而实际上,其二氯取代物只有一种结构,因此只有正四面体结构才符合,故C正确;
D、无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,还是平面正方形结构,CHCl3都不存在同分异构体,故D错误;
故选C.
(2)甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成气体有机产物一氯甲烷,故反应为CH4+Cl2 
 CH3Cl+HCl;可用作灭火剂的是四氯化碳,化学式为 CCl4
,故答案为:CH4+Cl2 
 CH3Cl+HCl; CCl4
(3)A.甲烷不能被酸性高锰酸钾氧化,故A错误.
B.甲烷性质稳定与浓硫酸不反应,故B错误;
C.甲烷性质稳定不能与氢氧化钠溶液反应,故C错误;
D.甲烷和溴蒸汽在光照条件下发生取代反应,故D正确.
故选D.
(4)碱性甲烷燃料电池,具有还原性的甲烷为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,通入氧气的一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;O2+2H2O+4e-=4OH-
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