Question

（10分）天然气是一种洁净环保的优质能源，天然气主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数。

（1）甲烷分子具有____________结构，其结构式是___________。

（2）天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，已知1mol甲烷完全燃烧生成CO₂气体和水蒸气放出802KJ热量，则在相同条件下，1mol甲烷完全燃烧生成CO₂气体和液态水，放出的热量________802KJ（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（3）通常情况下，甲烷比较稳定，但在特定条件下，甲烷也会发生某些反应，请写出甲烷在光照条件下与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式___________________该反应属于______________（填反应类型）。

（4）在一定条件下甲烷也可用于燃料电池。若以KOH溶液为电解质溶液，甲烷燃料电池正极的电极反应式为O₂+4e^－＋2H₂O＝4OH^-，则负极电极反应式为___________________；该电池工作过程中，溶液中OH^-移向_____极。

Answer

（1）正四面体（1分），（1分）    （2）> （1分）

（3）（2分）  取代反应（1分）

（4）CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O（2分）,负（2分）

【解析】考查甲烷的结构及性质。

（1）甲烷是由极性键形成的共价化合物，是正四面体形结构，其结构式为。

（2）由于气态水的能量高于液态水的，所以甲烷燃烧生成液态水放出的能量高。

（3）甲烷属于烷烃，在光照的条件下和氯气发生取代反应，生成一氯甲烷的方程式为

。

（4）在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。甲烷在反应中失去电子，因此在负极通入。总反应式减去正极反应式即得到负极反应式，属于负极电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。