Question

I．甲烷是目前使用量非常大的一种清洁燃料。

（1）甲烷的电子式为_________，空间构型为__________，二氯甲烷的结构共有_____种。

（2）标准状况下，2.24L甲烷完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体时可以放出89.1kJ的热量。请写出甲烷完全燃烧的热化学方程式_________________________________________。该燃烧反应也可设计成燃料电池，则通入甲烷的一端应该为原电池的______极。

II．1molH₂(g)和1mol Cl₂(g)在一定条件下反应生成2 mol HCl(g)，放出184.5KJ的热量，已知断裂1molH₂(g)中的H-H和1mol Cl₂(g)中的Cl-Cl分别需要吸收436.4KJ和242.7KJ的能量，则1mol HCl分子中的化学键形成时释放_________KJ的能量。

Answer

正四面体 1 CH4(g)+ 2O2(g)→CO2(g) +2H2O(l) △H= - 891kJ/mol 负 431.8

【解析】I.（1）考查甲烷的电子式、空间构型、同分异构体等知识，甲烷中C原子有4个键，其电子式为，其空间构型为正四面体，因为甲烷的空间构型为正四面体，因此其二氯代物只有一种；（2）考查热化学反应方程式的书写，以及原电池正负极的判断，1mol甲烷燃烧生成液态水和CO2，放出的热量是89.1×1/0.1kJ=891kJ，甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+ 2O2(g)→CO2(g) +2H2O(l) △H= - 891kJ·mol－1 ，燃料电池相当于燃烧，甲烷中C原子由－4价→＋4价，失去电子，化合价升高，因此通入甲烷的一极为负极；II.考查化学键与反应热之间的关系，设1molHCl分子中的化学键形成时释放xkJ的能量，△H=反应物键能总和－生成物键能总和=(436.4＋242.7－2x)kJ·mol－1=－184.5kJ·mol－1，x=431.8。

点睛：书写热化学方程式时，一要写出物质的状态，二要注意△H的正负号，放热是“一”、吸热是“＋”，单位是kJ·mol－1，三要注意化学计量数与△H成对应的关系，因此甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+ 2O2(g)→CO2(g) +2H2O(l) △H= - 891kJ·mol－1 。