题目内容

将1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在水槽里，放在光亮处．片刻后发现试管中气体颜色
变浅
变浅
，试管中液面上升，试管壁上出现了
油状液滴
油状液滴
，在该反应的所有产物中（HCl除外），常温下
CH3Cl
CH3Cl
（填化学式）是气体，空间构型与甲烷完全相同的是
CCl4
CCl4
（填化学式）．试写出甲烷与氯气反应生成一氯代物的化学反应方程式
CH4+Cl2
光
CH3Cl+HCl
CH4+Cl2
光
CH3Cl+HCl
．
分析：甲烷可以和氯气放生取代反应，生成的氯化氢极易溶于水，其中的有机产物均难溶于水，甲烷是空间正四面体结构．
解答：解：甲烷可以和氯气发生取代反应，生成的产物均无色，所以试管中气体颜色会变浅，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲烷是气体，甲烷是空间正四面体结构，和四氯化碳相似，甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的方程式为：CH4+Cl2
光
CH3Cl+HCl，故答案为：变浅；油状液滴；CH3Cl；CCl4；CH4+Cl2
光
CH3Cl+HCl．
点评：本题考查学生甲烷和氯气的取代反应，可以根据所学知识进行回答，难度不大．
练习册系列答案
相关题目
填空  （1）现有A、B、C三种烃，其球棍模型如图：
①等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是
A
A
（填对应字母，下同）；
②同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是
C
C
；
③等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是
B
B
，生成水最多的是
A
A
．
④在120℃、1.01×105 Pa下时，有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是
AB
AB
．
（2）．①O2和O3； ②1H、2H、3H； ③CH4和C10H22； ④乙烷和（CH3）2CHCH2CH3；
⑤；⑥
⑦
（1）互为同位素的是
②
②
；（2）互为同素异形体的是
①
①
；（3）互为同系物的是
③④
③④
；（4）互为同分异构体的是
⑦
⑦
；（5）属于同一物质的是
⑤⑥
⑤⑥
．（以上均用序号填空）
（3）苯倒入盛有碘水的试管中振荡、静置，发现
溶液分层，上层液体呈紫色
溶液分层，上层液体呈紫色
，加几滴植物油于盛苯的试管中振荡发现
溶液混溶
溶液混溶
，将盛苯的试管置于0℃的冰水中发现
出现晶体
出现晶体
．
二氧化硫和氮氧化物（NOx）对大气污染日趋严重，研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题，目前有很多种方法消除大气污染．

（1）可利用甲烷催化还原NOx的方法处理NOx，反应如下：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-1160kJ?mol-1
则CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=
-867 kJ/mol
-867 kJ/mol
；
（2）汽车尾气中的主要污染物有CO、NOx、碳氢化合物等，降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）；△H＜0．
生成无毒物质，减少汽车尾气污染．若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，15分钟后达到平衡，反应过程中各物质的浓度变化如图1所示，则
①前15s内的平均反应速率v （N2）=
0.013 mol/（L?s）
0.013 mol/（L?s）
（小数点保留3位）；
②该反应平衡常数K=
0.035
0.035
（小数点保留3位）；
③若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将
不移动
不移动
移动（填“向左”、“向右”或“不”）；20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图1所示的变化，则改变的条件可能是
b
b
（填序号）；
a  加入催化剂　  b  降低温度　  c  缩小容器体积　  d  增加CO2的量
④该可逆反应△S
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”），在
低温
低温
（填“高温”、“低温”或“任何温度”）下能自发进行．
（3）CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图2所示，该电池中电解质为氧化钇-氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动．下列说法错误的是
B
B

A．负极的电极反应式为：CO+O2--2e-=CO2
B．工作时电极b作正极，O2-由电极a流向电极b
C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高
（4）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42- 而实现对SO2的处理目的．其中Fe3+的最外层电子排布式为
3s23p63d5
3s23p63d5
；SO2的VSEPR模型名称为
平面三角形
平面三角形
；与SO2互为等电子体的离子有
NO2-
NO2-
．
（5）N2O5是重要的硝化剂和氧化剂，可用电解法制备N2O5，如图3所示，N2O5在电解池的
阳极
阳极
（填“阳极”或“阴极”）区生成，其电极反应式为
N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+
N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+
．

国家已建设从新疆至上海的天然气管道干线，实施“西气东输”．

(1)天然气的主要成分是________，它是由动、植物残体在隔绝空气的情况下，经________形成的．

(2)天然气既是高效能源，也可作基本化工原料，可生产乙炔(C2H2)、氢气、氯甲烷、甲醇等化工产品，请写出天然气的主要成分经隔绝空气、高温反应生成乙炔和炭黑的化学方程式________．

(3)把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有硅酸钠溶液的水槽里，放在光亮处．片刻后发现试管中气体颜色________，试管中的液面________，试管壁上有________出现，水槽中还观察到________．
国家已建设从新疆至上海的天然气管道干线，实施“西气东输”。

(1)天然气的主要成分是________________，它是由动、植物残体在隔绝空气的情况下，经_______________形成的。

(2)天然气既是高效能源，也可作基本化工原料，可生产乙炔(C2H2)、氢气、氯甲烷、甲醇等化工产品，请写出天然气的主要成分经隔绝空气、高温反应生成乙炔和炭黑的化学方程式____________________________________________________________。

(3)把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有硅酸钠溶液的水槽里，放在光亮处。片刻后发现试管中气体颜色___________________，试管中的液面_______________，试管壁上有_______________出现，水槽中还观察到_______________。

有科学家提出“绿色自由”的构想：将CO2变为燃料或有机化学品。其构想分成3个步骤：
①利用浓碳酸钾溶液吸收空气中的CO2；
②将第①步吸收液电解产生H2和O2，同时分离出CO2；
③将第②步产生的H2和CO2在一定条件下转化成CH4和水蒸气。
已知：
H2（g）+ 1/2O2（g）=H2O（l）  △H1= -285.8 kJ/mol
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l） △H2= -889.6 kJ/mol
H2O（l）=H2O（g）  △H3= +44.0 kJ/mol
（1）第③步反应的热化学方程式为______________________ 。并找出CO2的等电子体___________(一到二种)
（2）若在第②步电解吸收液时产生11.2LO2（标准状况下），则第③步中最多可制得______ L甲烷（标准状况下）
（3）为探究在密闭容器中进行第③步反应的最佳投料比，某研究小组向恒温（T1、T2均大于100℃）恒容容器中充入一定量的H2，在其他条件不变的情况下，改变起始CO2的物质的量测定达到平衡时CH4的体积分数，实验结果如图所示。则a、c两点处所的平衡状态中，氢气的转化率的大小关系是α(a)_______α(c)（填“>”“<”或“=”），a、b、c、d四点所处的平衡状态中，对应的平衡常数Ka、Kb、Kc、Kd的大小关系是__________________。
（4）H2和CO2在一定条件下也能转化成甲酸。甲酸，空气，质子交换膜和惰性电极组成的燃料电池工作时，负极反应物为_______发生的电极反应可表示为_____________。正极反应物为_________发生的电极反应可表示为______________。

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