(1)蕴藏在海底的“可燃冰是在高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体.我国南海海底有极其丰富的“可燃冰资源.将“可燃冰从海底取出时易融化.释放出的甲烷气体将泄漏于大气中而产生严重的环境问题.这是目前开采“可燃冰遇到的技术难题.请据此回答: ①甲烷气体泄漏于大气中会造成怎样的环境问题?答: ?? . ②请你运用所学的物质结构知识解释� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是在高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体，我国南海海底有极其丰富的“可燃冰”资源。将“可燃冰”从海底取出时易融化，释放出的甲烷气体将泄漏于大气中而产生严重的环境问题，这是目前开采“可燃冰”遇到的技术难题，请据此回答：

①甲烷气体泄漏于大气中会造成怎样的环境问题？答： ?? 。

②请你运用所学的物质结构知识解释“可燃冰”为何易融化放出气体？

答： ?? 。

（2）设计出燃料电池使液化石油气氧化直接产生电流是新世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人设计了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入液化石油气（以C₄H₁₀表示），电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-。

①已知该电池的负极反应为：C₄H₁₀+13O^2--26e^-4CO₂+5H₂O，则该电池的正极反应式为 ?? ，电池工作时，固体电解里的O^2-向极移动。

②液化石油气燃料电池最大的障碍是氧化还原不完全而产生的 ?? （填写物质的名称）堵塞电极的通气管道。

（3）能源的紧缺在很大程度上制约了我国的经济发展，请你提出解决能源紧缺问题的两点建议：① ?? ，

② ?? 。

（1）①温室效应（1分）

②“可燃冰”是分子晶体，分子间存在较弱的分子间作用力，故“可燃冰”的熔沸点较低（1分）

（2）①O₂+4e^-====2O^2- （2分）负（1分） ②固体碳（1分）

（3）①寻找新能源（1分） ②提高燃料的利用率（1分）

解析:

（1）物质熔沸点高低的判断、易挥发、易液化等问题都与构成物质的微粒间相互作用的强弱有关。

（2）根据燃烧方程式推得总反应式为 C₄H₁₀+ 13/2 O₂ → 4 CO₂+ 5 H₂O

减去负极反应式 C₄H₁₀+13O^2--26e^-4CO₂+5H₂O

13/2 O₂-（13O^2--26e^-）=0 整理得： O₂+4e^-=O^2-

练习册系列答案

．
（2）某种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入液化石油气（以C₄H₁₀表示），电池的电解质是掺入了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下传导O^2-．
已知该电池负极的电极反应为：C₄H₁₀+2O^2--4e^-=CO₂+H₂O，则该电池正极的电极反应式为

O₂+4e^-=2O^2-

，电池工作时，固体电解质里的O^2-向

负

极移动．
（3）已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
①T℃时，在一定体积的容器中，通入一定量的CO（g）和H₂O（g），发生反应并保持温度不变，各物质浓度随时间变化如下表：T℃时物质的浓度（mol/L）变化

时间/min	CO	H₂O（g）	CO₂	H₂
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	C₁
6	0.096	0.266	0.104	C₂

第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的．第4～5min之间，改变的条件是

．
②已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9．如果反应开始时，CO和H₂O（g）的浓度都是0.01mol/L，则CO在此条件下的转化率为

75%

．
③397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的△H

＜

0（填“＞”、“=”、“＜”）．

（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体，①将“可燃冰”从海底取出，“可燃冰”融化即可放出甲烷气体．试解释其原因：

①“可燃冰”固体是高压下甲烷与水形成的，从海底取出后，压强减小，而
该固体本身分子间的作用力较弱，所以会放出甲烷气体

．
②取356g分子式为CH₄?9H₂O的“可燃冰”，将其释放的甲烷完全燃烧生成液态水，可放出1 780.6kJ的热量，则甲烷的燃烧热为

890.3kJ/mol

．
（2）最近科学家制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入液化石油气（以C₄H₁₀表示）．电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-．
①已知该电池的负极反应为C₄H₁₀+13O^2--26e^-═4CO₂+5H₂O，则该电池的正极反应为

O₂+4e^-═2O^2-

，电池工作时，电池中O^2-向

负

极移动．
②液化石油气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全而产生的

固体炭

（填写物质的名称）堵塞电极的气体通道．

化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用．
（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观酷似冰的甲烷水合物．我国南海海底有丰富的“可燃冰”资源．取365g分子式为CH₄?9H₂O的“可燃冰”，将其释放的甲烷完全燃烧生成CO₂和H₂O（l），可放出1780.6kJ的热量，则甲烷燃烧的热化学方程式为

CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ?mol^-1

．

（2）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，制取甲醇的传统方法是采用CuO-ZnO/γ-Al₂O₃为催化剂，合成反应为：CO+2H₂

催化剂

加热加压

CH₃OH．生产中一些工艺参数如图所示．该反应为

放热

（填“吸热”或“放热”）反应．说明你作出判断的依据

由图知，不论在何种压强下，都是温度越高，CO的转化率越小

．
最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-离子．该电池的正极反应式为

O₂+4e^-=2O^2-

．电池工作时，固体电解质里的O^2-向

负

极推动．

化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。

（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) △H＝－890.3 kJ／mol。

356g“可燃冰”(分子式为CH₄·9H₂O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水．放出的热量为 _______ 。

（2）某种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入液化石油气(以C₄H₁₀表示)，电池的电解质是掺入了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下传导O²^－。

已知该电池负极的电极反应为：C₄H₁₀＋2O²^－－4e^－＝CO₂＋H₂O，则该电池正极的电极反应式为 _______ ，电池工作时，固体电解质里的O²^－向 _______ 极移动。

（3）已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)

①T℃时，在一定体积的容器中，通入一定量的CO(g)和H₂O(g)，发生反应并保持温度不变，各物质浓度随时间变化如下表： T℃时物质的浓度(mol/L)变化

时间 / min	CO	H₂O(g)	CO₂	H₂
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	C₁
6	0.096	0.266	0.104	C₂

第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的。第4～5min之间，改变的条件是 _______ ，第5～6min之间，改变的条件是 _______ 。T℃时该化学反应的平衡常数是 _______ 。

②已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9。如果反应开始时，CO和H₂O(g)的浓度都是0.01 mol／L，则CO在此条件下的转化率为 _______ 。

③397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的△H _______ 0(填“>”、“＝”、“<”)．

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