Question

（10分）如图所示，U型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：4）的混和气体，假定氯气在水中溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混和气体的装置放置在有光亮的地方，让混和气体缓慢的反应一段时间。

（1）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式                    。

（2）经过几个小时的反应后，U型管右端的玻璃管中水柱变化是       。

A．升高      B．降低        C．不变       D．无法确定

（3）甲烷通常用来作燃料，其燃烧反应的化学方程式是                    。

（4）若用甲烷—氧气构成燃料电池，电解质溶液为KOH溶液，试写出该电池的正极的电极反应式                         ；负极的电极反应式                                     。

Answer

（10分，每空2分）

（1）CH4+4Cl2CCl4+4HCl；

（2）B；

（3）CH4+2O2CO2+2H2O （箭头也对）

（4）2O2+8e- + 4H2O=8OH- （O2+4e- + 2H2O=4OH- 也对）

CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O

【解析】

试题分析：（1）甲烷与氯气的体积之比是1:4时，若只生成一种有机产物，则该产物是四氯化碳，甲烷分子中的H原子全部被取代，化学方程式是CH4+4Cl2CCl4+4HCl；

（2）因为HCl溶于水，所以反应完全后，气体的压强减小，则左侧水面升高，右侧水面降低，答案选B。

（3）甲烷作燃料时，完全燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式是CH4+2O2CO2+2H2O；

（4）若用甲烷—氧气构成燃料电池，电解质溶液为KOH溶液，，则甲烷在负极发生反应，氧气在正极发生反应，因为电解质溶液为KOH，所以正极是氧气得到电子与水结合生成氢氧根离子，电极反应式是2O2+8e- + 4H2O=8OH-；负极是甲烷失去电子，与氢氧根离子结合生成碳酸钙离子和水，电极反应式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。

考点：考查甲烷的化学性质