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2016年4月26日,欧洲航天局发布消息称,科学家在围绕土星公转的最大卫星——“...

2016年4月26日,欧洲航天局发布消息称,科学家在围绕土星公转的最大卫星——“土卫六”上发现了纯度极高的液态甲烷海。科学家发现,其表面有液态碳氢化合物组成的海洋,其中一个海洋之中甚至全是甲烷液体,海底覆盖着富氧物质,海边可能还有湿地。回答下列有关甲烷的问题:

(1)以下各图均能表示甲烷的分子结构,_______________更能反映其真实的存在状况。(填选项字母)

(2)在光照条件下,甲烷与氯气发生反应生成氯仿(三氯甲烷),写出该化学反应方程式:_________________,该反应的类型为_____________________

(3)某研究性学习小组进行CH4的性质探究实验。

①通入高锰酸钾酸性溶液,现象是______________________

②在无色玻璃集气瓶中与Cl2混合后光照,现象是_______________________

③为了验证CH4是否具有还原性,某小组设计了如下实验:

实验过程中还观察到无水CuSO4逐渐变蓝,澄清石灰水出现浑浊现象,则CH4与CuO反应的化学方程式为_____________________

④研究小组将CH4通入溴水时,发现溴水逐渐褪色,你认为原因可能是_____________

请设计一个实验方案证明你的结论(用文字表示,不必画实验装置图)______________

 

D CH4+3Cl2CHCl3+3HCl 取代反应 KMnO4溶液不褪色 混合气体颜色变浅,有油状液体生成 CH4+4CuO 4Cu+CO2+2H2O CH4与Br2发生了取代反应或CH4把Br2带走 用pH试纸检验反应前后的溶液,若pH变小,则发生取代反应,若无明显变化则被CH4带走 【解析】(1)A.表示甲烷分子结构示意图,能体现甲烷的正四面体结构,但不能体现原子的相对大小,不能够反映其真实存在状况,A不选;B.为甲烷电子式,表现原子的成键情况,不能体现甲烷的真实的存在状况,B不选;C.表示甲烷的球棍模型,能体现甲烷的正四面体结构,能体现原子的相对大小,但不能体现分子的真实结构,C不选;D.甲烷的比例模型,体现原子的相对大小及连接形式,体现甲烷的正四面体结构,更接近分子的真实结构,D选;答案选D;(2)在光照条件下,甲烷与氯气发生取代反应生成氯仿(三氯甲烷),该化学反应方程式为CH4+3Cl2CHCl3+3HCl;(3)①甲烷性质较为稳定,与酸性高锰酸钾溶液不反应,甲烷通入高锰酸钾酸性溶液,现象是高锰酸钾酸性溶液不褪色;(2)氯气为黄绿色气体,甲烷可以和氯气放生取代反应;生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷,其中一氯甲烷为气体,其余为液体,现象为集气瓶内气体颜色变浅,有油状液体生成;③五水合硫酸铜为蓝色,无水CuSO4逐渐变蓝,说明有水生成,澄清石灰水出现浑浊,说明有二氧化碳生成,根据原子守恒,CH4与CuO反应的化学方程式为: CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O;④CH4通入溴水时,发现溴水逐渐褪色,说明溴参加了反应或溴被带走,因甲烷为饱和烃,所以溴单质可能与甲烷发生了取代反应或溴单质被甲烷气体带走,假如发生取代反应,必有溴化氢产物,用pH试纸检验反应前后溶液的pH,如果pH明显变小,则表明二者可能发生了取代反应,若溴单质被甲烷气体带走,溴单质溶于水显酸性,用pH试纸检验反应前后溶液的pH,如果pH没有明显变化,则表明溴单质可能被甲烷气体带走。 点睛:本题考查甲烷的性质,注意球棍模型、比例模型的区别。难点是(3)④中实验方案设计。注意从甲烷、单质溴、溴化氢的性质特别是溶于水的酸性强弱角度去分析解答。  
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考点分析:
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在2008年初我国南方遭遇的冰雪灾害中,使用了一种融雪剂,其主要成分的化学式为XY2,X、Y均为周期表前20号元素,其阳离子和阴离子的电子层结构相同,且1mol XY2含有54mol电子。

(1)该融雪剂的化学式是____________;X与氢元素形成的化合物的电子式是_______________

(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,D与Y相邻,则D的离子结构示意图是____________;D与E能形成一种结构类似CO2的三原子分子,且每个原子均达到8e稳定结构,该分子的结构式为________________

(3)Z与Y同主族,Z、Y位于相邻周期,且Z的原子半径大,则Z单质常温下呈_____态(填“气”“液”或“固”)。

(4)元素W与D同主族,且W与D可形成两种常见化合物,其中能使品红溶液褪色的是____________(填化学式),写出其与Z单质的水溶液反应的化学方程式:____________________

(5)元素R与Y同主族,其氢化物能用于刻蚀玻璃,R2与NaOH溶液反应的产物之一是OR2(R为1价),该反应的离子方程式为_________________________________

 

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X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素,原子序数依次增大。X元素与Y元素最高正价与最低负价之和均为0;元素Q的离子与所含的电子数和质子数均相同;Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。

请回答下列问题:

(1)五种元素原子的半径由大到小的顺序是(写元素符号)____________

(2)X与Z形成的一种化合物,既含极性键又含非极性键,则化合物的化学式是_________,该化合物具有很强的氧化性,写出其与SO2反应的化学方程式:____________________;此化合物在某些反应中也可表现还原性,写出其与酸性高锰酸钾反应的离子方程式:_______________

(3)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系:AB(在水溶液中进行)其中C是溶于水显酸性的气体;D是黄色固体。写出D的电子式:_____________;如果A、B均由三种元素组成,B为两性不溶物,则该A的化学式为______________;由A与少量C反应生成为B的离子方程式为_________________

 

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实验探究:探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱。根据要求完成下列各小题

填写所示仪器名称A           B          

2)实验步骤:连接仪器、___________、加药品后,打开a、然后滴入浓硫酸,加热。

3)问题探究:(已知酸性强弱:亚硫酸 >碳酸)

铜与浓硫酸反应的化学方程式是                 ;装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用是                    

能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是           

依据试管D中的实验现象,能否证明硫元素的非金属性强于碳元素的非金属性        (填1分),改进方法是:                    。试管F中发生反应的离子方程式是                

 

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下表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑩种元素,回答下列问题:

主族

周期

I A

II A

III A

IV A

V A

VI A

VII A

0族

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

(1)元素①的名称是_____________;比元素⑧质子数多10的元素在周期表中所处位置___________

(2)元素③的单质的电子式为_____________,元素③的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物反应的化学方程式为_________________________________________

(3)用电子式表示元素⑨与⑥的化合物的形成过程:____________________________,该化合物属于__________(填“共价”或“离子”)化合物。

(4)表示②与⑦形成的化合物的电子式:________________________,该化合物是由__________(填“极性”或“非极性”)键形成的。

(5)元素⑥的氢化物的结构式为_____________________;该氢化物常温下和元素⑦的单质反应的化学方程式为________________________________;元素③④⑥形成的氢化物沸点由高到底的顺序(写化学式)___________________________

(6)④、⑥、⑦、⑨四种元素形成的简单离子,离子半径由大到小的顺序是(写离子符号)__________________________________

(7)某原子有6个电子、7个中子,写出其元素符号:________________________

(8)④⑥可与氢元素构成多种10电子和18电子的粒子,其中符合下列要求的粒子的电子式为:4核18电子的分子_____________________,10电子的阳离子_______________________________

 

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科学家宣布发现了铝的“超级原子”结构——Al13和Al14。已知这类“超级原子”最外层电子数之和为40个时处于相对稳定状态。下列说法中正确的是(    )

A. Al13、Al14互为同位素

B. Al14与盐酸反应的化学方程式可表示为Al14+2HCl==Al14Cl2+H2

C. Al14最外层电子数之和为42,与第IIIA族元素的性质相似

D. Al13和Al14都具有较强的还原性,容易失去电子生成阳离子

 

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