“可燃冰”是一种重要的潜在未来资源．“可燃冰”属于主要成分是CH4的水合物．

来源：学生作业帮编辑：百度作业网作业帮分类：综合作业时间：2024/07/03 07:40:13

“可燃冰”是一种重要的潜在未来资源．“可燃冰”属于主要成分是CH₄的水合物．
（1）CH₄可与Cl₂反应，反应历程如下
①Cl-Cl→2Cl•△H=243kJ•mol^-1
②Cl•+CH₃-H→•CH₃+H-Cl△H=4KJ•mol^-1
③•CH₃+Cl-Cl→CH₃-Cl+Cl•△H=-106kJ•mol^-1
则2摩氯原子结合成1摩氯分子时，放出的能量为______kJ；CH₄与Cl₂反应生成CH₃Cl（g）的热化学方程式为______．
（2）CH₄也是一种重要的化工原料，如它与CO₂在高温下可以反应制取CO，请写出反应的化学方程式

CH₄+CO₂

高温

（1）根据盖斯定律可知，（-①）即是氯原子结合成氯分子时的热化学方程式：2Cl•→Cl-Cl△H=-243kJ•mol^-1，
可知2mol氯原子结合成1mol氯分子时，放出的热量为243kJ；
由②+③可知CH₄与Cl₂反应生成CH₃Cl（g）的热化学方程式为：CH_4（g）+Cl_2（g）═CH₃Cl_（g）+HCl_（g）△H=-102kJ•mol^-1
故答案为：243； CH_4（g）+Cl_2（g）═CH₃Cl_（g）+HCl_（g）△H=-102kJ•mol^-1；
（2）CH₄与CO₂在高温下反应生成CO、H₂：CH₄+CO₂

高温
.
2CO+2H₂；
实验室用CHCl₃与H₂O₂反应制取COCl₂，反应的化学方程式：CHCl₃+H₂O₂═COCl₂+HCl+H₂O；
故答案为：CH₄+CO₂

高温
.
2CO+2H₂； CHCl₃+H₂O₂═COCl₂+HCl+H₂O；
（3）在原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应．甲烷燃料电池根据甲烷的燃烧反应设计，在反应中，甲烷发生氧化反应故在负极放电，故通入CH₄
的一极为原电池的负极；
正极是氧气放电，考虑到电解质溶液为碱性，故电极反应为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
该燃料电池先发生反应：CH₄+2O₂═CO₂+2H₂O ①生成的 CO₂ 又发生了和电解质溶液的反应：CO₂+2KOH═K₂CO₃+H₂O ②
将①+②即得总反应：CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O
故答案为：负极； O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-； CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O．

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