Question

新華網2月22日電 截至22日15時，山西屯蘭煤礦事故已造成73人遇難。據事故搶險指揮部介紹，現已初步查明，事故原因為井下局部瓦斯爆炸。該礦發生事故時井下共有礦工436人，有375人陸續升井。升井后經搶救無效死亡的和井下已發現遇難遺體的礦工共計73人。現有113人住院觀察，其中21人傷勢較重。目前，山西仍在全力搜救被困者，第一輪搜救已于14時結束，目前第二輪搜救排查已經展開，同時山西省還采取措施防止次生災害發生。煤礦發生爆炸事故的元兇是煤礦坑道氣中含有的甲烷。

⑴下列關于甲烷的敘述中錯誤的是（     ）  

A.甲烷分子是一種呈正四面體型的、含極性鍵的非極性分子

B.甲烷分子中兩個氫原子被氯取代后，可形成兩種不同結構的分子

C.甲烷是重要的化工原料，其分解產物可用于合成氨和橡膠工業

D.“抽”出坑道中的甲烷，既可用作清潔燃料，又可防止爆炸

⑵已知某正四面體形分子E和直線形分子G在光照條件下反應，生成一種直線形分子M和變形的四面體L(組成E.G.L.M分子的元素原子序數均小于18)，且G分子中的原子處于E分子最大原子的下一周期。反應過程圖示如下：

利用E與G發生取代反應制取副產品M溶液的設想在工業上已成為現實。某化學興趣小組通過在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如下：

 

根據要求填空：

①B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣體；③               

②設V(G)/V(E)=x，若理論上欲獲得最多的M，則x值應           

③D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是                    。

④E裝置的作用是         （填編號）

A.收集氣體   B.吸收G物質    C.防止倒吸    D.吸收M物質

⑤在C裝置中，經過一段時間的強光照射，發現硬質玻璃管內壁有黑色小顆粒產生，寫出置換出黑色小顆粒的化學方程式                                。

⑥E裝置出生成鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出M的最佳方法為        。

該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，其尾氣主要成分為                      

Answer 1

⑴B；⑵①干燥混合氣體 ②大于或等于4；③吸收過量的氯氣； ④CD；⑤CH₄+2Cl₂CCl₄+4HCl；⑥分液；CH₄；CH₃Cl。  

解析:

⑴甲烷是正四面體結構，甲烷分子中兩個氫原子被氯取代后的產物是CH₂Cl₂,由于CH₄是正四面體型結構,CH₂Cl₂是四面體結構,兩個氯原子總是相鄰的,只有一種位置關系,所以CH₂Cl₂無同分異構體。甲烷是重要的化工原料，其分解產物可用于合成氨和橡膠工業 CH₄C+2H₂，其中H₂用于合成氨:N₂+3H₂=2NH₃ 。焦碳用于制作碳黑,用于橡膠工業正確。D“抽”出坑道的甲烷，即可用作清潔燃料，又可防止爆炸可用作清潔燃料,是正確的。

⑵題目的信息可以猜測到正四面體常見的E為CH₄，G分子中的原子處于E分子最大原子的下一周期，則G分子為Cl_2，反應的生成物L是CH₃Cl，M是HCl。①這種裝置的作用通常有3個，分別為干燥反應氣體、使氣體混合均勻便于反應、通過觀察氣泡的速度控制氣體的流速和比例；②CH₄與Cl₂發生的是取代反應，由HCl的組成和原子守恒關系可知，CH₄中的H原子全部變成HCl需要需要4倍于CH₄的Cl₂，故X≥4③KI可將過量的Cl₂反應掉；④因HCl極易溶于水，所以用水吸收即可得鹽酸，但易形成倒吸，干燥管可做“肚容式”防倒吸裝置，與倒扣漏斗效果相同；⑤由反應物可推知，生成的黑色小顆粒只能是碳，從而可寫出其化學方程式；⑥其余的有機物均不溶于水，故應用分液法將鹽酸溶液與它們分離；尾氣只能是不溶于水的CH₄和CH₃Cl。