Question

新华网2月22日电 截至22日15时，山西屯兰煤矿事故已造成73人遇难。据事故抢险指挥部介绍，现已初步查明，事故原因为井下局部瓦斯爆炸。该矿发生事故时井下共有矿工436人，有375人陆续升井。升井后经抢救无效死亡的和井下已发现遇难遗体的矿工共计73人。现有113人住院观察，其中21人伤势较重。目前，山西仍在全力搜救被困者，第一轮搜救已于14时结束，目前第二轮搜救排查已经展开，同时山西省还采取措施防止次生灾害发生。煤矿发生爆炸事故的元凶是煤矿坑道气中含有的甲烷。

⑴下列关于甲烷的叙述中错误的是（     ）  

A.甲烷分子是一种呈正四面体型的、含极性键的非极性分子

B.甲烷分子中两个氢原子被氯取代后，可形成两种不同结构的分子

C.甲烷是重要的化工原料，其分解产物可用于合成氨和橡胶工业

D.“抽”出坑道中的甲烷，既可用作清洁燃料，又可防止爆炸

⑵已知某正四面体形分子E和直线形分子G在光照条件下反应，生成一种直线形分子M和变形的四面体L(组成E.G.L.M分子的元素原子序数均小于18)，且G分子中的原子处于E分子最大原子的下一周期。反应过程图示如下：

利用E与G发生取代反应制取副产品M溶液的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：

 

根据要求填空：

①B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③               

②设V(G)/V(E)=x，若理论上欲获得最多的M，则x值应           

③D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是                    。

④E装置的作用是         （填编号）

A.收集气体   B.吸收G物质    C.防止倒吸    D.吸收M物质

⑤在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式                                。

⑥E装置出生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出M的最佳方法为        。

该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为                      

Answer 1

⑴B；⑵①干燥混合气体 ②大于或等于4；③吸收过量的氯气； ④CD；⑤CH₄+2Cl₂CCl₄+4HCl；⑥分液；CH₄；CH₃Cl。  

解析:

⑴甲烷是正四面体结构，甲烷分子中两个氢原子被氯取代后的产物是CH₂Cl₂,由于CH₄是正四面体型结构,CH₂Cl₂是四面体结构,两个氯原子总是相邻的,只有一种位置关系,所以CH₂Cl₂无同分异构体。甲烷是重要的化工原料，其分解产物可用于合成氨和橡胶工业 CH₄C+2H₂，其中H₂用于合成氨:N₂+3H₂=2NH₃ 。焦碳用于制作碳黑,用于橡胶工业正确。D“抽”出坑道的甲烷，即可用作清洁燃料，又可防止爆炸可用作清洁燃料,是正确的。

⑵题目的信息可以猜测到正四面体常见的E为CH₄，G分子中的原子处于E分子最大原子的下一周期，则G分子为Cl_2，反应的生成物L是CH₃Cl，M是HCl。①这种装置的作用通常有3个，分别为干燥反应气体、使气体混合均匀便于反应、通过观察气泡的速度控制气体的流速和比例；②CH₄与Cl₂发生的是取代反应，由HCl的组成和原子守恒关系可知，CH₄中的H原子全部变成HCl需要需要4倍于CH₄的Cl₂，故X≥4③KI可将过量的Cl₂反应掉；④因HCl极易溶于水，所以用水吸收即可得盐酸，但易形成倒吸，干燥管可做“肚容式”防倒吸装置，与倒扣漏斗效果相同；⑤由反应物可推知，生成的黑色小颗粒只能是碳，从而可写出其化学方程式；⑥其余的有机物均不溶于水，故应用分液法将盐酸溶液与它们分离；尾气只能是不溶于水的CH₄和CH₃Cl。