Question

6．有效地利用現(xiàn)有新能源和開發(fā)新能源已受到各國的重視．
（1）可用改進汽油組成的辦法來改善汽油的燃燒性能．例如，在汽油中加入乙醇來生產“無鉛汽油”．乙醇的分子式為C₂H₆O，試根據C、H、O成鍵的特點，寫出C₂H₆O所有可能的結構式或結構簡式CH₃CH₂OH、CH₃OCH₃．
（2）天然氣的主要的成分是甲烷，其燃燒產物無毒、熱值高、管道輸送方便，將成為我國西部開發(fā)的重點之一．能說明甲烷是正四面體而非正方形平面結構的理由是②．（填寫編號，多選倒扣分）
①其一氯取代物不存在同分異構體    ②其二氯取代物不存在同分異構體
③其三氯取代物不存在同分異構體    ④其四氯取代物不存在同分異構體
（3）某固體酸燃料電池以CaHSO₄固體為電解質傳遞H⁺，其基本結構見圖，電池總反應可表示為：2H₂+O₂=2H₂O，回答下列問題：
①電子通過外電路從a極流向b極（用a、b回答）
②每轉移0.1mol電子，消耗1.12 L（標準狀況下）的H₂
③b極上的電極反應式為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O
（4）氫能是人類未來的理想能源．1980年我國首次制成一輛燃氫汽車，乘員12人，以50km/h行駛了40km．為了有效發(fā)展民用氫能源，首先必須制得廉價的氫氣．下列既可供開發(fā)又消耗較低經濟的制氫方法是③（填寫編號，多選倒扣分）
①電解水�、阡\和稀硫酸反應�、酃饨夂Ｋ�
其次，制得純氫氣后，還需要解決的問題是貯存或運輸．（寫出其中的一個）

Answer 1

分析 （1）碳原子最多形成四個單鍵，氧原子最多形成兩個；
（2）甲烷是正四面體結構，四個氫原子完全等效；
（3）該電池呈酸性，通入燃料氫氣的電極為負極，電極反應式為H₂-2e^-═2H⁺，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應，反應為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，電子從負極沿導線流向正極，放電時，電解質中陽離子向正極移動，結合電極方程式計算；
（4）根據獲取途徑的能源消耗角度來分析．

解答 解：（1）根據碳的四價鍵結構、氧的二價鍵架構，C₂H₆O所有可能的結構簡式為CH₃CH₂OH或CH₃OCH₃，
故答案為：CH₃CH₂OH、CH₃OCH₃；
（2）天然氣的主要成分是甲烷，根據分子式，可推測CH₄的空間結構只有平面正方形和正四面體兩種可能．若為平面正方形結構，則其二元取代物有兩種同分異構體，而正四面體的二元取代物不存在同分異構體，故答案為：②；
（3）①燃料電池中，通入燃料氫氣的電極是負極，則a是負極，通入氧化劑的電極b是正極，電子從負極a沿導線流向正極b，
故答案為：a；b；
②通入燃料氫氣的電極為負極，電極反應式為H₂-2e^-═2H⁺，每轉移0.1mol電子，消耗H₂的物質的量為0.05mol，其體積在標準狀況下為1.12L；
故答案為：1.12；
③通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應，則b是正極，電極反應式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，
故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
（4）電解水消耗大量的電能，鋅和硫酸反應也不符合工業(yè)上大量生產，只有利用太陽能使海水光解才是最經濟的方法，
氫氣儲存和運輸時容易爆炸，故答案為：③；貯存或運輸．

點評 本題考查化學電源新型電池，燃料電池中通入燃料的電極都是負極、通入氧化劑的電極都是正極，會結合電解質溶液酸堿性書寫電極反應式，題目難度中等，側重于考查學生的分析能力和對基礎知識的應用能力．