有甲烷、氧氣、氫氣、二氧化碳、氮?dú)狻⒍趸颉⒁谎趸肌睔獾劝朔N氣體,用化學(xué)式填空:①與空氣混合
有甲烷、氧氣、氫氣、二氧化碳、氮?dú)狻⒍趸颉⒁谎趸肌睔獾劝朔N氣體,用化學(xué)式填空:
①與空氣混合后可能發(fā)生爆炸的是______;
②能使帶火星的木條復(fù)燃的是______;
③具有刺激性的是______;
④能使蠟燭熄滅的是______;
⑤有毒的是______;
⑥使石灰水變渾濁的是______.①可燃性氣體與空氣混合后遇明火易發(fā)生爆炸,上述氣體中甲烷、氫氣、一氧化碳具有可燃性,其化學(xué)式分別為:CH4、H2、CO;
②氧氣具有助燃性,能使帶火星的木條復(fù)燃,氧氣的化學(xué)式為:O2;
③二氧化硫具有刺激性氣味,其中硫元素顯+4價(jià),氧元素顯-2價(jià),故化學(xué)式為:SO2,氨氣也具有刺激性氣味,其中氮元素顯-3價(jià),氫元素顯+1價(jià),化學(xué)式為:NH3;
④二氧化碳具有燃燒,也不支持燃燒,能使燃著的蠟燭熄滅,其中碳元素顯+4價(jià),氧元素顯-2價(jià),故化學(xué)式為:CO2;
⑤二氧化硫和一氧化碳、氨氣都具有毒性,化學(xué)式分別為:SO2、CO、NH3;
⑥二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水,故使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳,其化學(xué)式為:CO2.
故答案為:①CH4、H2、CO;
②O2;
③SO2,NH3;
④CO2;
⑤SO2、CO、NH3;
⑥CO2.
現(xiàn)有四種物質(zhì):氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、將它們分...
現(xiàn)有四種物質(zhì):氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、將它們分成兩組:一組為一氧化碳、氫氣、甲烷;另一組是二氧化碳,其分組依據(jù)是 A.是否為氣體B.是否為單質(zhì)C.是否為有機(jī)物D.是否具有可燃性【答案】D
【答案解析】試題分析:根據(jù)分組后三種氣體與另一種氣體的區(qū)別考慮,A、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷都是氣體,故A錯(cuò);B、一氧化碳和甲烷是化合物,氫氣是單質(zhì),故B錯(cuò);C、一氧化碳和氫氣屬于無(wú)機(jī)物、甲烷屬于有機(jī)物,故C錯(cuò);D、一氧化碳、氫氣、甲烷都能夠燃燒,具有可燃性;二氧化碳不具有可燃性,故D正確,答案選D。考點(diǎn):考查物質(zhì)的簡(jiǎn)單分類
氫氣,一氧化碳,甲烷,氨氣的共有特點(diǎn)2個(gè),以及其中一種氣體與其他氣體不同點(diǎn)2個(gè).
不同點(diǎn):氫氣為單質(zhì),其他三種為化合物
氨氣不可燃,其他三種都是可燃?xì)怏w.
一氧化碳不含氫元素,其他三種都有.
共同點(diǎn):1)都是氣體分子
2)都含有共價(jià)鍵
氫氣,一氧化碳,甲烷都具有什么性
一、氫氣
1、物理性質(zhì)
在通常狀況下,氫氣是一種沒(méi)有顏色、沒(méi)有氣味、難溶于水的氣體;在相同條件下,氫氣是密度最小的氣體;在壓強(qiáng)為1.01×105Pa,溫度為-252℃時(shí),能變成無(wú)色液體,在-259℃時(shí),能變成雪狀固體.
2、化學(xué)性質(zhì)
(1)在常溫下,氫氣的化學(xué)性質(zhì)是穩(wěn)定的.在點(diǎn)燃或加熱的條件下,氫氣很容易和多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng).純凈的氫氣在點(diǎn)燃時(shí),可安靜燃燒,發(fā)出淡藍(lán)色火焰,放出熱量,有水生成.若在火焰上罩一干冷的燒杯,可以燒杯壁上見(jiàn)到水珠.
2H2+O22H2O
把點(diǎn)燃?xì)錃獾膶?dǎo)管伸入盛滿氯氣的集氣瓶中,氫氣繼續(xù)燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,放出熱量,生成無(wú)色有刺激性氣味的氣體.該氣體遇空氣中的水蒸氣呈霧狀,溶于水得鹽酸.
H2+Cl22HCl
在點(diǎn)燃?xì)錃庵?一定要先檢驗(yàn)氫氣的純度,因?yàn)椴患兊臍錃恻c(diǎn)燃時(shí)可能發(fā)生爆炸.實(shí)驗(yàn)測(cè)定,氫氣中混入空氣,在體積百分比為H2∶空氣=75.0∶25.0~4.1∶95.8的范圍內(nèi),點(diǎn)燃時(shí)都會(huì)發(fā)生爆炸.氫氣不但能跟氧單質(zhì)反應(yīng),也能跟某些化合物里的氧發(fā)生反應(yīng).例如:將氫氣通過(guò)灼熱的氧化銅,可得到紅色的金屬銅,同時(shí)有水生成.
H2+CuOCu+H2O
在這個(gè)反應(yīng)里,氫氣奪取了氧化銅中的氧,生成了水;氧化銅失去了氧,被還原成紅色的銅,證明,氫氣具有還原性,是很好的還原劑,氫氣還可以還原其它一些金屬氧化物,如三氧化鎢(WO3);四氧化三鐵(Fe3O4)、氧化鉛(PbO)、氧化鋅(ZnO)等.
(2)在常溫下,氫氣比較不活潑,但可用合適的催化劑使之活化.在高溫下,氫氣是高度活潑的.它在2000K時(shí)的分解百分?jǐn)?shù)僅為0.08,5000K時(shí)則為95.5.氫的氧化態(tài)為+1、-1.氫氣的主要反應(yīng)如下(R為烷基):
H2+Cl22HCl
2H2+COCH3OH
H2+RCH=CH2+CORCH2CH2CHO
H2+非金屬非金屬氧化物
H2+活潑金屬M(fèi)(如Li、Na、Ca)→鹽型氧化物(MH、MH2)
H2+金屬氧化物→低價(jià)氧化物→金屬
H2+烯、炔等不飽和烴飽和烴
(3)氫氣的化學(xué)性質(zhì) ①可燃性 發(fā)熱量為液化石油氣的兩倍半.在空氣中爆炸極限為4.1~75.0%(體積).燃燒時(shí)有淺藍(lán)色火焰.②常溫下不活動(dòng),加熱時(shí)能與多種物質(zhì)反應(yīng),如與活潑非金屬生成氣態(tài)氫化物;與堿金屬、鈣、鐵生成固態(tài)氫化物.③還原性,能從氧化物中熱還原出中等活潑或不活潑金屬粉末.④與有機(jī)物中的不飽和化合物可發(fā)生加成或還原反應(yīng)(催化劑,加熱條件下).
二、氧氣
1、物理性質(zhì)
氧氣,空氣主要組分之一,比空氣重,標(biāo)準(zhǔn)狀況(0℃和大氣壓強(qiáng)101325帕)下密度為1.429克/升.無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味.在水中溶解度很小.壓強(qiáng)為101kPa時(shí),氧氣在約-183攝氏度時(shí)變?yōu)榈{(lán)色液體,在約-218攝氏度時(shí)變成雪花狀的淡藍(lán)色固體.氧分子具有順磁性.
2、化學(xué)性質(zhì)
助燃性,氧化性.
(1)與金屬反應(yīng)
與鉀的反應(yīng):
4K+O2=2K2O,鉀的表面變暗
2K+O2=K2O2:K+O2=加熱=KO2(超氧化鉀)
與鈉的反應(yīng):
4Na+O2=2Na2O,鈉的表面變暗
2Na+O2=加熱=Na2O2,產(chǎn)生黃色火焰,放出大量的熱,生成淡黃色粉末.
與鎂的反應(yīng):2Mg+O2=點(diǎn)燃=2MgO,劇烈燃燒發(fā)出耀眼的強(qiáng)光,放出大量熱,生成白色粉末狀固體.
與鋁的反應(yīng):4Al+3O2=點(diǎn)燃=2Al2O3,發(fā)出明亮的光,放出熱量,生成白色固體.
與鐵的反應(yīng): Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3·xH2O,(鐵銹的形成)
3Fe+2O2=點(diǎn)燃=Fe3O4,紅熱的鐵絲劇烈燃燒,火星四射,放出大量熱,生成黑色固體.
與鋅的反應(yīng):2Zn+O2=點(diǎn)燃=2ZnO
與銅的反應(yīng):2Cu+O2=加熱=2CuO,加熱后亮紅色的銅絲表面生成一層黑色物質(zhì).
(2)與非金屬反應(yīng)
與氫氣的反應(yīng):2H2+O2=點(diǎn)燃=2H2O,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,放出大量的熱,并有水生成.
與碳的反應(yīng)C+O2=點(diǎn)燃=CO2,劇烈燃燒,發(fā)出白光,放出熱量,生成使澄清石灰水變渾濁的氣體.
氧氣不完全時(shí)則產(chǎn)生一氧化碳:2C+O2=點(diǎn)燃=2CO
與硫的反應(yīng):S+O2=點(diǎn)燃=SO2,發(fā)生明亮的藍(lán)紫色火焰(在純氧中為藍(lán)紫色火焰,而在空氣在中為淡藍(lán)色火焰),放出熱量,生成有刺激性氣味的氣體,該氣體也能使澄清石灰水變渾濁,且能使酸性高錳酸鉀溶液或品紅溶液褪色(褪色的品紅溶液加熱后顏色又恢復(fù)為紅色).
與紅磷的反應(yīng):4P+5O2=點(diǎn)燃=2P2O5,發(fā)出耀眼白光,放熱,生成大量白煙.
與白磷的反應(yīng):4P+5O2=2P2O5,白磷在空氣中自燃,發(fā)光發(fā)熱,生成白煙.
與氮?dú)獾姆磻?yīng):N2+O2=高溫或放電=2NO
轉(zhuǎn)化為臭氧的反應(yīng):3O2=放電=2O3(該反應(yīng)為可逆反應(yīng))
(3)與有機(jī)物反應(yīng)
如甲烷、乙炔、酒精、石蠟等能在氧氣中燃燒生成水和二氧化碳.
氣態(tài)烴類的燃燒通常發(fā)出明亮的藍(lán)色火焰,放出大量的熱,生成水和能使澄清石灰水變渾濁的氣體.
甲烷:CH4+2O2=點(diǎn)燃=CO2+2H2O
乙烯:C2H4+3O2=點(diǎn)燃=2CO2+2H2O
乙炔:2C2H2+5O2=點(diǎn)燃=4CO2+2H2O
苯:2C6H6+15O2=點(diǎn)燃=12CO2+6H2O
甲醇:2CH3OH+3O2=點(diǎn)燃=2CO2+4H2O
乙醇:CH3CH2OH+3O2=點(diǎn)燃=2CO2+3H2O
碳?xì)溲趸衔锱c氧氣發(fā)生燃燒的通式:4CxHyOz+(4x+y-2z)O2=點(diǎn)燃=4xCO2+2yH2O(通式完成后應(yīng)注意化簡(jiǎn)!下同)
烴的燃燒通式:4CxHy+(4x+y)O2=點(diǎn)燃=4xCO2+2yH2O
乙醇被氧氣氧化:2CH3CH2OH+O2=銅或銀催化并加熱=2CH3CHO+2H2O
此反應(yīng)包含兩個(gè)步驟:(1)2Cu+O2=加熱=2CuO(2)CH3CH2OH+CuO=CH3CHO(乙醛)+Cu+H2O(加熱)
氯仿與氧氣的反應(yīng):2CHCl3+O2=2COCl2光氣)+2HCl
三、甲烷
1、物理性質(zhì)
甲烷是無(wú)色、無(wú)味的氣體.甲烷對(duì)空氣的重量比是0.54,比空氣約輕一半.甲烷溶解度很小, 在20℃、0.1千帕?xí)r,100單位體積的水,能溶解3個(gè)單位體積的甲烷.同時(shí)甲烷燃燒產(chǎn)生明亮的淡藍(lán)色火焰. 國(guó)標(biāo)編號(hào):21007 C—H 鍵能:413kJ/mol ,H—C—H 鍵角:109°28′
分子結(jié)構(gòu):正四面體形非極性分子,一個(gè)C以sp3雜化位于正四面體中心,4個(gè)H位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)上
晶體類型:分子晶體
熔點(diǎn):-182.5℃ 沸點(diǎn):-161.5℃ 蒸汽壓53.32kPa/-168.8℃ 飽和蒸氣壓(kPa):53.32(-168.8℃)
相對(duì)密度(水=1)0.42(-164℃) 相對(duì)蒸氣密度(空氣=1):0.5548(273.15K、101325Pa)
燃燒熱:890.31KJ/mol 總發(fā)熱量:55900kJ/kg(40020kJ/m3)
凈熱值:50200kJ/kg(35900kJ/m3) 臨界溫度(℃):-82.6
臨界壓力(MPa):4.59
爆炸上限%(V/V):14.8
爆炸下限%(V/V):5.0
閃點(diǎn)(℃):-188
引燃溫度(℃):538
分子直徑0.414nm
標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為0.717g/L,極難溶于水
2、化學(xué)性質(zhì)
(1)取代反應(yīng)
把一個(gè)大試管分成五等分,或用一支有刻度的量氣管,用排飽和食鹽水法先收集1/5體積的甲烷,再收集4/5體積的氯氣,把它固定在鐵架臺(tái)的鐵夾上,并讓管口浸沒(méi)的食鹽水里.然后讓裝置受漫射光照射.在陽(yáng)光好的日子,約半小時(shí)后可以看到試管內(nèi)氯氣的黃綠色逐漸變淡,管壁上出現(xiàn)油狀物,這是甲烷和氯氣反應(yīng)的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳(或四氯甲烷)和少量的乙烷的混和物.試管中液面上升,這是反應(yīng)中生成的氯化氫溶于水的緣故.食鹽水中白色晶體析出.因?yàn)槁葰鈽O易溶于水,溶于水后增加了水中氯離子的濃度,是氯化鈉晶體析出.用大拇指按住試管管口,提出液面,管口向上,向試管中滴入紫色石蕊試液或鋅粒,可驗(yàn)證它是稀鹽酸.如果在陰暗的天氣需1到2小時(shí)才能觀察到反應(yīng)的結(jié)果.
CH4+Cl2→(光照)CH3Cl(氣體)+HCl 此時(shí),無(wú)明顯反應(yīng)現(xiàn)象.
CH3Cl+Cl2→(光照)CH2Cl2(油狀物)+HCl 此時(shí),現(xiàn)象為試管壁上出現(xiàn)油狀小液滴.
CH2Cl2+Cl2→(光照)CHCl3(油狀物)+HCl 此時(shí),現(xiàn)象為試管內(nèi)有白霧出現(xiàn).
CHCl3+Cl2→(光照)CCl4(油狀物)+HCl 此時(shí),現(xiàn)象為黃綠色氣體逐漸變無(wú)色.
最后生成的HCl最多
注:甲烷可與溴產(chǎn)生類似反應(yīng).甲烷與氟的反應(yīng)十分猛烈,如果先用稀有氣體稀釋兩者才在特定的儀器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),也可得出類似反應(yīng).甲烷與碘不會(huì)直接產(chǎn)生反應(yīng),可以用溴化碘等代替進(jìn)行碘化
(2)氧化反應(yīng)
點(diǎn)燃純凈的甲烷,在火焰的上方罩一個(gè)干燥的燒杯,很快就可以看到有水蒸氣在燒杯壁上凝結(jié).倒轉(zhuǎn)燒杯,加入少量澄清石灰水,振蕩,石灰水變渾濁.說(shuō)明甲烷燃燒生成水和二氧化碳.把甲烷氣體收集在高玻璃筒內(nèi),直立在桌上,移去玻璃片,迅速把放有燃燒著的蠟燭的燃燒匙伸入筒內(nèi),燭火立即熄滅,但瓶口有甲烷在燃燒,發(fā)出淡藍(lán)色的火焰.這說(shuō)明甲烷可以在空氣里安靜地燃燒,但不助燃.用大試管以排水法先從氧氣貯氣瓶里輸入氧氣 2/3 體積,然后再通入1/3 體積的甲烷.用橡皮塞塞好,取出水面.將試管顛倒數(shù)次,使氣體充分混和.用布把試管外面包好,使試管口稍微下傾,拔去塞子,迅速用燃著的小木條在試管口引火,即有尖銳的爆鳴聲發(fā)生.這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然簡(jiǎn)單,但也容易失敗.把玻璃導(dǎo)管口放出的甲烷點(diǎn)燃,把它放入貯滿氯氣的瓶中,甲烷將繼續(xù)燃燒,發(fā)出紅黃色的火焰,同時(shí)看到有黑煙和白霧.黑煙是炭黑,白霧是氯化氫氣體和水蒸氣形成的鹽酸霧滴.
CH4+2O2=點(diǎn)燃=CO2+2H2O
2CH4+3O2=點(diǎn)燃=2CO+4H2O(不完全燃燒)
CH4 + O2 =(點(diǎn)燃)= C + 2H2O(極不完全燃燒)
CH4+2Cl2=點(diǎn)燃=C+4HCl
(3)加熱分解
在隔絕空氣并加熱至1000℃的條件下,甲烷分解生成炭黑和氫氣
CH4=高溫=C+2H2
氫氣是合成氨及汽油等工業(yè)的原料;炭黑是橡膠工業(yè)的原料
(4)甲烷的氯化
甲烷在紫外光或熱(250~400℃)作用下,與氯反應(yīng)得各種氯代烷. 如果控制氯的用量,用大量甲烷,主要得到氯甲烷;如用大量氯氣,主要得到四氯化碳.工業(yè)上通 過(guò)精餾,使混合物一一分開(kāi).以上幾個(gè)氯化產(chǎn)物,均是重要的溶劑與試劑.
甲烷氯化反應(yīng)的事實(shí)是:
①在室溫暗處不發(fā)生反應(yīng);
②髙于250℃發(fā)生反應(yīng);
③在室溫有光作用下能發(fā)生反應(yīng);
④用光引發(fā)反應(yīng),吸收一個(gè)光子就能產(chǎn)生幾千個(gè)氯甲烷分子;
⑤如有氧或有一些能捕捉自由基的雜質(zhì)存在,反應(yīng)有一個(gè)誘導(dǎo)期,誘導(dǎo)期時(shí)間長(zhǎng)短與存在這些雜質(zhì)多 少有關(guān).根據(jù)上述事實(shí)的特點(diǎn)可以判斷,甲烷的氯化是一個(gè)自由基型的取代反應(yīng).
(5)甲烷的鹵化
在同類型反應(yīng)中,可以通過(guò)比較決定反應(yīng)速率一步的活化能大小,了解反應(yīng)進(jìn)行的難易. 氟與甲烷反應(yīng)是大量放熱的,但仍需+4.2kJ/mol活化能,一旦發(fā)生反應(yīng),大量的熱難以移走,破壞生成的氟甲烷,而得到碳與氟化氫,因此直接氟化的反應(yīng)難以實(shí)現(xiàn).碘與甲烷反應(yīng),需要大于141kJ/mol的活化能,反應(yīng)難以進(jìn)行.氯化只需活化能+16.7kJ/mol,溴化只需活化能+75.3kJ/mol,故鹵化反應(yīng)主要是氯化、溴化.氯化反應(yīng)比溴化易于進(jìn)行.
碘不能與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)生成碘甲烷,但其逆反應(yīng)很容易進(jìn)行.
由基鏈反應(yīng)中加入碘,它可以使反應(yīng)中止.
希望能幫到你
可燃
有一種氣體,可能由氫氣、一氧化碳、甲烷和二氧化碳四種氣體中的一種或幾種組成,為證明該氣體的組成,進(jìn)
有一種氣體,可能由氫氣、一氧化碳、甲烷和二氧化碳四種氣體中的一種或幾種組成,為證明該氣體的組成,進(jìn)行了下面三組實(shí)驗(yàn): 操作步驟 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
①將該氣體通過(guò)澄清的石灰水 | 未見(jiàn)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象 |
②將該氣體點(diǎn)燃,在火焰的上方罩一只冷而干燥的燒杯,燒杯倒轉(zhuǎn)后,注入少量清石灰水,震蕩, | 燒杯壁上有水珠出現(xiàn);發(fā)現(xiàn)杯內(nèi)石灰水變渾濁. |
③若為進(jìn)一步確定氣體的組成,設(shè)計(jì)了兩種方案.將1.48g該氣體完全燃燒,依次通過(guò)如右圖所示的裝置(每步均完全吸收)稱量裝置前后變化的質(zhì)量. | 方 案 A | | 濃硫酸增重4.68g;氫氧化鈉溶液增重3.52g |
方 案 B | | 氫氧化鈉溶液增重8.01g;濃硫酸增重0.30g. |
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答下列問(wèn)題:
(1)寫(xiě)出甲烷燃燒的化學(xué)方程式:______.
(2)該氣體組成中一定無(wú)______氣體.該氣體組成中一定存在______元素.
(3)寫(xiě)出NaOH溶液瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______.
(4)你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)③正確的方案是______;理由是______.
(5)由③的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定該氣體的組成是______.(1)甲烷由C、H元素組成,完全燃燒時(shí)生成二氧化碳和水;
故答案為:CH4+2O2 點(diǎn)燃 .
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