Question

【題目】把1 mol CH4 和一定量Cl2組成的混合氣體通入大試管中，將此試管倒立在盛有飽和食鹽水的水槽中，放在光亮處，回答下列問題：

（1）片刻后試管中的現象為：

①試管內氣體的顏色變淺，②試管壁上出現_________________________、③試管內__________________、____________________。

（2）在反應結束后，試管內的產物最多的是___________，空間構型呈正四面體的產物為___________。

（3）若（2）中生成的四種有機產物的物質的量相同，則反應消耗的Cl2的物質的量為________mol。

（4）與CH4相鄰同系物的結構簡式為_______________該同系物與Cl2發生一氯取代反應的化學方程式為__________________________。

Answer 1

【答案】油狀液滴 出現白霧 液面上升 HCl CCl4 2.5 CH3CH3 或CH3-CH3

【解析】

對甲烷與氯氣反應實驗現象的理解，取代反應實質是一個原子（或原子團）代替另外一個原子（或原子團）。

把1 mol CH4 和一定量Cl2組成的混合氣體通入大試管中，將此試管倒立在盛有飽和食鹽水的水槽中，放在光亮處，

⑴片刻后試管中的現象為：氯氣和甲烷在光照條件下發生反應，顏色逐漸變淺，試管內出現白霧，試管壁上出現油狀液體，試管內液面上升，

故答案為油狀液滴；出現白霧；液面上升；

⑵甲烷和氯氣是一系列的反應，每一步反應都生成HCl，因此試管內的產物最多的是HCl，空間構型呈四面體有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，但呈正四面體的產物為四氯化碳，

故答案為HCl；CCl4；

⑶若⑵中生成的四種有機產物的物質的量相同即一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳各0.25 mol，根據反應方程式分析每取代一個氫原子消耗一個氯氣，取代1 mol氫原子，消耗1 mol氯氣，因此0.25mol×(1 + 2 + 3 + 4)=2.5 mol，則反應消耗的Cl2的物質的量為2.5mol，

故答案為2.5；

⑷與CH4相鄰同系物為乙烷，其結構簡式為CH3CH3或CH3—CH3，該同系物與Cl2發生一氯取代反應的化學方程式為CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl。

故答案為CH3CH3或CH3—CH3；CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl。