Question

某同学把1体积的CH₄和4体积的C1₂组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，片刻后发现试管中的现象为：
①气体的颜色

 

②试管中的液面

 

，
③试管中有

 

和

 

出现，
④水槽中还观察到

 

．
此反应中产物一共有

 

种，其中物质的量最多的是

 

．
写出上述反应的有关化学反应方程式：

 

．

Answer 1

考点：甲烷的取代反应

专题：实验题

分析：氯气在光照条件下发生了取代反应，生成的物质有：CH₃Cl（气体）、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄、HCl；
①生成的产物均无色；
②反应生成了氯化氢，氯化氢易溶于水；
③生成的CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄常温下均为无色液体油状液滴；
④氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出；CH₄与Cl₂发生的每一步取代反应中都有HCl生成．

解答： 解：CH₄和Cl₂光照发生反应：CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl，CH₃Cl+Cl₂

光照

CH₂Cl₂+HCl，CH₂Cl₂+Cl₂

光照

CHCl₃+HCl，CHCl₃+Cl₂

光照

CCl₄+HCl，生成CH₃Cl（气体）、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄、HCl，
①生成的产物均无色，所以试管中气体颜色会变浅；
②因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升；
③因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内上方有酸雾，由于生成的CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄常温下均为无色液体，使试管壁上有油状液滴；
④氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出，此反应中产物一共有5种，由CH₄和氯气发生取代反应的化学方程式可以知道，每生成1mol卤代烃，可生成1molHCl，由于CH₄和Cl₂发生的每一步取代反应中都有HCl生成，其中物质的量最多的是HCl，
故答案为：变浅；上升；酸雾；油状液滴；有白色晶体析出；5；HCl；CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl、CH₃Cl+Cl₂

光照

CH₂Cl₂+HCl、CH₂Cl₂+Cl₂

光照

CHCl₃+HCl、CHCl₃+Cl₂

光照

CCl₄+HCl．

点评：本题考查了甲烷的取代反应，题目难度不大，注重了基础知识的考查，注意在CH₄和Cl₂的取代反应中可生成四种有机取代产物，同时也生成无机产物HCl．在解此题时往往忽略HCl，由于CH₄的四种取代反应中都有HCl生成，无论哪一种取代产物多，都生成HCl，因此生成的HCl量最多．