Question

【題目】三個裝有CH4和Cl2 混合氣體的集氣瓶，用玻璃片蓋好瓶口后，分別作如下處理，各有怎樣的現象發生？

(1)①置于黑暗中： _____________________；

②將點燃的鎂條靠近集氣瓶外壁： ________________________；

③放在有光線的房子里： __________________________________。

(2)CH4和Cl2發生的一系列反應都是___________(填反應類型)反應，請寫出CH4和Cl2反應生成一氯甲烷的化學方程式： ________________________________。

(3)若要使0.5 mol CH4完全和Cl2發生取代反應，并生成相同物質的量的四種取代產物，則生成HCl的物質的量為_________。

A.2.5mol B.2mol C.1.25mol D.0.5mol

Answer 1

【答案】①無明顯現象 ②爆炸 ③黃綠色逐漸變淺，有油狀液滴生成 取代 CH4+Cl2CH3Cl+HCl C

【解析】

(1)①根據甲烷和氯氣反應的條件解答；

②點燃的鎂條放熱；

③根據甲烷與氯氣反應的產物的性質解答；

(2)甲烷和氯氣發生反應，甲烷分子中的氫原子被氯原子取代．

(3)先根據碳原子守恒計算四種有機物的物質的量，氯氣發生的取代反應是1個氯原子替換出1個氫原子，另一個氯原子則與氫原子結合生成氯化氫，從氫原子、氯原子守恒的角度分析；

(1)①甲烷與氯氣反應須在光照的條件下反應，所以，在黑暗的條件下，無明顯現象；

②鎂和氧氣在點燃的條件下發生反應，放出的熱量，同時產生耀眼的強光，使CH4和Cl2 混合氣體能在光照時發生取代反應，該反應放出熱量，是氣體體積急劇膨脹發生爆炸現象；

③甲烷與氯氣反應，可生成有機物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，其中二氯甲烷、三氯甲烷與四氯甲烷為油狀液體，因此放在有光線的房子里，黃綠色的氯氣被逐步反應消耗，會看到氣體的顏色變淺，有油狀液滴生成；

(2)甲烷與氯氣在光照下發生取代反應，甲烷分子中的氫原子被氯氣分子中的氯原子取代，生成一氯甲烷和氯化氫，故答案為：取代；CH4+Cl2CH3Cl+HCl；

(3)0.5molCH4生成等物質的量的4種取代產物，即0.125mol CH3Cl、0.125molCH2Cl2、0.125 molCHCl3、0.125 molCCl4，生成HCl的物質的量為n(HCl)=0.125 mol×l+0.125mol×2+ 0.125mol×3+0.125mol×4=1.25mol，故合理選項是C。