Question

【题目】三个装有CH4和Cl2 混合气体的集气瓶，用玻璃片盖好瓶口后，分别作如下处理，各有怎样的现象发生？

(1)①置于黑暗中： _____________________；

②将点燃的镁条靠近集气瓶外壁： ________________________；

③放在有光线的房子里： __________________________________。

(2)CH4和Cl2发生的一系列反应都是___________(填反应类型)反应，请写出CH4和Cl2反应生成一氯甲烷的化学方程式： ________________________________。

(3)若要使0.5 mol CH4完全和Cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代产物，则生成HCl的物质的量为_________。

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

Answer 1

【答案】①无明显现象 ②爆炸 ③黄绿色逐渐变浅，有油状液滴生成 取代 CH4+Cl2CH3Cl+HCl C

【解析】

(1)①根据甲烷和氯气反应的条件解答；

②点燃的镁条放热；

③根据甲烷与氯气反应的产物的性质解答；

(2)甲烷和氯气发生反应，甲烷分子中的氢原子被氯原子取代．

(3)先根据碳原子守恒计算四种有机物的物质的量，氯气发生的取代反应是1个氯原子替换出1个氢原子，另一个氯原子则与氢原子结合生成氯化氢，从氢原子、氯原子守恒的角度分析；

(1)①甲烷与氯气反应须在光照的条件下反应，所以，在黑暗的条件下，无明显现象；

②镁和氧气在点燃的条件下发生反应，放出的热量，同时产生耀眼的强光，使CH4和Cl2 混合气体能在光照时发生取代反应，该反应放出热量，是气体体积急剧膨胀发生爆炸现象；

③甲烷与氯气反应，可生成有机物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，其中二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷为油状液体，因此放在有光线的房子里，黄绿色的氯气被逐步反应消耗，会看到气体的颜色变浅，有油状液滴生成；

(2)甲烷与氯气在光照下发生取代反应，甲烷分子中的氢原子被氯气分子中的氯原子取代，生成一氯甲烷和氯化氢，故答案为：取代；CH4+Cl2CH3Cl+HCl；

(3)0.5molCH4生成等物质的量的4种取代产物，即0.125mol CH3Cl、0.125molCH2Cl2、0.125 molCHCl3、0.125 molCCl4，生成HCl的物质的量为n(HCl)=0.125 mol×l+0.125mol×2+ 0.125mol×3+0.125mol×4=1.25mol，故合理选项是C。