题目内容

6.将等物质的量的Cl2和CH4混合气体A.
(1)若将装有A的试管口用橡胶塞塞住,然后在光亮的地方放置一段时间后,试管中可能存在的气体有①②③④(填数字序号,下同),气体中物质的量最多的是①
①HCl②Cl2 ③CH4  ④CH3Cl  ⑤CH2Cl2 ⑥CHCl3  ⑦CCl4
(2)将A充入一个容积为 25mL的量筒中,将量筒倒置在盛有饱和食盐水的水槽中,用日光照射,可观察到的现象是气体颜色变浅、液面上升、有油状液滴出现、有白色晶体析出;
(3)将A气体充入的U形管左端,水平部分有一段气柱,其他两端的液体为饱和食盐水且饱和食盐水与气柱不反应也不溶解,使用稍暗的光线使反应缓慢进行,中间气柱的长度将A(填字母序号)(假设中间气柱未移出U形管水平部分)
A 变大   B 变小  C 不变  D 难以确定.

分析 (1)甲烷和氯气在光照条件下反应,生成物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,剩余的气体有Cl2、CH4,然后根据物质的状态来解答;
(2)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,氯气逐渐减少甚至消失,氯气的颜色逐渐变浅或消失;反应后有油状液滴(二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷)出现;反应过程中气体的体积减小,导致试管内的压强低于外界大气压;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;
(3)甲烷与氯气反应生成了液态的CH2Cl2、CHCl3和CCl4,使左侧气体总体积减小右侧液面下降,中间气柱的压强减小,长度变大.

解答 解:(1)烷和氯气在光照条件下反应,生成物有:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,剩余的气体有Cl2、CH4,但CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体,所以容器中可能存在的气体有①HCl②Cl2 ③CH4  ④CH3Cl;由于每步反应中都有氯化氢生成,则物质的量最大的为①HCl,
故答案为:①②③④;①;
(2)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,随着氯气浓度的变小气体颜色变浅,反应生成的氯化氢极易溶于水,液面上升,反应后有油状液滴(二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷)出现;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,
故答案为:气体颜色变浅、液面上升、有油状液滴出现、有白色晶体析出;
(3)CH4和Cl2在稍暗的光线下缓慢反应生成了液态的CH2Cl2、CHCl3和CCl4,使左侧气体总体积减小,压强减小,则右侧液面下降,中间气柱的压强减小,由于气体的物质的量不变,根据PV=nRT可知,V应增大,则长度变大,
故答案为:A.

点评 本题考查了甲烷的取代反应,题目难度中等,明确甲烷与氯气发生取代反应的原理为解答关键,(1)中注意生成物状态,题中要求的是气体,为易错点,试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力.

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