题目内容
如图所示，U型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：4）的混和气体，假定氯气在水中溶解度可以忽略．将该装置放置在有光亮的地方，让混和气体缓慢地反应一段时间．（1）假设甲烷与氯气充分反应，且只产生一种有机物，请写出化学方程式
（2）经过几个小时的反应后，U型管右端的玻璃管中水柱变化是
（3）甲烷与氯气反应生成一系列有机物中：常用作灭火剂的是（填化学式）
（4）写出同时符合下列条件的甲烷的一种同系物的结构简式
A．氢原子数为十二 B．一氯取代物只有一种结构．
考点：甲烷的性质实验
专题：
分析：（1）根据甲烷和氯气发生取代反应的实质来回答判断；
（2）根据大气压强原理来判断U型管右端的玻璃管中水柱变化；
（3）根据在反应生成物中，一氯甲烷为气体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷是液体，常用作灭火剂的是四氯甲烷；CH2Cl2只代表一种物质，可以判断甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构；
（4）A、根据烷烃的通式可知，2n+2=12，n=5，则烷烃为戊烷，有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体；
B、一氯取代物只有一种结构，说明戊烷只有一种氢原子，该戊烷为新戊烷．
（2）根据大气压强原理来判断U型管右端的玻璃管中水柱变化；
（3）根据在反应生成物中，一氯甲烷为气体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷是液体，常用作灭火剂的是四氯甲烷；CH2Cl2只代表一种物质，可以判断甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构；
（4）A、根据烷烃的通式可知，2n+2=12，n=5，则烷烃为戊烷，有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体；
B、一氯取代物只有一种结构，说明戊烷只有一种氢原子，该戊烷为新戊烷．
解答：
解：（1）甲烷中的氢原子可以被氯原子取代，甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物即四氯化碳的化学方程式为：CH4+4Cl2
CCl4+4HCl；该反应属于取代反应；
故答案为：CH4+4Cl2
CCl4+4HCl；取代反应；
（2）经过几个小时的反应后，消耗氯气，反应中气体的物质的量减少，气体颜色变浅，生成油状液体，所以压强减小，且生成的HCl能够溶解于水，U型管左端液面上升，U型管右端的玻璃管中水柱降低；
故答案为：U型管右端的玻璃管中水柱降低；
（3）在反应生成物中有四种有机物：一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，常用作灭火剂的是四氯甲烷；CH2Cl2只代表一种物质，可以判断甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构；
故答案为：CCl4；CH2Cl2；
（4）A、根据烷烃的通式可知，2n+2=12，n=5，则烷烃为戊烷，有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体；
B、一氯取代物只有一种结构，说明戊烷只有一种氢原子，该戊烷为新戊烷，结构简式为
，
故答案为：符合下列条件的甲烷的一种同系物的结构简式．
| 光照 |
故答案为：CH4+4Cl2
| 光照 |
（2）经过几个小时的反应后，消耗氯气，反应中气体的物质的量减少，气体颜色变浅，生成油状液体，所以压强减小，且生成的HCl能够溶解于水，U型管左端液面上升，U型管右端的玻璃管中水柱降低；
故答案为：U型管右端的玻璃管中水柱降低；
（3）在反应生成物中有四种有机物：一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，常用作灭火剂的是四氯甲烷；CH2Cl2只代表一种物质，可以判断甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构；
故答案为：CCl4；CH2Cl2；
（4）A、根据烷烃的通式可知，2n+2=12，n=5，则烷烃为戊烷，有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体；
B、一氯取代物只有一种结构，说明戊烷只有一种氢原子，该戊烷为新戊烷，结构简式为
，故答案为：符合下列条件的甲烷的一种同系物的结构简式
．
点评：本题考查学生甲烷和氯气的化学反应原理知识，注意平时知识的积累是解题的关键，难度不大．
练习册系列答案
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