Question

13．（1）将一支试管中盛满甲烷和氯气的混合气体，倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，在漫射光的照射下，产生的现象是：①气体黄绿色变浅，②试管内壁附着油状液滴，③水位沿试管上升水位沿试管上升，④溶液中有沉淀生成．
（2）在（1）的反应中，得到的产物最多的是HCl，四种四氯代物都不溶于水，常温下只有CH₃Cl是气体，其余三种都是液体．
（3）下列各组物质：①O₂和O₃    ②H₂、D₂、T₂  ③¹²C和¹⁴C   ④CH₃CH₂CH₂CH₃和（CH₃）₂CHCH₃  ⑤乙烷和丁烷   ⑥CH₃CH₂CH₂CH（C₂H₅）CH₃和CH₃CH₂CH₂CH（CH₃）C₂H₅   
⑦和
以下填空填序号
互为同系物的是⑤，互为同分异构体的是④，互为同位素的是③，互为同素异形体的是①，是同一物质的是②⑥⑦．

Answer 1

分析 （1）甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，氯气逐渐减少甚至消失；反应后有油状液滴出现；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；氯化氢溶于水后有氯化钠固体析出；
（2）甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，多步取代反应同时进行，每一步反应都生成氯化氢，只有CH₃Cl为气体；
（3）同系物指结构相似、通式相同，组成上相差1个或者若干个CH₂原子团的化合物，官能团数目和种类相等；
具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；
质子数相同中子数不同的原子互称同位素；
同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
组成和结构都相同的物质为同一物质，同一物质组成、结构、性质都相同，结构式的形状及物质的聚集状态可能不同．

解答 解：（1）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：①气体黄绿色变浅；②试管内壁附着油状液滴；③水位沿试管上升水位沿试管上升；④溶液中有沉淀生成；
（2）甲烷与氯气反应生成5种产物：一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，每一步反应都生成氯化氢，即最多的是氯化氢，只有CH₃Cl为气体，
故答案为：HCl；CH₃Cl；
（3）①O₂和O₃是同种元素所形成的性质不同的单质，互为同素异形体；
②H₂、D₂、T₂　都是氢元素组成的，是属于同种物质；
③¹² C和¹⁴ C　中子数不同，是碳元素的不同原子，互为同位素；
④CH₃CH₂CH₂CH₃和（CH₃）₂CHCH₃　分子式相同，结构不同，为碳链异构，互为同分异构体；
⑤乙烷和丁烷，结构相似，都属于烷烃，分子组成上相差2个CH₂原子团，互为同系物；
⑥CH₃CH₂CH₂CH（C₂H₅）CH₃和CH₃CH₂CH₂CH（CH₃）C₂H₅ 组成和结构都相同，为同一物质；
⑦都是甲烷的二溴代物，属于同种物质．

故答案为：⑤；④；③；①；②⑥⑦．

点评 本题主要考查了甲烷的取代实验，同系物、同分异构体、同位素、同素异形体、同一物质的区别，题目难度不大，注意掌握甲烷的性质以及把握概念的内涵与外延．