Question

化石燃料之一的天然气，其主要成分是甲烷．请回答下列问题．
（1）甲烷的电子式是：

 

．
（2）甲烷与氯气在光照下反应的产物有

 

种，该反应的类型是

 

．
（3）甲烷的空间构型是

 

，可证明其构型的实验事实是：

 

．

Answer 1

考点：甲烷的化学性质

专题：有机物的化学性质及推断

分析：（1）甲烷是共价化合物，碳原子最外层有4个电子，能形成4个共价键达到稳定结构，每个氢原子能形成一个共价键达到稳定结构，据此写出甲烷的电子式；
（2）甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成有机物有CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄，还有无机物氯化氢，据此完成即可；
（3）根据价层电子对互斥理论判断甲烷的空间构型；若是正四面体，则只有一种结构，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系．

解答： 解：（1）因碳原子的最外层有4个电子，氢原子最外层1个电子，一个碳原子形成4对共用电子对，一个氢原子形成一对共用电子对，所以电子式为：；
故答案为：；
（2）由于甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成有机物有CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄，还有无机物：氯化氢，总计5种产物，
故答案为：5；取代反应；
（3）甲烷的中心原子是碳原子，碳原子上的价电子都形成了共价键，属于AB_n型的结构，当n=4时，该分子是正四面体结构，所以甲烷是正四面体构型；若是正方形，二氯代物有两种异构体：两个氯原子在邻位和两个氯原子在对位；若是正四面体，则只有一种，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系，由此，由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：正四面体构型；二氯甲烷没有同分异构体．

点评：本题考查甲烷的结构，题目难度中等，注意CH₂Cl₂只代表一种物质，可以证明甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构．