Question

2．Ⅰ．探究甲烷与氯气反应的反应条件及反应类型
分别用铁架台固定好如图所示装置．其中甲试管用预先准备好的黑色纸套套上，丙、丁试管用点燃的镁条照射，乙试管放在自然光下．

（1）实验用饱和食盐水的理由是：反应速率减慢，使反应平稳
（2）从量筒内黄绿色气体颜色变浅，量筒内液面上升现象推断Cl₂与CH₄开始了反应；
（3）写出由甲烷与氯气反应生成的有机物为正四面体结构的化学反应方程式CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl
（4）用丁中AgNO₃溶液中出现白色沉淀判断反应类型是否可靠否（填是或否）
Ⅱ．化合物A的结构简式为：
它是汽油燃烧品质抗震性能的参照物．其中A的同分异构体中含氢原子种类最少的一种结构简式为：．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）减小反应物浓度，反应速率减慢；
（2）甲烷发生取代反应生成氯化氢，氯气消耗所以量筒内颜色变浅，气体减少所以压强减小，量筒内的压强减小，反应生成CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄常温下是无色油液体；
（3）反应生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄，其中CCl₄为正四面体结构；
（4）氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，含有氯离子；
Ⅱ．A的同分异构体中含等效氢原子种类最少的一种物质为2，2，3，3-四甲基丁烷．

解答 解：Ⅰ．（1）实验用饱和食盐水代替纯水，稀释水的浓度，减慢反应速率，使反应平稳，
故答案为：反应速率减慢，使反应平稳；
（2）甲烷发生取代反应生成氯化氢，氯气消耗所以量筒内颜色变浅，气体减少所以压强减小，量筒内的压强减小，量筒内液面上升．因生成的HCl易溶于水，溶液中Cl^-浓度增大，使氯化钠的溶解平衡逆向移动，反应生成CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄常温下是无色油液体，所以看到的现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，量筒内黄绿色气体颜色变浅，量筒内液面上升；
故答案为：量筒内黄绿色气体颜色变浅，量筒内液面上升；
（3）甲烷与氯气反应生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄，只有CCl₄分子中四个键的键角相等，为正四面体结构，甲烷与氯气反应生成四氯化碳的方程式为：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl，
故答案为：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl；
（4）氯气和硝酸银溶液中的水反应生成盐酸和次氯酸含有氯离子，不能根据丁中AgNO₃溶液中出现白色沉淀判断反应类型为取代反应，
故答案为：否；
Ⅱ．A的同分异构体中含等效氢原子种类最少的一种物质为2，2，3，3-四甲基丁烷，结构简式为：，
故答案为：．

点评 本题考查了甲烷的性质，熟悉甲烷的结构是解题关键，侧重于学生的双基的考查，题目难度不大．