《2020高中化学第3章重要的有机化合物第1节第1课时最简单的有机物__甲烷的性质与结构讲义+素养练含解析鲁科版必修2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高中化学第3章重要的有机化合物第1节第1课时最简单的有机物__甲烷的性质与结构讲义+素养练含解析鲁科版必修2.doc（18页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第1课时最简单的有机物甲烷的性质与结构目标导航1.了解有机化合物的性质。2.了解甲烷的物理性质、存在及用途。3.了解甲烷的化学性质，了解取代反应。一、有机化合物1.概念有机化合物是指绝大多数含碳元素的化合物，简称有机物。2.性质熔、沸点可燃性溶解性大多数熔、沸点低大多数可以燃烧大多数难溶于水易溶于有机溶剂【议一议】1.有机化合物中一定含有哪种元素？含有这种元素的化合物一定是有机物吗？答案有机化合物中一定含有碳元素。含有碳元素的化合物不一定是有机物，少数含有碳元素的化合物，如CO、CO2和Na2CO3等，它们具有无机化合物的特点，因此把它们视为无机化合物。2.组成有机物的元素通常有哪些？答案有氢
2、、碳、氮、硫、卤素、磷等。3.所有的有机物都易燃烧、都难溶于水吗？答案有些有机物不易燃烧，如CCl4；有些有机物易溶于水，如酒精、醋酸等。二、甲烷1.存在和用途2.物理性质颜色状态气味密度水溶性无气体无比空气小难3.甲烷的组成与结构分子式结构式球棍模型填充模型CH4结构特点C原子与 4个H原子形成 4个共价键；CH4空间构型为正四面体结构，C原子位于正四面体的中心，4个H原子分别位于正四面体的4个顶点上4.化学性质(1)很稳定通常情况下，甲烷不能被酸性KMnO4溶液等强氧化剂所氧化，不与酸、碱等物质反应。(2)可燃性(氧化反应)现象：甲烷能够安静地燃烧，火焰明亮且呈淡蓝色。化学方程式：CH42
3、O2CO22H2O。(3)取代反应概念有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应叫做取代反应。甲烷与Cl2的取代反应实验操作实验现象a.试管内气体颜色逐渐变浅；b.试管内壁有油状液滴出现；c.试管中有少量白雾；d.试管内液面上升；e.水槽中有少量固体析出无明显现象反应方程式CH4Cl2CH3ClHCl，CH3ClCl2CH2Cl2HCl，CH2Cl2Cl2CHCl3HCl，CHCl3Cl2CCl4HCl甲烷与Cl2取代产物的性质化学式CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4溶解性水中不溶有机溶剂中易溶常温状态气态液态用途有机溶剂麻醉剂有机溶剂【议一议】1.甲烷、氢气
4、等可燃性气体点燃之前应注意什么？如何检验CH4的纯度？答案点燃CH4、H2等可燃性气体前必须检验气体的纯度。用排水法收集一试管甲烷气体，用拇指堵紧试管口，移向火焰，当试管口靠近火焰时松开拇指，若仅听到很小的声音，说明甲烷的纯度点燃时不会爆炸；若听到尖锐的爆鸣声，说明甲烷的纯度不符合在空气中点燃的要求。2.怎样通过实验证明甲烷中含有碳、氢两种元素？答案点燃甲烷，将干燥、洁净的小烧杯罩在火焰的上方，小烧杯内壁有水珠凝结，证明甲烷中有氢元素；迅速将小烧杯倒转，向小烧杯中滴入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明甲烷中含有碳元素。3.能否用CH4和Cl2反应制取纯净的CH3Cl？如果CH4和Cl2按体积比
5、11混合反应，能否只得到CH3Cl?答案都不能，不只得到CH3Cl。CH4与Cl2的取代反应是逐步进行的，无论二者的物质的量之比是多少，反应一旦引发，反应不会停留在哪一步上，所以四种取代产物都会生成，得不到纯净的CH3Cl。4.假设1 mol CH4中的H原子完全被取代，最多需要多少 mol Cl2？最多能生成多少 mol HCl?答案44。每1 mol H原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成1 mol HCl分子。1 mol CH4中的H原子完全被取代，最多能与4 mol Cl2取代，最多能生成4 mol HCl。5.甲烷能使氯水退色吗？答案不能。甲烷只与气态的氯气在光照条件下发
6、生取代反应，不与氯水反应。一、常见有机物结构的表示方法(以甲烷为例)表示方法含义分子式：CH4用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目最简式(实验式)：CH4表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子电子式：用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子结构式：具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；表示分子中原子结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型球棍模型：小球表示原子，短棍表示价键(单键、双键或三键)比例模型：用不同体积的小球表示不同大小的原子【例1】下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。(1)甲烷的球棍模型是_，甲烷的电子式是_(填序
7、号)。(2)如果甲烷是平面结构，则CH2Cl2应该有_种结构，实际CH2Cl2有_种结构，证明甲烷不是平面结构，而是_结构，上述中的_更能反映其真实存在状况。解析(1)这几种形式都可以表示甲烷这种物质，其中分子结构示意图(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷分子的空间构型，但其中比例模型更能形象地表达出H、C的相对位置及所占比例；电子式(B)只反映原子最外层电子的成键情况。(2)甲烷的结构式为，其分子空间构型若为平面正方形结构，则二氯甲烷有2种结构：、；实际上甲烷为空间正四面体结构，所以二氯甲烷只有1种结构。答案(1)CB(2)21正四面体D变式训练1下列说法正确的是()A.甲烷分
8、子的比例模型为，其二氯取代物有2种结构B.甲烷分子的球棍模型为C.天然气不属于可再生能源D.标准状况下，11.2 L CCl4中含有CCl键的数目为2NA答案C解析甲烷分子的比例模型为，其二氯取代物有1种结构，所以A项和B项均错误。天然气为化石燃料，属于不可再生能源，C项正确。标准状况下，CCl4是液态不是气态，所以11.2 L CCl4的物质的量不是0.5 mol，D错误。归纳总结甲烷空间结构的三点拓展应用(1)若CH4分子中的4个氢原子全部被其他相同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为正四面体结构。(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为四面体
9、，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2等。(3)由CH4的空间结构可推知CH3CH2CH3等有机物中的碳原子并不在一条直线上。二、甲烷与氯气的取代反应反应条件光照反应特点甲烷与Cl2反应分步进行，取代产物是混合物，化学方程式分步书写反应物Cl2必须为气态(如甲烷与氯水不反应)反应产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl形成的混合物反应方程式特点一上一下，取而代之：即一个Cl原子代替一个H原子，下来的H原子与Cl原子结合成HCl物质的量的关系每1 mol H原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成1 mol HCl分子【特别提醒】(1)甲烷与卤素单质反应，与卤素
10、的水溶液不反应，反应的条件是光照，但不是日光直射，强光照射时，可能会引起爆炸。(2)CH4与Cl2的反应逐步进行，应分步书写。(3)当n(CH4)n(Cl2)11时，并不只发生第一步反应：CH4Cl2CH3ClHCl，其他各步反应仍可发生。(4)甲烷的卤代反应属于取代反应，且产物是混合物。【例2】下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是()A.甲烷与氯气的物质的量之比为11，混合发生取代反应只生成CH3ClB.甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物D.1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气解析甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步
11、，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气，D错误。答案C【易错警示】氯气与甲烷发生取代反应时，即使n(CH4)n(Cl2)11，得到的有机物也不只是CH3Cl，而是四种有机取代产物的混合物。变式训练2有机物分子里的原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代的反应叫做取代反应，下列反应中属于取代反应的是()A.AgNO3HCl=AgClHNO3B.CH42O2CO22H2OC.CH2Br2Cl2CHClBr2H
12、ClD.CH3CH2OHCH2=CH2H2O答案C解析A反应不是有机反应，不属于取代反应；B反应为CH4的燃烧，是氧化反应，而D反应中没有原子或原子团被替代，故B、D也不属于取代反应。【归纳总结】(1)取代反应和置换反应的比较取代反应置换反应实例CH4Cl2CH3ClHClZnH2SO4= ZnSO4H2概念有机物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所代替的反应一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应生成物一般生成两种新化合物一种化合物和一种单质方程式特点化学键不变，原子(团)位置交换。表示为AACDACAD单质1化合物1=单质2化合物2(2)取代反应的判断方法方法
13、一：依据取代反应的概念判断ABCDACBD总结取代反应特点：有上有下或断一下一上一(有机物断了一个化学键，下来一个原子或原子团就上去一个原子或原子团)。方法二：一看反应物，即参加反应的反应物中至少有一种是有机物；二看生成物是否都是化合物。1.2012年11月12日，国际能源署发布世界能源展望，预计到2017年，美国将取代沙特阿拉伯，成为全球最大的石油、天然气生产国。引发这一切深刻变革的主角，就是这个现在听起来似乎还有点“陌生”的名字页岩气。下列物质所含的气体中与页岩气的主要成分不同的是()A.沼气 B.天然气C.水煤气 D.可燃冰答案C解析由题意推知，页岩气属于化石燃料，其主要成分与天然气相同
14、，是甲烷，沼气、可燃冰中含有的主要气体也是甲烷，而水煤气的主要成分是CO和H2。2.下列有关有机物的说法中正确的是()A.凡是含碳元素的化合物都属于有机物B.易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质一定是有机物C.有机物的熔点都比无机物的低D.有机物所起的反应，一般比较复杂，速率缓慢，并且还常伴有副反应发生答案D解析有机化合物是含碳元素的化合物，但含碳元素的化合物不一定是有机化合物，如CO2、CaCO3等，故A项错误；绝大多数有机物易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂，但易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质也不一定是有机化合物，如卤素单质就易溶于这些有机溶剂，故B项错误；大多数有机物熔点较低，但无机物
15、的熔点高低差距很大，有很多物质的熔点很低，故C项错误。3.下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是 ()A.CH3Cl B.CCl4 C.CH2Cl2 D.CH4答案B4.在标准状况下，22.4 L CH4与Cl2在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2为()A.0.5 mol B.2 mol C.2.5 mol D.4 mol答案C解析方法一守恒法1 mol CH4与Cl2发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol，这四种取代物中n(Cl)0.25 mol(1234)2.5 mol，根据取代反应特点，n(HCl
16、)2.5 mol，故生成物中所含氯原子共2.5 mol2.5 mol5 mol，参加反应的Cl2为n(Cl2)2.5 mol。方法二根据化学方程式进行计算设四种有机取代物的物质的量均为1 mol，写出取代反应总的化学方程式：4CH410Cl2CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl410HCl，由此可知，4 mol CH4正好与10 mol Cl2反应，当1 mol CH4反应时，消耗Cl2 2.5 mol。5.已知正四面体形分子E和直线形分子G反应，生成四面体形分子L和直线形分子M(组成E分子的元素的原子序数小于10，组成G分子的元素为第3周期的元素)，如下图。则下列判断中正确的是()A.常温
17、常压下，L是一种液态有机物B.E是一种含有非极性键的分子C.干燥的G能漂白有色物质D.上述反应的类型是取代反应答案D解析本题实为用图像考查甲烷与氯气的反应，L为CH3Cl，常温常压下是一种气态有机物；E为甲烷，含有极性键；G为氯气，干燥的氯气不能漂白有色物质。6.甲烷是最简单的有机物，回答下列问题：(1)下列关于甲烷的说法错误的是_(填字母，下同)。a.CH4与酸性KMnO4溶液、强酸溶液和强碱溶液都不反应b.CH4能使氯水退色c.CCl4可萃取碘水中的碘d.CH4不能被一般氧化剂氧化，例如CH4不能使酸性KMnO4 溶液退色(2)瓦斯爆炸往往与矿坑中的甲烷有关，下列叙述中错误的是_。a.点燃
18、甲烷不必事先进行验纯b.甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料c.煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生d.点燃甲烷不一定会爆炸(3)下列有关甲烷与氯气取代反应的叙述正确的是_。a.甲烷与氯气的物质的量之比为11混合发生取代反应只生成CH3Clb.甲烷与氯气的取代反应生成的产物中CH3Cl最多c.甲烷与氯气的取代产物为混合物d.CH4与足量的Cl2发生取代反应，生成的有机物全部是CCl4e.1 mol CH4生成1 mol CCl4最多消耗2 mol Cl2f.CH4与过量Cl2发生取代反应得到的产物中，CCl4的分子数目最多(4)实验室收集CH4气体时采用_方法。(5)C
19、H4在足量的空气中燃烧时，生成的CO2和H2O的分子个数之比为_。答案(1)b(2)a(3)c(4)向下排空气法或排水集气(5)12解析(2)点燃混有氧气的甲烷时，可能会发生爆炸，因此点燃之前必须验纯。(3)a不正确，c正确，甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol H原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多；d不正确，CH4与足量的Cl2发生取代反应，生成的有机物为四种取代产物；e不正确，1 mol CH4生成1 mol CCl4最多消耗4 mol Cl2；f不正确，CH4与
20、过量Cl2反应，每取代一个Cl原子，则生成一个HCl分子，HCl的分子数目最多。(4)甲烷密度比空气小，且难溶于水，所以可以用向下排空气法或排水法收集。(5)CH4分子中C原子与H原子个数之比为14，所以其在空气中充分燃烧生成的CO2与H2O的物质的量之比为12。分层训练 基础过关1.下列说法不属于有机化合物特点的是()A.大多数有机化合物难溶于水，易溶于有机溶剂B.有机化合物反应比较复杂，一般反应较慢C.绝大多数有机化合物受热不易分解，而且不易燃烧D.绝大多数有机化合物是非电解质，不易导电，熔点低答案C解析大多数有机化合物受热易分解，而且易燃烧，C不正确。2.下列物质中，不属于有机物的是 (
21、)A.四氯化碳 B.硫氰化钾 C.尿素 D.酒精答案B解析有机物指的是含碳元素的化合物。组成有机物的元素除碳外，通常还含有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等。但对于碳的氧化物、碳酸及其盐、氰化物、硫氰化物、碳化物等少数含碳化合物，由于其组成与性质都跟无机物更相似，故仍属无机物。3.以下关于甲烷的说法中正确的是()A.甲烷分子有两种结构，即正四面体结构或平面正方形结构B.根据结构式可知甲烷分子中CH键的夹角为90C.甲烷分子中四个CH键是完全相同的键D.甲烷分子中具有CH极性键和HH非极性键答案C解析甲烷分子为空间正四面体结构，而不是平面正方形结构，A错；由于甲烷分子为正四面体形结构，故CH键的夹角为1
22、0928，B错；在甲烷分子中只有CH极性键，两个H原子之间无化学键，D错。4.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是()答案D解析甲烷和氯气在光照条件下反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，试管内压强减小，外压大于内压，试管内液面升高，且试管内出现白雾和油状液滴，综合上述分析，D项正确。5.下列物质在一定条件下不与CH4发生反应的是()氧气溴蒸气浓硫酸氢氧化钠浓盐酸A. B.C. D.答案C解析甲烷点燃时燃烧，被O2氧化；甲烷能与溴蒸气发生取代反应；甲烷性质稳定，很难与强酸、强碱、强氧化
23、剂反应。6.下列关于甲烷的说法正确的是()A.实验室可以用排水法收集甲烷B.纯净甲烷在空气中燃烧时发出黄色火焰C.甲烷与氯水发生取代反应D.甲烷在空气中燃烧一定只生成二氧化碳和水答案A解析甲烷难溶于水，可以用排水法收集，A项正确；甲烷在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，B项错误；甲烷与卤素单质在光照条件下发生取代反应，但不能与卤素单质的水溶液反应，C项错误；在氧气不足的条件下，甲烷燃烧会生成一氧化碳和水，D项错误。7.如图所示，集气瓶内充满某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，集气瓶内的气体是()CO、O2Cl2、CH4NO2、O2N2、H2A. B. C. D.答
24、案D解析中CO与O2在光亮条件下不发生反应，且都不与水反应，不会使瓶内压强减小；中CH4与Cl2发生反应，生成易溶于水的HCl和一些油状液体，可使瓶内压强减小；中NO2、O2与水发生反应，可使瓶内压强减小；N2与H2通常情况下不会发生反应，且都不与水反应，瓶中压强不变，故D正确。8.下列化学反应中不属于取代反应的是()A.CH2Cl2Br2CHBrCl2HBrB.CH3OHHClCH3ClH2OC.2Na2H2O=2NaOHH2D.CH3CH2BrH2OCH3CH2OHHBr答案C解析取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。C项中的反应为置换反应，不是有机物参
25、与的反应，更不是取代反应。9.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是( )A.CH3Cl只有一种结构B.CH2Cl2只有一种结构C.CHCl3只有一种结构D.CH4中含有4个CH共价键答案B解析甲烷分子无论是正四面体结构，还是正方形的平面结构，A、C、D三项都是成立的，CH2Cl2若是正方形的平面结构，则其结构应有两种，即和，若是正四面体结构，则其结构只有一种。无论是正四面体结构还是正方形结构，CH4中含有4个CH极性共价键。10.一定质量的甲烷燃烧后的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为49.6 g，当其缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2
26、 g。原混合气体中CO2的质量为()A.12.5 g B.13.2 g C.19.7 g D.24.4 g答案B解析经过无水CaCl2被吸收的为水蒸气，即n(H2O)1.4 mol，根据CH4的组成可知，CO和CO2的物质的量之和为0.7 mol，设CO2的质量为x，则CO的质量为49.6 g25.2 gx24.4 gx，故有关系式：0.7 mol，解得：x13.2 g。能力提升11.甲烷是最简单的有机物。(1)下列关于天然气的叙述中，不正确的是_(填字母，下同)。a.天然气和沼气的主要成分都是甲烷b.天然气是一种清洁能源c.天然气燃烧的废气中，SO2等污染物的含量少d.天然气和空气混合点燃，
27、不会发生爆炸(2)下列关于甲烷的说法错误的是_。a.通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、 强氧化剂不起反应b.甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化c.甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应d.甲烷的四种取代物都难溶于水(3)写出光照条件下CH4与溴蒸气反应时一个氢原子被取代的化学方程式：_。(4)完全燃烧一定量的甲烷，其燃烧产物依次通过浓硫酸、碱石灰，使装有碱石灰的玻璃管增加8.8 g。则原来的甲烷在标准状况下的体积为_ L。(5)CH4和H2混合气体10 mL，完全燃烧后生成6 mL CO2 气体(气体的体积在相同状况下测定)，则混合气体中CH
28、4和H2的体积之比为_。a.23 b.32 c.21 d.12答案(1)d(2)b(3)CH4Br2CH3BrHBr(4)4.48(5)b解析(1)天然气和沼气的主要成分都是CH4，甲烷完全燃烧生成CO2和H2O，所以是一种清洁能源；天然气中硫元素等含量低，所以燃烧废气中SO2等污染少；天然气与空气混合点燃，如果二者比例达到某一范围就可能爆炸。(2)CH4的性质比较稳定，通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，而不是不能被任何氧化剂氧化；CH4在光照条件下与Cl2发生取代反应，生成4种有机产物，它们是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均难溶于水。(3)类似于与氯气的取代反应。
29、(4)由题意可知m(CO2)8.8 g，n(CO2)0.2 mol，根据碳原子守恒知，n(CH4)0.2 mol，V(CH4)4.48 L。(5)CH42O2CO22H2O1 1V(CH4) 6 mLV(CH4)6 mLV(H2)10 mL6 mL4 mL故V(CH4)V(H2)6 mL4 mL32。12.利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：根据设计要求回答：(1)B装置有三种功能：控制气流速度；均匀混合气体；_。(2)设V(Cl2)/V(CH4)x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应_。(3)D装
30、置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_。(4)E装置的作用是_(填编号)。A.收集气体 B.吸收氯气C.防止倒吸 D.吸收氯化氢(5)在C装置中，经过一段时间的漫射光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：_。(6)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出有机物的最佳方法为_。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_(填编号)。a.CH4b.CH3Clc.CH2Cl2d.CHCl3e.CCl4答案(1)干燥混合气体(2)大于或等于4(3)吸收过量的氯气(4)CD(5)CH42Cl2C4HCl(6)分液ab解析(1)B装置的三个作用为：
31、控制气流速度，从而达到合适的反应比例；均匀混合气体，便于后续实验；干燥混合气体。(2)当发生反应：CH44Cl2CCl44HCl时生成HCl气体最多，所以要保证x4。(3)KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl22KI=2KClI2。(4)E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。(5)据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为：CH42Cl2C4HCl。(6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。拓展探究13.如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为14)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气
32、体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：_。(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为11，则得到的产物为_(填字母，下同)。A.CH3ClHClB.CCl4HClC.CH3ClCH2Cl2D.CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(3)经过足够长的时间反应后，U形管右端的水柱变化是_。A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定试解释U形管右端的玻璃管中水柱变化的原因：_。(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到_。(5)右端玻璃管的作用是_。答案(1)CH44Cl2CCl44HCl(2)D(3)B反应中气体的物质的量减小，且生成
33、的HCl能够溶解于水中，所以左侧压强减小，故右侧玻璃管中的水柱降低(4)有白色胶状沉淀生成(5)平衡气压解析(1)因Cl2足量，若充分反应，则CH4中的四个H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl，CH44Cl2CCl44HCl。(2)甲烷与氯气的取代反应中，四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和HCl。(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左侧反应中气体的物质的量减小，且生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U形管右端液面下降，左端液面上升。(4)因左端生成HCl溶于水后发生反应2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀生成。(5)为了平衡气压，在U形管右侧插有一个玻璃管。- 18 -