- 甲烷的结构与性质
- 共502题
若甲烷与氯气以物质的量之比1：1混合，在光照下得到的产物：①CH3Cl，②CH2Cl2，③CHCl3，④CCl4，其中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：甲烷和氯气在光照条件下发生逐步取代反应，但是多步取代反应是同时进行且各步反应都是可逆反应，所有得到的产物与甲烷与氯气的物质的量之比无关，故①CH3Cl②CH2Cl2③CHCl3④CCl4，都存在，
故选D．
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：
（1）B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③______．
（2）设
（3）在C装置中，经过一段时间的强光照射，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______．
（4）E装置中除盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为______．
A．分液法 B．蒸馏法 C．萃取分液法 D．结晶法
（5）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是______．
（6）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、CH4 B、CH3Cl C、CH2Cl2 D、CHCl3．
正确答案
解：（1）在加热条件下，二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气，同时生成的氯气中还含有水分，浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性，所以B装置除了控制气流速度、均匀混合气体外，还有干燥作用，
故答案为：干燥混合气体；
（2）氯气与甲烷发生取代反应，反应特点是1mol氯气可取代1molH原子生成1molHCl，设V（Cl2）/V（CH4）=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则应保证甲烷被完全取代，x应大于或等于4，
故答案为：4；
（3）生成的黑色小颗粒为炭黑，在强光照射下可发生反应：CH4+2Cl2
故答案为：CH4+2Cl2
（4）盐酸和有机物不能互溶，所以可以采用分液的方法分离，所以A正确，
故答案为：A；
（5）氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化生成碘单质，所以D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是吸收过量的氯气，
故答案为：吸收过量的氯气；
（6）反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷，所以AB正确，
故答案为：AB．
解析
解：（1）在加热条件下，二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气，同时生成的氯气中还含有水分，浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性，所以B装置除了控制气流速度、均匀混合气体外，还有干燥作用，
故答案为：干燥混合气体；
（2）氯气与甲烷发生取代反应，反应特点是1mol氯气可取代1molH原子生成1molHCl，设V（Cl2）/V（CH4）=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则应保证甲烷被完全取代，x应大于或等于4，
故答案为：4；
（3）生成的黑色小颗粒为炭黑，在强光照射下可发生反应：CH4+2Cl2
故答案为：CH4+2Cl2
（4）盐酸和有机物不能互溶，所以可以采用分液的方法分离，所以A正确，
故答案为：A；
（5）氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化生成碘单质，所以D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是吸收过量的氯气，
故答案为：吸收过量的氯气；
（6）反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷，所以AB正确，
故答案为：AB．
①CH4与Cl2发生反应需用______光照射；若用日光直射，可能会引起______．书写生成一氯甲烷的化学反应方程式：______
②实验中可观察的实验现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，______，______等．
③用饱和食盐水而不用水的原因是______．
④实验中生成的油状液滴中的氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体--光气，反
应化学方程式为2CHCl3+O2→2COCl2+2HCl，上述反应______（填选项符号，下同）
A．属于取代反应 B．不属于取代反应
为防止事故发生，在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是______
A．氢氧化钠溶液 B．硝酸银溶液 C．稀盐酸
D．水 E．湿润的蓝色石蕊试纸 F．湿润的无色酚酞试纸．
正确答案
解：①CH4和Cl2在光照（或光亮处）条件下发生反应，若用日光直射，反应非常剧烈，可能会引起爆炸，甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的方程式为：CH4+Cl2
故答案为：光照（或光亮处）；爆炸；CH4+Cl2
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氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，饱和食盐水电离出氯离子，氯气在饱和食盐水中的溶解度降低，所以用饱和食盐水而不用水的原因是降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反应，
故答案为：降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反应；
④反应前碳与氢原子和三个氯原子都是以单的键相连，反应之后碳氧之间是双键，不符合取代反应的特点，不所以取代反应；
氯仿如果变质则发生反应2CHCl3+O2→2COCl2+2HCl，生成的氯化氢溶于水，电离产生氢离子和氯离子，所以能够使湿润的蓝色石蕊试纸变红色，加入硝酸银溶液会发生反应生成白色的氯化银沉淀，
故选：B；BE．
解析
解：①CH4和Cl2在光照（或光亮处）条件下发生反应，若用日光直射，反应非常剧烈，可能会引起爆炸，甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的方程式为：CH4+Cl2
故答案为：光照（或光亮处）；爆炸；CH4+Cl2
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氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，饱和食盐水电离出氯离子，氯气在饱和食盐水中的溶解度降低，所以用饱和食盐水而不用水的原因是降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反应，
故答案为：降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反应；
④反应前碳与氢原子和三个氯原子都是以单的键相连，反应之后碳氧之间是双键，不符合取代反应的特点，不所以取代反应；
氯仿如果变质则发生反应2CHCl3+O2→2COCl2+2HCl，生成的氯化氢溶于水，电离产生氢离子和氯离子，所以能够使湿润的蓝色石蕊试纸变红色，加入硝酸银溶液会发生反应生成白色的氯化银沉淀，
故选：B；BE．
等物质量的甲烷和氯气组成的混合气体，经较长时间的光照，最后得到的有机物是______．
①CH3Cl ②CH3Cl ③CHCl3 ④CCl4．
正确答案
①②③④
解析
解：等物质量的甲烷和氯气组成的混合气体，经较长时间的光照，反应得到的有机物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，
故答案为：①②③④．
【实验一】用如图所示装置，收集一试管甲烷和氯气的混合气体，照后观察到量筒内形成一段水柱，认为有氯化氢生成．
（1）该反应的反应类型为______；
（2）该反应的化学方程式为______；（只写第一步）
（3）水槽中盛放的液体应为______（填标号）；
A．水 B．饱和石灰水 C．饱和食盐水 D．饱和NaHCO3溶液
【实验二】收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照反应后，滴加AgNO3溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成．
（4）该实验设计的错误之处______．
正确答案
取代反应
CH4+Cl2
C
氯水中加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀
解析
解：（1）甲烷与氯气的反应属于取代反应，故答案为：取代反应；
（2）甲烷中一个氢原子被氯气取代的反应方程式为：CH4+Cl2
故答案为：CH4+Cl2
（3）Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO，氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小，所以防止氯气和水反应，水槽中盛放的液体最好为饱和食盐水；由于氯气在水中溶解度较大、氯水能够与饱和石灰水、饱和碳酸氢钠溶液反应，干扰的实验结果，而不能使用水，更不能使用饱和石灰水、饱和碳酸氢钠溶液，
故答案为：C；
（4）氯水中存在化学平衡：Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO；次氯酸是弱电解质，溶液中存在三种分子：Cl2、HClO、H2O；四种离子：H+、Cl-、ClO-、OH-（少量），所以当氯水中加入AgNO3溶液时会发生反应：Ag++Cl-=AgCl↓，同样会产生白色沉淀，干扰了氯离子的检验，
故答案为：氯水中加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀．
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