- 甲烷的结构与性质
- 共502题
下列关于实验的叙述中，不正确的是（ ）（填字母）．
A做甲烷和氯气的取代反应实验的方法是：用排饱和食盐水法在集气瓶中先充入4/5体积的氯气和
B用金属钠分别与水、乙醇反应，可比较两者中羟基的活泼性
C除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸，先向其中加入适量的无水乙醇，再充分加热
D向2mL10%CuSO4溶液中滴入2%的NaOH溶液4～6滴，振荡后加入淀粉的水解液（淀粉和稀硫酸的混合液且加热4～5min）2mL，加热至沸腾，则有红色沉淀出现
正确答案
解析
解：A．甲烷与氯气反应的物质的量比是1：4，反应的条件是光照，故A正确；
B．水和乙醇中都含有羟基，根据与钠反应的剧烈程度可判断二者的活泼性强弱，故B正确；
C．酯化反应是可逆反应，不能进行到底，故C错误；
D．葡萄糖与新制氢氧化铜反应应在碱性环境中反应，故D错误．
故选CD．
U型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：1）的混和气体，将封闭有甲烷和氯气的混和气体的装置放置在有光亮的地方，让混和气体缓慢的反应一段时间．
（1）请写出该反应生成一氯甲烷的化学方程式：______．
（2）经过几个小时的反应后，U型管右端的玻璃管中水柱变化是______．（填“升高”或“降低”）
（3）请说出U型管左端的玻璃管中实验现象______．
正确答案
CH4+Cl2
降低
管中气体颜色变浅，管壁上有油状液滴，管中有少量白雾
解析
解：（1甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷的化学方程式：CH4+Cl2
故答案为：CH4+Cl2
（2）甲烷和氯气反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲烷和氯化氢是气体，氯化氢极易溶于水，使容器内压强变小，故右端水柱降低，
故答案为：降低；
（3）烷和氯气发生取代反应，消耗氯气，颜色变浅，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲烷和氯化氢是气体，氯化氢气体遇水蒸气形成盐酸小液滴，所以产生少量白雾，
故答案为：管中气体颜色变浅，管壁上有油状液滴，管中有少量白雾．
甲烷与氯气反应的实验探究：
（1）操作方法：向两支盛有甲烷的试管中（其中一支用黑纸包好），分别快速地加入0.5g KMnO4和1mL浓盐酸，然后迅速地轻轻塞上胶塞，放在试管架上，将没有包黑纸的试管在室内光线（日光灯）照射下，或用高压汞灯的紫外线照射，片刻后，请猜想你所观察到的现象．
（2）你从实验中能得到哪些信息？
（3）从所得实验信息中你能得到哪些启示？
（4）你能说出其中的反应原理吗？
正确答案
解：（1）甲烷和氯气的反应需要在光照下发生，或用高压汞灯的紫外线照射，KMnO4和浓盐酸之间反应可以产生氯气，甲烷和氯气在光照下发生取代反应产物是有机物以及氯化氢，现象是：没有包黑纸的试管内黄绿色气体变浅，试管壁出现油滴，包黑纸的试管内无现象，答：没有包黑纸的试管内黄绿色气体变浅，试管壁出现油滴，包黑纸的试管内无现象；
（2）甲烷和氯气的反应需要在光照下发生，没有光照或是用高压汞灯的紫外线照射反应不会发生，答：甲烷和氯气的反应需要在光照下发生，没有光照或是用高压汞灯的紫外线照射反应不会发生；
（3）从所得实验信息中得到甲烷和氯气的反应需要在光照下发生的启示，答：甲烷和氯气的反应需要在光照下发生；
（4）甲烷中的氢原子可以被氯气中的氯原子代替，得到卤代烃，根据被取代的氢原子数目的不同，而得到不同的取代产物，
答：甲烷中的氢原子可以被氯气中的氯原子代替，得到卤代烃，同时下来的氢原子和氯原子结合成HCl，根据被取代的氢原子数目的不同，得到不同的取代产物．
解析
解：（1）甲烷和氯气的反应需要在光照下发生，或用高压汞灯的紫外线照射，KMnO4和浓盐酸之间反应可以产生氯气，甲烷和氯气在光照下发生取代反应产物是有机物以及氯化氢，现象是：没有包黑纸的试管内黄绿色气体变浅，试管壁出现油滴，包黑纸的试管内无现象，答：没有包黑纸的试管内黄绿色气体变浅，试管壁出现油滴，包黑纸的试管内无现象；
（2）甲烷和氯气的反应需要在光照下发生，没有光照或是用高压汞灯的紫外线照射反应不会发生，答：甲烷和氯气的反应需要在光照下发生，没有光照或是用高压汞灯的紫外线照射反应不会发生；
（3）从所得实验信息中得到甲烷和氯气的反应需要在光照下发生的启示，答：甲烷和氯气的反应需要在光照下发生；
（4）甲烷中的氢原子可以被氯气中的氯原子代替，得到卤代烃，根据被取代的氢原子数目的不同，而得到不同的取代产物，
答：甲烷中的氢原子可以被氯气中的氯原子代替，得到卤代烃，同时下来的氢原子和氯原子结合成HCl，根据被取代的氢原子数目的不同，得到不同的取代产物．
（1）若研究甲烷与氯气的取代反应，还需要的条件是______．
（2）若将如图所示装置放在光亮的地方，等待片刻，观察到的现象是______．
（3）若将如图所示装置放在强光下照射会有______（填可能发生的不良后果）．
（4）写出甲烷和氯气的第一步反应方程式______．
正确答案
光照
可以观察到量筒内气体颜色变浅，量筒壁上出现油状液滴，量筒内水面上升
爆炸
CH4+Cl2
解析
解：（1）CH4与Cl2反应需光照条件下进行，故答案为：光照；
（2）甲烷和氯气反应生成油状取代物，消耗氯气，混合气体的颜色变浅，生成的HCl易溶于水，量筒内液面上升，故答案为：可以观察到量筒内气体颜色变浅，量筒壁上出现油状液滴，量筒内水面上升；
（3）CH4与Cl2遇强光会发生爆炸，故答案为：爆炸；
（4）甲烷和氯气发生取代反应第一步反应生成一氯甲烷，方程式为：CH4+Cl2
请填写下列空白：
【实验一】用如图所示装置，排水法收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照后观察到量筒内形成一段水柱，认为有氯化氢生成．
（1）该反应的化学方程式为______；（只写第一步）
（2）水槽中盛放的液体最好为______；（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】用排蒸馏水法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．
（3）该实验设计的错误之处______；
【实验三】
步骤一：收集半试管氯气，加入10mL 蒸馏水，充分振荡，采用DIS系统的pH传感器测溶液的pH（下同）．测得pH=3.26．
步骤二：收集一试管甲烷和氯气的混合气体（各占50%），在40W的日光灯下光照6min后，加入10mL 蒸馏水，充分振荡，测得pH=1.00．
（4）判断该反应中有氯化氢生成的依据是______；
（5）假设氯气完全参与反应，且不考虑氯气溶解于水．往反应后的溶液中加水稀释到100.00mL，取20.00mL稀释液，加入10.00mL浓度为0.01mol•L-1的AgNO3溶液恰好完全反应，则试管中原有氯气在标准状况下的体积为______mL．
正确答案
CH4+Cl2
C
氯水中加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀
步骤二测得的pH值比步骤一测得的pH值低
11.2
解析
解：（1）甲烷与氯气在光照下发生取代反应，甲烷分子中的氢原子被氯气分子中的氯原子取代，生成一氯甲烷和氯化氢，
故答案为：CH4+Cl2
（2）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，
故答案为：C；
（3）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Ag++Cl-=AgCl↓产生白色沉淀，
故答案为：氯水中加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀；
（4）步骤一：氯气溶于水后，Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO生成盐酸，其pH为3.26，步骤二：pH=1.00，比3.26小，说明除了氯气溶于水生成盐酸外还有别的反应产生HCl，
故答案为：步骤二测得的pH值比步骤一测得的pH值低；
（5）取20.00mL稀释液，加入10.00mL浓度为0.01mol•L-1的AgNO3溶液恰好完全反应，参加反应的银离子的物质的量为1×10-4mol，根据方程式 Ag++Cl-=AgCl↓则100.00mL溶液中含氯离子5×10-4mol，根据甲烷和氯气反应的原理，每1mol氯气参加反应生成1mol氯化氢，则试管中原有氯气为5×10-4mol，在标准状况下的体积为5×10-4mol×22.4L/mol═1.12×10-2L=11.2mL，故答案为：11.2．
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