- 甲烷的结构与性质
- 共502题
将漫射日光照射到装有氯气和甲烷混合气体（体积比为4：1）的装置上．现列出如下现象，其中正确的是（ ）
①试管内气体颜色逐渐变浅
②试管内黄绿色加深
③无任何现象
④试管内液面上升
⑤试管内壁上有油状物生成．
正确答案
解析
解：①，由于反应物和生成物中只有氯气为有色物质，在光照条件下氯气与甲烷发生了反应，所以试管内气体颜色逐渐变浅，故①正确；
②由于氯气与甲烷发生反应，所以试管中气体颜色变浅，故②错误；
③根据①分析可知，试管中气体的颜色会逐渐变浅，故③错误；
④氯气与甲烷反应生成各种氯代产物和氯化氢，氯化氢极易溶于水，试管中气体体积减小，所以试管内液面上升，故④正确；
⑤反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳为不属于水的液体，所以试管内壁上有油状物生成，故⑤正确；
故选B．
①本实验为对比实验，目的是______．
②A装置中可能的现象是______
A、气体颜色变浅
B、试管内壁出现油状液体
C、试管内形成一段水柱
D、试管内液体变红（事先滴有石蕊）
而B装置没有明显的变化，说明______．
③采用饱和食盐水的原因______．
正确答案
解：①本实验为对比实验，目的是探究光照对反应的影响，故答案为：探究光照对反应的影响；
②甲烷与氯气在光照条件下能够发生取代反应，气体颜色变浅，三氯甲烷、四氯甲烷为液体，试管内壁出现油状液体；氯化氢易溶于水，试管内形成一段水柱，生成盐酸，试管内液体变红；而B装置没有明显的变化，说明甲烷与氯气在光照条件下才能够发生取代反应，
故答案为：ABCD；甲烷与氯气在光照条件下才能够发生取代反应；
③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，故答案为：降低氯气的溶解度．
解析
解：①本实验为对比实验，目的是探究光照对反应的影响，故答案为：探究光照对反应的影响；
②甲烷与氯气在光照条件下能够发生取代反应，气体颜色变浅，三氯甲烷、四氯甲烷为液体，试管内壁出现油状液体；氯化氢易溶于水，试管内形成一段水柱，生成盐酸，试管内液体变红；而B装置没有明显的变化，说明甲烷与氯气在光照条件下才能够发生取代反应，
故答案为：ABCD；甲烷与氯气在光照条件下才能够发生取代反应；
③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，故答案为：降低氯气的溶解度．
以下说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、甲烷的取代反应的条件是在光照、卤素气态单质，故A正确．
B、乙烯与卤素单质的水溶液发生加成反应，故B正确．
C、乙烯与酸性高锰酸钾的反应是氧化反应，故C错误．
D、苯的取代反应条件是液溴、铁作催化剂，故D正确．
故选C．
请填写下列空白：
【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______；
（5）写出碳原子数为9的甲烷的一种同系物的名称，已知它的一氯代物有两种：______．
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
3，3-二乙基戊烷
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；
（5）碳原子数为9的烷烃为壬烷，庚烷中一氯代物有两种，说明该壬的同分异构体中，含有的氢原子种类只有两种，联系乙基的一氯代物只有一种，用四个乙基将甲烷中四个氢原子取代就可以得到壬烷，且其一氯代物只有两种，该壬烷的结构简式为：CH3CH2C（CH2CH3）2CH2CH3，该有机物的名称为：3，3-二甲基戊烷，
故答案为：3，3-二乙基戊烷．
图2是研究甲烷取代反应实验装置图，具体的实验方法是：取一个100mL的大量筒，先后收集20mL CH4和80mL Cl2，进行实验．
（1）实验室制取氯气的装置如图1所示，请写出烧瓶中的反应方程式为：______浓盐酸在反应中体现了______性和______性．
（2）下列常用的干燥剂中，不能干燥氯气的是______
A、浓硫酸 B、P2O5 C、无水氯化钙 D、碱石灰
（3）氯气是______色的有毒气体，实验中剩余的氯气可用NaOH溶液吸收，请写出发生的离子方程式：______．
（4）若研究甲烷与氯气的取代反应，还需要的条件是______．若将如图2所示装置放在强光下照射会有______（填可能发生的不良后果）．
（5）若量筒中的甲烷和氯气的量比较大，放在光亮的地方足够长的时间，下方水槽中的现象是______，产生此现象的原因______（用文字和方程式说明）
正确答案
解：（1）实验室制取氯气用二氧化锰氧化浓盐酸，反应的化学方程式为：MnO2+4HCl（浓）
故答案为：MnO2+4HCl（浓）
（2）氯气是一种酸性气体，不能用碱性干燥剂进行干燥，因此不能选用D．碱石灰干燥，
故答案为：D；
（3）氯气是一种黄绿色有毒的气体，尾气处理时需要用氢氧化钠溶液吸收，反应的方程式为：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O，
故答案为：黄绿；Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；
（4）甲烷和氯气发生取代反应，还需要光照，但如果在强光下直接照射，则容易发生爆炸现象，
故答案为：光照；爆炸；
（5）甲烷和氯气发生取代反应，在生成卤代烃的同时，生成物中有氯化氢，氯化氢极易溶于水，和硝酸银反应生成氯化银，因此在水槽中会出现白色沉淀，
故答案为：出现白色沉淀；甲烷和氯气取代反应HCl溶于水，与硝酸银溶液作用产生难溶氯化银，Cl-+Ag+=AgCl↓．
解析
解：（1）实验室制取氯气用二氧化锰氧化浓盐酸，反应的化学方程式为：MnO2+4HCl（浓）
故答案为：MnO2+4HCl（浓）
（2）氯气是一种酸性气体，不能用碱性干燥剂进行干燥，因此不能选用D．碱石灰干燥，
故答案为：D；
（3）氯气是一种黄绿色有毒的气体，尾气处理时需要用氢氧化钠溶液吸收，反应的方程式为：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O，
故答案为：黄绿；Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；
（4）甲烷和氯气发生取代反应，还需要光照，但如果在强光下直接照射，则容易发生爆炸现象，
故答案为：光照；爆炸；
（5）甲烷和氯气发生取代反应，在生成卤代烃的同时，生成物中有氯化氢，氯化氢极易溶于水，和硝酸银反应生成氯化银，因此在水槽中会出现白色沉淀，
故答案为：出现白色沉淀；甲烷和氯气取代反应HCl溶于水，与硝酸银溶液作用产生难溶氯化银，Cl-+Ag+=AgCl↓．
扫码查看完整答案与解析