- 甲烷的结构与性质
- 共502题
光照混合在试管中的甲烷和氯气的混合气体后，拔开试管塞，在实验的过程中不可能观察到的现象是（ ）
正确答案
解析
解：A．随反应进行，氯气的浓度减小，试管中气体的黄绿色变浅，故A正确；
B．反应过程中试管中无火星出现，故B错误；
C．试管壁上有油状液滴（三氯甲烷与四氯甲烷）出现，故C正确；
D．反应有氯化氢生成，氯化氢极易溶于水，故试管口有白雾，故D正确．
故选B．
将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气瓶，用玻璃片把瓶口盖好后，分别作如下处理，各有怎样的现象发生．
（1）置于黑暗处______．
（2）将点燃的镁条靠近集气瓶外壁______．
（3）放在光亮的教室里______．
（4）甲烷和氯气发生的一系列反应都是______反应（填反应类型），有机物中常用做有机溶剂的是______，可用做灭火剂的是______．
正确答案
无明显现象
爆炸
黄绿色逐渐变浅，有油状液滴生成
取代
CHCl3、CCl4
CCl4
解析
解：（1）甲烷与氯气反应须在光照的条件下反应，所以，在黑暗的条件下，无现象，故答案为：无明显现象；
（2）镁和氧气在点燃的条件下发生放热反应，放出的热量，能提供给甲烷和氯气反应所需要的热量，所以甲烷和氧气发生爆炸，故答案为：爆炸；
（3）甲烷与氯气反应，可生成有机物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，其中二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷为油状液体，所以放在有光线的房子里，黄绿色的氯气被反应掉，气体的颜色变浅，有油状液滴生成，
故答案为：黄绿色逐渐变浅，有油状液滴生成；
（4）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、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢，在反应生成物中有四种有机物：一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，常用作有机溶剂的是三氯甲烷、四氯甲烷（CHCl3、CCl4），常用作灭火剂的是四氯甲烷（CCl4），
故答案为：取代；CHCl3、CCl4；CCl4．
（1）大约30min后，可以观察到量筒壁上出现______ 状液体，该现象说明生成了______（填序号）①CH3Cl； ②CH2Cl2；③CHCl3； ④CCl4量筒内出现的白雾是______，量筒内液面______（填“上升”、“下降”或“不变”），
（2）使0.5摩尔甲烷和氯气发生取代反应，生成相同物质的量的四种有机取代物，则需要氯气的物质的量是______A.2.5mol；B.2mol；C.1.25mol； D.0.5mol
（3）液化石油气的主要成分是丙烷，试写出丙烷燃烧的化学方程式______．将现用液化石油气的燃具改用天然气时应______进空气的风口．（填增大或减少）
（4）下列烷烃的分子式有 3种同分异构体的是______．（填字母）A．C5H12；B．C4H10； C．C3H8；D．C2H6．
正确答案
解：（1）甲烷可以和氯气发生取代反应，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷是气体，生成的氯化氢极易溶于水，遇水蒸气形成白雾，容器中的压强较低，液面上升，故答案为：油状；②③④；盐酸的小液滴；上升；
（2）四种取代物的物质的量相同，即各为0.125mol，发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，消耗氯气的物质的量为0.125mol+2×0.125mol+3×0.125mol+4×0.125mol=1.25mol，故选C；
（3）丙烷燃烧生成二氧化碳和水，同体积的两种燃气，液化石油气耗氧量多，把液化石油气的灶具改用天然气为燃料时，需要减少空气气的量，故答案为：C3H8+5O2
（4）C5H123种同分异构体；C4H102种同分异构体；C3H8、C2H6无同分异构体，故选A．
解析
解：（1）甲烷可以和氯气发生取代反应，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷是气体，生成的氯化氢极易溶于水，遇水蒸气形成白雾，容器中的压强较低，液面上升，故答案为：油状；②③④；盐酸的小液滴；上升；
（2）四种取代物的物质的量相同，即各为0.125mol，发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，消耗氯气的物质的量为0.125mol+2×0.125mol+3×0.125mol+4×0.125mol=1.25mol，故选C；
（3）丙烷燃烧生成二氧化碳和水，同体积的两种燃气，液化石油气耗氧量多，把液化石油气的灶具改用天然气为燃料时，需要减少空气气的量，故答案为：C3H8+5O2
（4）C5H123种同分异构体；C4H102种同分异构体；C3H8、C2H6无同分异构体，故选A．
若甲烷与氯气以物质的量之比1：3混合，在光照下得到的产物：（1）CH3Cl，（2）CH2Cl2，（3）CHCl3，（4）CCl4，（5）HCl其中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：甲烷和氯气在光照下，会发生四步取代反应，而反应进行到哪一步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比来决定的，即使甲烷和氯气的物质的量之比是1：1的情况，也不会仅生成CH3Cl，因为一旦生成CH3Cl后，CH3Cl分子中的氢原子又可继续被氯原子取代，直到分子中氢原子都被取代完，因此其产物不是纯净的CH3Cl．题设甲烷与氯气以物质的量之比1：3混合，则四步取代反应都发生，所以得到的是四种氯代烃和氯化氢的混合物，
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．某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图所示，根据要求填空：
（1）写出CH4与Cl2生成一氯代物的化学反应方程式______；
（2）B装置有三种功能：①控制气体流速；②使气体混合均匀；③______；
（3）D装置中的石棉上均匀附着湿润的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）装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为______：
（6）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理．其尾气的主要成分是______（填编号）．
A．CH4 B．CH3Cl C．CH2Cl2 D．CHCl3 E．CCl4．
正确答案
解：（1）甲烷与氯气在光照的条件下发生取代反应CH4+Cl2
（2）B装置有三种功能：①控制气体流速；②使气体混合均匀；③干燥气体，故答案为：干燥气体；
（3）湿润的KI粉末可以用来除去过量的氯气，发生反应：2KI+Cl2=2KCl+I2，故答案为：除去过量的氯气；
（4）由于上述过程中产生的氯气和HCl均易导致大气污染，所以E的作用是吸收尾气，HCl极易溶于水已发生倒吸，所以E还可以防止倒吸，故答案为：CD；
（5）E中含有HCl和氯代甲烷，HCl极易溶于水，氯代甲烷不溶于水，可用分液的方法分开，故答案为：分液；
（6）有机反应大多不能进行到底，故有剩余的甲烷，生成的四种氯代物中H3Cl为气体，不溶于水，故尾气中含有CH4、CH3Cl，故答案为：AB．
解析
解：（1）甲烷与氯气在光照的条件下发生取代反应CH4+Cl2
（2）B装置有三种功能：①控制气体流速；②使气体混合均匀；③干燥气体，故答案为：干燥气体；
（3）湿润的KI粉末可以用来除去过量的氯气，发生反应：2KI+Cl2=2KCl+I2，故答案为：除去过量的氯气；
（4）由于上述过程中产生的氯气和HCl均易导致大气污染，所以E的作用是吸收尾气，HCl极易溶于水已发生倒吸，所以E还可以防止倒吸，故答案为：CD；
（5）E中含有HCl和氯代甲烷，HCl极易溶于水，氯代甲烷不溶于水，可用分液的方法分开，故答案为：分液；
（6）有机反应大多不能进行到底，故有剩余的甲烷，生成的四种氯代物中H3Cl为气体，不溶于水，故尾气中含有CH4、CH3Cl，故答案为：AB．
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