Question

19．如图1所示，将封闭的甲烷和氯气混合气体（体积比为1：4）的装置放置在光亮的地方，让混合气体充分反应．
（1）使用饱和食盐水封闭混合气体的原因是氯气以及甲烷都不溶于饱和食盐水中．
（2）若两种气体恰好完全反应且只生成一种有机物，则反应的化学方程式为CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl；
（3）经过几小时的反应后，U形管右管中液面的变化是B（填字母）
A升高  B将低   C不变   D无法确定
（4）已知CH₄分子呈正四面体形状，如图2所示为一个立方体，已画出1个C原子，1个H原子和1个共价键（实线表示），请画出另外3个H原子的合适位置和3条共价键．

Answer 1

分析 （1）根据氯气以及甲烷的水溶性来回答；
（2）根据甲烷和氯气发生取代反应的实质来回答判断；
（3）根据大气压强原理来判断U型管右端的玻璃管中水柱变化；
（4）甲烷是正四面体结构，碳原子位于四面体的正中心，四个氢原子位于四面体的四个顶点，据此回答判断．

解答 解：（1）氯气以及甲烷都不溶于饱和食盐水中，使用饱和食盐水封闭混合气体，可以便于观察甲烷和氯气之间的反应情况，故答案为：氯气以及甲烷都不溶于饱和食盐水中；
（2）甲烷中的氢原子可以被氯原子取代，甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物即四氯化碳的化学方程式为：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl，
故答案为：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl；
（3）经过几个小时的反应后，消耗氯气，反应中气体的物质的量减少，所以压强减小，且生成的HCl能够溶解于水，U型管右端的玻璃管中水柱降低，故答案为：B；
（4）由于碳原子在正方体中心，一个氢原子在顶点，因为碳氢键是等长的，那么另三个氢原子也应在正方体的顶点上，正方体余下的七个顶点可分成三类，三个为棱的对侧，三个为面对角线的对侧，一个为体对角线的对侧．显然三个在面对角线对侧上的顶点为另三个氢原子的位置，即由于碳原子在正方体中心，一个氢原子在顶
点，
因为碳氢键是等长的，
那么另三个氢原子也应在正方体的顶点上，
正方体余下的七个顶点可分成三类，
三个为棱的对侧，
三个为面对角线的对侧，
一个为体对角线的对侧．
显然三个在面对角线对侧上的顶点为另三个氢原子的位置
，故答案为：．

点评 本题考查了甲烷的性质，注意甲烷和氯气发生取代生成一系列取代产物，分析现象时抓住生成物的性质特征．