Question

4．如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：4）的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略．将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放
置在有光的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间．
（1）假设甲烷与氯气（体积比为1：4）反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl
（2）经过几个小时的反应后，U形管右端的玻璃管中水柱变化是B（填字母序号）
A．升高  B．降低  C．不变  D．无法确定
（3）试解释U形管右端的玻璃管中水柱变化的原因反应过程中气体的物质的量减小，且生成的HCl能够溶解于水中，所以左侧压强减小，故右侧玻璃管中的水柱降低．

Answer 1

分析 （1）根据甲烷和氯气发生取代反应的实质来回答判断；
（2）根据大气压强原理来判断U型管右端的玻璃管中水柱降低；
（3）根据大气压强原理以及氯化氢是易溶于水的气体来分析判断．

解答 解：（1）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；
（2）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；
（3）由上述化学方程式CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl可知，此反应中气体的物质的量减少，且生成的HCl易溶解于水，所以左侧压强减小至零，故右侧玻璃管中的水柱降低，
故答案为：反应过程中气体的物质的量减小，且生成的HCl能够溶解于水中，所以左侧压强减小，故右侧玻璃管中的水柱降低．

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，题目难度不大．