Question

【题目】把1 mol CH4 和一定量Cl2组成的混合气体通入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，回答下列问题：

（1）片刻后试管中的现象为：

①试管内气体的颜色变浅，②试管壁上出现_________________________、③试管内__________________、____________________。

（2）在反应结束后，试管内的产物最多的是___________，空间构型呈正四面体的产物为___________。

（3）若（2）中生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl2的物质的量为________mol。

（4）与CH4相邻同系物的结构简式为_______________该同系物与Cl2发生一氯取代反应的化学方程式为__________________________。

Answer 1

【答案】油状液滴 出现白雾 液面上升 HCl CCl4 2.5 CH3CH3 或CH3-CH3

【解析】

对甲烷与氯气反应实验现象的理解，取代反应实质是一个原子（或原子团）代替另外一个原子（或原子团）。

把1 mol CH4 和一定量Cl2组成的混合气体通入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，

⑴片刻后试管中的现象为：氯气和甲烷在光照条件下发生反应，颜色逐渐变浅，试管内出现白雾，试管壁上出现油状液体，试管内液面上升，

故答案为油状液滴；出现白雾；液面上升；

⑵甲烷和氯气是一系列的反应，每一步反应都生成HCl，因此试管内的产物最多的是HCl，空间构型呈四面体有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，但呈正四面体的产物为四氯化碳，

故答案为HCl；CCl4；

⑶若⑵中生成的四种有机产物的物质的量相同即一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳各0.25 mol，根据反应方程式分析每取代一个氢原子消耗一个氯气，取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，因此0.25mol×(1 + 2 + 3 + 4)=2.5 mol，则反应消耗的Cl2的物质的量为2.5mol，

故答案为2.5；

⑷与CH4相邻同系物为乙烷，其结构简式为CH3CH3或CH3—CH3，该同系物与Cl2发生一氯取代反应的化学方程式为CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl。

故答案为CH3CH3或CH3—CH3；CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl。