Question

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混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。

（1）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：______________________________________________。
（2）若题目中甲烷与氯气的体积之比为1∶1，则得到的产物为____（填字母编号）。
A．CH₃Cl　HCl
B．CCl₄　HCl
C．CH₃Cl　CH₂Cl₂
D．CH₃Cl　CH₂Cl₂　CHCl₃　CCl₄　HCl
（3）经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是________
（填字母编号）。
A．升高    B．降低      C．不变    D．无法确定
（4）若水中含有Na₂SiO₃，则在U形管左端会观察到________________________________。
（5）右端玻璃管的作用是_______________________________。

Answer 1

（1）CH₄＋4Cl₂CCl₄＋4HCl
（2）D
（3）B
（4）有白色胶状沉淀生成
（5）平衡气压

（1）因Cl₂足量，若充分反应，则CH₄中的四个H原子可完全被取代，生成CCl₄和HCl，CH₄＋4Cl₂CCl₄＋4HCl。
（2）甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和HCl。
（3）甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U形管右侧液面下降，左侧液面上升。
（4）因左侧生成HCl溶于水后发生反应
2HCl＋Na₂SiO₃=H₂SiO₃↓＋2NaCl，
所以观察到有白色胶状沉淀生成。
（5）为了平衡气压，在U形管右侧插有一个玻璃管。