(1)把1体积的甲烷和4体积的氯气组成的混合气体充入大试管中,并将试管倒立在盛有硝酸银溶液的烧杯中,然后放置在光亮处,预测观察到的现象。
提示:CH4与Cl2光照条件下反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,随着反应的进行,Cl2不断消耗,黄绿色逐渐消失,又由于生成的CH2Cl2、CHCl3和CCl4常温下均为无色液体,Cl2易溶于有机溶剂,使试管内壁上有黄色油滴出现;因生成的HCl易溶于水,反应后,试管内压强减小,水位在试管内上升,HCl溶于水后,与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀。
(2)写出上述过程中反应的化学方程式,并指明反应的类型。
提示:甲烷与氯气的反应方程式为
CH4+Cl2
CH3Cl+HCl;CH4+2Cl2
CH2Cl2+2HCl;CH4+3Cl2CHCl3+3HCl;CH4+4Cl2CCl4+4HCl。反应的类型为取代反应。
生成白色沉淀的反应为HCl+AgNO3
AgCl↓+HNO3,反应的类型为复分解反应。
(3)上述实验装置能否说明甲烷和氯气发生的是取代反应。
提示:甲烷与氯气的取代反应生成HCl,可以通过证明HCl生成说明此反应为取代反应,但是体系中过量的氯气会干扰实验的验证,因此本实验装置不能证明甲烷与氯气发生的是取代反应。
一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)
5.(2019·泰安高一检测)在光照条件下,将1 mol CH4与Cl2反应,得到等物质的量的4种取代物,则消耗Cl2物质的量为 ( )
A.1 mol B.2 mol C.2.5 mol D.10 mol
【解析】选C。由于CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl,CH4+3Cl2
