Question

19．如圖所示，U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣（體積比為1：4）的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解度可以忽略．將封閉有甲烷和氯氣的混合氣體的裝置放置在有光亮的地方，讓混合氣體緩慢地反應一段時間．
（1）假設甲烷與氯氣反應充分，且只產生一種有機物，請寫出化學方程式：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl．
（2）若題目中甲烷與氯氣的體積比為1：1，則得到的產物為D．
    A．CH₃Cl　HCl
    B．CCl₄　HCl
    C．CH₃Cl　CH₂Cl₂
    D．CH₃Cl　CH₂Cl₂　CHCl₃　CCl₄　HCl
（3）經過幾個小時的反應后，U形管右端的水柱變化是B．
A．升高  B．降低  C．不變  D．無法確定
（4）右端玻璃管的作用是平衡氣壓．

Answer 1

分析 （1）根據甲烷和氯氣發生取代反應的實質來回答判斷；
（2）甲烷和氯氣在光照條件下發生取代反應，甲烷的取代反應為逐步取代，但是多步取代反應是同時進行的，據此進行判斷；
（3）根據大氣壓強原理來判斷U型管右端的玻璃管中水柱變化；
（4）右端玻璃管和大氣相通，可平衡壓強．

解答 解：（1）甲烷中的氫原子可以被氯原子取代，甲烷與氯氣反應充分，且只產生一種有機物即四氯化碳的化學方程式為：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl，
故答案為：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl；
（2）甲烷和氯氣在光照條件下發生逐步取代反應，但是多步取代反應是同時進行飛，所有得到的產物與甲烷和氯氣的物質的量之比無關，故得到的產物為：CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄、HCl，則D正確，
故答案為：D；
（3）經過幾個小時的反應后，消耗氯氣，反應中氣體的物質的量減少，所以壓強減小，且生成的HCl能夠溶解于水，U型管右端的玻璃管中水柱降低；
故答案為：B；
（4）右端玻璃管和大氣相通，可平衡氣壓，
故答案為：平衡氣壓．

點評 本題考查了甲烷的性質，題目難度不大，明確甲烷和氯氣發生取代生成一系列取代產物，分析現象時抓住生成物的性質特征，注意平時知識的積累是解題的關鍵．