Question

19．如圖1所示，將封閉的甲烷和氯氣混合氣體（體積比為1：4）的裝置放置在光亮的地方，讓混合氣體充分反應．
（1）使用飽和食鹽水封閉混合氣體的原因是氯氣以及甲烷都不溶于飽和食鹽水中．
（2）若兩種氣體恰好完全反應且只生成一種有機物，則反應的化學方程式為CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl；
（3）經過幾小時的反應后，U形管右管中液面的變化是B（填字母）
A升高  B將低   C不變   D無法確定
（4）已知CH₄分子呈正四面體形狀，如圖2所示為一個立方體，已畫出1個C原子，1個H原子和1個共價鍵（實線表示），請畫出另外3個H原子的合適位置和3條共價鍵．

Answer 1

分析 （1）根據氯氣以及甲烷的水溶性來回答；
（2）根據甲烷和氯氣發生取代反應的實質來回答判斷；
（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）甲烷是正四面體結構，碳原子位于四面體的正中心，四個氫原子位于四面體的四個頂點，據此回答判斷．

解答 解：（1）氯氣以及甲烷都不溶于飽和食鹽水中，使用飽和食鹽水封閉混合氣體，可以便于觀察甲烷和氯氣之間的反應情況，故答案為：氯氣以及甲烷都不溶于飽和食鹽水中；
（2）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；
（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）由于碳原子在正方體中心，一個氫原子在頂點，因為碳氫鍵是等長的，那么另三個氫原子也應在正方體的頂點上，正方體余下的七個頂點可分成三類，三個為棱的對側，三個為面對角線的對側，一個為體對角線的對側．顯然三個在面對角線對側上的頂點為另三個氫原子的位置，即由于碳原子在正方體中心，一個氫原子在頂
點，
因為碳氫鍵是等長的，
那么另三個氫原子也應在正方體的頂點上，
正方體余下的七個頂點可分成三類，
三個為棱的對側，
三個為面對角線的對側，
一個為體對角線的對側．
顯然三個在面對角線對側上的頂點為另三個氫原子的位置
，故答案為：．

點評 本題考查了甲烷的性質，注意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．