Question

18．甲烷與氯氣反應的實驗探究：
（1）操作方法：向兩支盛有甲烷的試管中（其中一支用黑紙包好），分別快速地加入0.5g KMnO₄和1mL濃鹽酸，然后迅速地輕輕塞上膠塞，放在試管架上，將沒有包黑紙的試管在室內光線（日光燈）照射下，或用高壓汞燈的紫外線照射，片刻后，請猜想你所觀察到的現象．
（2）你從實驗中能得到哪些信息？
（3）從所得實驗信息中你能得到哪些啟示？
（4）你能說出其中的反應原理嗎？

Answer 1

分析 甲烷和氯氣的反應需要在光照下發生，或用高壓汞燈的紫外線照射，KMnO₄和濃鹽酸之間反應可以產生氯氣，甲烷和氯氣在光照下發生取代反應產物是有機物以及氯化氫，據此回答即可．

解答 解：（1）甲烷和氯氣的反應需要在光照下發生，或用高壓汞燈的紫外線照射，KMnO₄和濃鹽酸之間反應可以產生氯氣，甲烷和氯氣在光照下發生取代反應產物是有機物以及氯化氫，現象是：沒有包黑紙的試管內黃綠色氣體變淺，試管壁出現油滴，包黑紙的試管內無現象，答：沒有包黑紙的試管內黃綠色氣體變淺，試管壁出現油滴，包黑紙的試管內無現象；
（2）甲烷和氯氣的反應需要在光照下發生，沒有光照或是用高壓汞燈的紫外線照射反應不會發生，答：甲烷和氯氣的反應需要在光照下發生，沒有光照或是用高壓汞燈的紫外線照射反應不會發生；
（3）從所得實驗信息中得到甲烷和氯氣的反應需要在光照下發生的啟示，答：甲烷和氯氣的反應需要在光照下發生；
（4）甲烷中的氫原子可以被氯氣中的氯原子代替，得到鹵代烴，根據被取代的氫原子數目的不同，而得到不同的取代產物，
答：甲烷中的氫原子可以被氯氣中的氯原子代替，得到鹵代烴，同時下來的氫原子和氯原子結合成HCl，根據被取代的氫原子數目的不同，得到不同的取代產物．

點評 本題考查學生家玩的化學性質：甲烷和氯氣之間的取代反應，注意反應發生的條件以及反應的產物和伴隨的現象是關鍵，難度中等．