Question

6．將等物質(zhì)的量的Cl₂和CH₄混合氣體A．
（1）若將裝有A的試管口用橡膠塞塞住，然后在光亮的地方放置一段時(shí)間后，試管中可能存在的氣體有①②③④（填數(shù)字序號，下同），氣體中物質(zhì)的量最多的是①
①HCl②Cl₂ ③CH₄  ④CH₃Cl  ⑤CH₂Cl₂ ⑥CHCl₃  ⑦CCl₄
（2）將A充入一個(gè)容積為 25mL的量筒中，將量筒倒置在盛有飽和食鹽水的水槽中，用日光照射，可觀察到的現(xiàn)象是氣體顏色變淺、液面上升、有油狀液滴出現(xiàn)、有白色晶體析出；
（3）將A氣體充入的U形管左端，水平部分有一段氣柱，其他兩端的液體為飽和食鹽水且飽和食鹽水與氣柱不反應(yīng)也不溶解，使用稍暗的光線使反應(yīng)緩慢進(jìn)行，中間氣柱的長度將A（填字母序號）（假設(shè)中間氣柱未移出U形管水平部分）
A 變大   B 變小  C 不變  D 難以確定．

Answer 1

分析 （1）甲烷和氯氣在光照條件下反應(yīng)，生成物有CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄和HCl，剩余的氣體有Cl₂、CH₄，然后根據(jù)物質(zhì)的狀態(tài)來解答；
（2）甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成CH₃Cl（氣體）、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄、HCl，氯氣逐漸減少甚至消失，氯氣的顏色逐漸變淺或消失；反應(yīng)后有油狀液滴（二氯甲烷、三氯甲烷與四氯甲烷）出現(xiàn)；反應(yīng)過程中氣體的體積減小，導(dǎo)致試管內(nèi)的壓強(qiáng)低于外界大氣壓；氯化氫溶于水后溶液中氯離子濃度增大，導(dǎo)致氯化鈉固體析出；
（3）甲烷與氯氣反應(yīng)生成了液態(tài)的CH₂Cl₂、CHCl₃和CCl₄，使左側(cè)氣體總體積減小右側(cè)液面下降，中間氣柱的壓強(qiáng)減小，長度變大．

解答 解：（1）烷和氯氣在光照條件下反應(yīng)，生成物有：CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄和HCl，剩余的氣體有Cl₂、CH₄，但CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄為液體，所以容器中可能存在的氣體有①HCl②Cl₂ ③CH₄  ④CH₃Cl；由于每步反應(yīng)中都有氯化氫生成，則物質(zhì)的量最大的為①HCl，
故答案為：①②③④；①；
（2）甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成CH₃Cl（氣體）、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄、HCl，隨著氯氣濃度的變小氣體顏色變淺，反應(yīng)生成的氯化氫極易溶于水，液面上升，反應(yīng)后有油狀液滴（二氯甲烷、三氯甲烷與四氯甲烷）出現(xiàn)；氯化氫溶于水后溶液中氯離子濃度增大，導(dǎo)致氯化鈉固體析出，
故答案為：氣體顏色變淺、液面上升、有油狀液滴出現(xiàn)、有白色晶體析出；
（3）CH₄和Cl₂在稍暗的光線下緩慢反應(yīng)生成了液態(tài)的CH₂Cl₂、CHCl₃和CCl₄，使左側(cè)氣體總體積減小，壓強(qiáng)減小，則右側(cè)液面下降，中間氣柱的壓強(qiáng)減小，由于氣體的物質(zhì)的量不變，根據(jù)PV=nRT可知，V應(yīng)增大，則長度變大，
故答案為：A．

點(diǎn)評 本題考查了甲烷的取代反應(yīng)，題目難度中等，明確甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的原理為解答關(guān)鍵，（1）中注意生成物狀態(tài)，題中要求的是氣體，為易錯(cuò)點(diǎn)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>