Question

18．CH₄是天然氣、沼氣的主要成分，目前世界20%的能源需求由它提供．
（1）寫出CH₄的結構式．
（2）CH₄是重要的化工原料，可以制備重要溶劑四氯化碳，寫出由CH₄直接生成四氯化碳的化學方程式CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl．
（3）在碳原子數(shù)小于10的CH₄的同系物中，寫出一氯取代物只有一種的烷烴的結構簡式：CH₃CH₃、C（CH₃）₄（或C（CH₃）₃C（CH₃）₃）（任寫兩種）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)結構式可以在一定程度上反映真正的分子結構和性質(zhì)，甲烷分子中1個碳原子和4個氫原子分別形成1個碳氫共價鍵；
（2）根據(jù)取代反應原理寫出甲烷與氯氣反應生成四氯化碳的方程式；
（3）甲烷的同系物中，一氯取代物只有一種，說明該烷烴中只有一種等效氫原子，根據(jù)等效氫原子的判斷方法來解答．

解答 解：（1）甲烷是碳原子和氫原子間通過共價單鍵形成的空間正四面體結構，其結構式為，故答案為：；
（2）1mol甲烷與4mol氯氣發(fā)生取代反應生成四氯化碳和氯化氫，反應的化學方程式為CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl，故答案為：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl；
（3）烷烴分子中，同一個碳上的氫原子等效，連在同一個碳原子上的氫原子等效，具有鏡面對稱的碳原子上的氫原子等效，烷烴的一氯取代物只有一種，說明該烷烴中只有一種等效氫原子，在碳原子數(shù)小于10的所有烷烴的同分異構體中，其一氯取代物只有一種的甲烷的同系物的結構簡式為：CH₃CH₃、C（CH₃）₄和C（CH₃）₃C（CH₃）₃，
故答案為：CH₃CH₃、C（CH₃）₄（或C（CH₃）₃C（CH₃）₃）．

點評 本題考查了甲烷的結構與性質(zhì)、同分異構體的書寫，題目難度中等，注意掌握甲烷的結構與性質(zhì)，明確同分異構體的概念及書寫原則，（3）為難點，需要明確等效H原子的含義及應用方法．