反应特点 连锁反应 数量关系 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行， 即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl
1．下列物质中，在一定条件下，可与甲烷发生化学反应的是( ) A．氯气 C．四氯化碳
B．溴水
D．酸性KMnO4溶液
解析：选A A项，氯气与甲烷可以发生取代反应，正确；B项，甲烷不与溴水发生反应，错误；C项，甲烷不与四氯化碳发生反应，错误；D项，甲烷不能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应而褪色，错误。
2．在标准状况下，22.4 L CH4与氯气在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气为( )
A．0.5 mol C．2.5 mol
B．2 mol D．4 mol
解析：选C 1 mol CH4与氯气发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol，该四种取代物中 n(Cl)＝0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol，根据取代反应特点，1/2的氯原子进入氯化氢，所以n(HCl)＝2.5 mol，故生成物中所含氯原子共2.5 mol＋2.5 mol＝5 mol，参加反应的氯气为n(Cl2)＝2.5 mol。
[三级训练·节节过关]
1．下列有关甲烷的叙述中不正确的是( ) A．甲烷燃烧火焰呈淡蓝色 B．甲烷的密度比空气的小 C．甲烷极难溶解于水
D．甲烷性质稳定，不与任何其他物质反应
解析：选D 甲烷的性质稳定，但在特定条件下也可以与其他物质(如O2)反应。 2．要验证甲烷中含有C、H元素，可将其完全燃烧产物依次通过( ) ①浓硫酸 ②无水硫酸铜 ③澄清石灰水 A．①②③ C．②③①
B．②③ D．③②
解析：选B 要验证甲烷中含有C、H元素，可检验燃烧产物中含有水和二氧化碳，其中水遇无水硫酸铜粉末变蓝色，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，故将燃烧产物依次通过无水硫酸铜和澄清石灰水即可。
3．下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是( )
A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构 B．CH4、CCl4都是正四面体结构 C．CH4和CCl4中的化学键完全相同 D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
解析：选B CH3Cl是四面体结构而不是正四面体，A错误；CH4和CCl4中的C—H键和C—Cl键不同，C错误；CH4和CCl4的结构性质不同，D错误。
4．将等物质的量的甲烷和氯气混合后，在漫射光的照射下充分反应，生成物中物质的量最大的是( )
A．HCl C．CH2Cl2
B．CH3Cl D．CCl4
解析：选A 若CH4和Cl2均为1 mol，二者反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，根据反应原理和碳、氯原子守恒可知，前四种物质与剩余CH4的物质的量之和为1 mol，HCl为1 mol。
5.把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有AgNO3溶液的水槽中，放在光亮处。
(1)片刻后发现试管壁上有油状液滴出现，该油状液滴可能是______，水槽中还观察到________，原因是
____________________________________________(用离子方程式解释)。
(2)甲烷和氯气发生的一系列反应都是________(填反应类型)，请写出甲烷和氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式：_________________________________________________。
解析：CH4和Cl2在光照下发生取代反应生成CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，使试管壁上有油状液滴；因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升，HCl溶于水后，与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀。
答案：(1)CH2Cl2、CHCl3、CCl4 有白色沉淀产生 Ag＋Cl===AgCl↓
光(2)取代反应 CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl
＋
－
2017-2018学年高中化学-第三章-有机化合物-第1节-最简单的有机化合物——甲烷-第1课时学案1(新人教版)必修2
