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高中一年级化学

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    某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况,设计了几个实验.
    请填写下列空白:
    【实验一】用如图所示装置,排水法收集一试管甲烷和氯气的混合气体,光照后观察到量筒内形成一段水柱,认为有氯化氢生成.
    (1)该反应的化学方程式为______;(只写第一步)
    (2)水槽中盛放的液体最好为______;(填标号)
    A.水B.饱和石灰水C.饱和食盐水D.饱和NaHCO3溶液
    【实验二】用排蒸馏水法收集一试管甲烷和氯气的混合气体,光照反应后,滴加AgNO3溶液,看到有白色沉淀生成,认为有氯化氢生成.
    (3)该实验设计的错误之处______;
    【实验三】
    步骤一:收集半试管氯气,加入10mL蒸馏水,充分振荡,采用DIS系统的pH传感器测溶液的pH(下同).测得pH=3.26.
    步骤二:收集一试管甲烷和氯气的混合气体(各占50%),在40W的日光灯下光照6min后,加入10mL蒸馏水,充分振荡,测得pH=1.00.
    (4)判断该反应中有氯化氢生成的依据是______;
    (5)假设氯气完全参与反应,且不考虑氯气溶解于水.往反应后的溶液中加水稀释到100.00mL,取20.00mL稀释液,加入10.00mL浓度为0.01mol•L-1的AgNO3溶液恰好完全反应,则试管中原有氯气在标准状况下的体积为______mL.

    本题信息:化学问答题难度一般 来源:未知
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本试题 “某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况,设计了几个实验.请填写下列空白:【实验一】用如图所示装置,排水法收集一试管甲烷和氯气的混合气体,光照后观察...” 主要考查您对

甲烷

取代反应

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 甲烷
  • 取代反应
甲烷:

(1)结构式: 、球棍模型: 、比例模型:
空间构型为正四面体。
(2)物理性质:无色无味的气体,密度0.717g/L,记忆溶于水。
(3)化学性质:通常情况下甲烷比较稳定,与高锰酸钾等强氧化剂不反应,与强酸强碱不反应,可发生氧化反应、取代反应
①氧化反应:CH4+O2CO2+2H2O
②取代反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,甲烷在光照条件下反应,现象:试管内气体颜色逐渐变浅,试管壁上有油状液滴,试管中有少量白雾。甲烷中四个氢原子都可以与氯气发生取代,甲烷的4中氯代产物都不溶于水,常温下,一氯甲烷是气体,其他都为液体,三氯甲烷俗称氯仿。

甲烷与氯气等卤素单质反应的注意事项:

1.反应条件为光照,在室温或暗处不发生反应,但不能用强光直接照射,以免引起爆炸。
2.甲烷与溴蒸气、碘蒸气等纯卤素也能发生类似反应,但不能与溴水、碘水发生反应。
3.甲烷与氯气的反应是一种连锁反应,不会停留在某一步,因此产物一般是五种物质的混合物。
4.CH4与Cl2在光照条件反应,生成物中HCl的物质的量最多。
5.1mol有机物CxHy与Cl2发生完全取代反应时,消耗Cl2的物质的量为ymol。

原子共面的判断方法:

判断有机物分子中的原子是否共面,首先要熟悉常见的分子构型。如甲烷分子(CH4)为正四面体结构,其分子中最多有三个原子共面;乙烯分子 (CH2=CH2)中的所有原子共面;苯分子(C6H6)中的所有原子共面。在判断有机物分子中原子共面情况时,把要分析的分子看做是简单的常见分子的衍生物,即复杂问题简单处理
(1)在甲烷分子中,一个碳原子和任意两个氢原子可确定一个平面,即甲烷分子中有且只有三个原子共面。当甲烷分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在原来的平面上。
(2)乙烯分子中所有原子在同一平面内,键角为 120。当乙烯分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯分子所在的平面内。
(3)苯分子中所有原子在同一个平面内,键角为 120。当苯分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在苯分子所在的平面内。说明有机化合物分子中的单键(包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等)可以旋转;而双键、三键不能旋转


取代反应:

反应类型 定义 举例
取代反应 有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应

取代反应与置换反应的比较:

取代反应 置换反应
概念 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应 一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应
通式
(分别断键,重新组合, C、D可以相同,也可以不同)
单质+化合物==单质 +化合物
比较 (1)反应物中可以有单质,也可以没有单质
(2)反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响
(3)逐步取代。由于共价键断裂而交换原子或原子团
(1)反应物、产物中一定有单质
(2)在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动性顺序
(3)反应一般单向进行。单质与化合物通过电子的转移而发生氧化还原反应
实例

取代反应的判断方法:

1.取代反应是一类重要的有机反应,判定一个反应是否属于取代反应最直接的方法就是概念判定法,
2.从反应物的类型上看,取代反应的反应物至少有一种是有机物。
3.取代反应可以是一个原子被一个原子或原子团代替;也可以是一个原子团被一个原子或原子团代替等。


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