Question

甲烷是天然气的主要成分，是生产生活中应用非常广泛的一种化学物质。下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。

A．     B．     C．     D．

(1)甲烷的球棍模型是____________

(2)甲烷与丙烷互为____________

A.同位素     B.同素异形体     C.同系物     D.同分异构体。

(3)某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况，设计了以下实验。

[实验一]用如图所示装置，试管中是甲烷和氯气的混合气体，光照后观察实验现象，回答以下问题。

①该反应的反应类型为_________。

②该反应的化学方程式为(只写第一步)_________。

③该实验的实验现象为____________、____________、试管壁上出现油状液滴。

④若题目中甲烷与氯气体积之比为1∶1，则得到的产物为____________(填字母，下同)。

A.、    

B.、

C.、    

D.、、、、

[实验二]实验一光照一段时间后，往水槽中滴加溶液，看到有白色沉淀生成，认为甲烷与氯气反应有氯化氢生成。

⑤你认为该实验设计得出的结论是否正确？若不正确，回答理由_______。

Answer

C C 取代反应 CH4+Cl2CH3Cl+HCl 量筒内液面上升 黄绿色褪去 D 氯水中加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀

【解析】

(2)甲烷和氯气的反应是取代反应，反应方程式为：第一步：CH4+Cl2CH3Cl+HCl；第二步：CH3Cl +Cl2CH2Cl2+HCl；第一步：CH2Cl2 +Cl2CHCl3+HCl；第一步：CHCl3+Cl2CCl4+HCl，四步反应同时进行，实验现象为：黄绿色褪去、量筒内液面上升、试管壁上出现油状液滴。

(1)A为甲烷分子结构示意图；B为电子式；C为球棍模型；D为比例模型；故答案选：C；

(2)甲烷(CH4)和丙烷(CH3CH2CH3)结构相似，分子组成上相差2个单位的“CH2”，两者互为同系物；故答案选：C；

(3)甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷和HCl，

①该反应的反应类型为：取代反应；

②该反应的第一步化学方程式为：CH4+Cl2CH3Cl+HCl；

③该实验是CH4与Cl2的反应，氯气是黄绿色气体，故能观察到黄绿色逐渐变浅，由于压强差，量筒内的液面上升，内部产生白雾，反应的产物有CH2Cl2、CHCl3、CCl4，都是液态有机物，观察到壁上出现油滴，故答案为：量筒内液面上升；黄绿色褪去；

④CH4与Cl2的取代反应，是四步反应同时发生的，故产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种氯代产物和HCl，故答案选：D

氯水中存在化学平衡：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，溶液中也存在Cl-，故当加入AgNO3溶液时，也会发生Ag++Cl-=AgCl↓，产生白色沉淀，就不能保证是氯化氢与AgNO3反应产生的白色沉淀，则结论不正确，故答案为：氯水中加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀。