反应物--卤素单质可发生反应,氯水、溴水与CH4不发生反应。
(3)甲烷高温下可分解
其反应为CH4C+2H2。
4. 应用
①制备氟利昂。其过程为CH4CHCl3CHFCl2。
②合成甲醇。其过程为CH4(CO+H2) CH3OH。
【随堂练习】
下列叙述错误的是( )
A. 通常情况下,甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应
B. 甲烷是正四面体结构
C. 甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3,还是CCl4,都属于取代反应
D. 甲烷的四种取代物常温下均为液体
答案:D
思路分析:通常情况下甲烷较稳定,不与强酸、强碱和强氧化剂反应,A正确;甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,B正确;甲烷与Cl2在光照时发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl五种产物,其中四种有机产物中CH3Cl为气体,CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体,C正确,D错误。
例题1 1 mol CH4与一定量的Cl2在光照条件下反应,生成的四种氯代物的物质的量相等,则参加反应的Cl2的物质的量是( )
A. 2 mol B. 2.5 mol
C. 3 mol D. 4 mol
思路分析:1 mol CH4与Cl2发生取代反应,由题意知,得到的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量均为0.25 mol,即这四种取代物中:n(Cl)=0.25×(1+2+3+4)=2.5 mol,根据取代反应的特点知:n(HCl)=2.5 mol,故生成物中含氯原子的物质的量为5 mol,则n(Cl2)=2.5 mol。
答案:B
例题2 CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是( )
A. CH3Cl不存在同分异构现象
B. CH2Cl2不存在同分异构现象
C. CHCl3不存在同分异构现象
D. CH4是气体分子
思路分析:CH4分子中有四个等同的CH键,可能有两种对称的结构--正四面体结构和平面正方形结构。甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构,一氯代物均不存在同分异构体。而平面正方形中,四个氢原子的位置虽然也相同,但是相互间存在相邻和相间的关系,