特别提醒　点燃甲烷前必须检验纯度。空气中的甲烷含量在5%～15.4%(体积)范围内时，遇火花将发生爆炸；煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。

②将CH4通入酸性KMnO4溶液中，观察现象，试解释其原因。

答案　现象：酸性KMnO4溶液的颜色不发生变化；

原因：CH4分子为正四面体结构，结构对称，通常情况下化学性质比较稳定。

(2)甲烷的取代反应

按要求完成下列实验，并填写下表：

实验操作 　 实验现象 A装置：①试管内气体颜色逐渐变浅，②试管内壁有油状液滴出现，③试管中有少量白雾生成，④试管内液面上升，⑤水槽中有固体析出；B装置：无明显现象 实验结论 CH4与Cl2在光照时才能发生化学反应

①上述实验A中发生反应的化学方程式为

CH4＋Cl2\s\up7(光(光)CH3Cl＋HCl；

CH3Cl＋Cl2\s\up7(光(光)CH2Cl2＋HCl；

CH2Cl2＋Cl2\s\up7(光(光)CHCl3＋HCl；

CHCl3＋Cl2\s\up7(光(光)CCl4＋HCl。

②取代反应是指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替代的反应。CH4和Cl2反应的四种取代产物都不溶于水，除一氯甲烷常温下是气体外，其他三种都是油状液体。

③问题讨论

a．若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子变成一氯甲烷，还是正四面体结构吗？

答案　因C-H键与C-Cl键的长度不同，故CH3Cl是四面体结构，但不是正四面体结构。

b．CH4与Cl2发生取代反应时，有机取代产物的总物质的量与CH4的物质的量有何关系？

答案　根据碳元素守恒，四种有机取代产物的总物质的量等于反应物CH4的物质的量。

c．CH3Cl、CCl4只有一种结构，能说明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吗？

答案　不能。因为不论CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是正方形的平面结构，CH3Cl、CCl4均只有一种结构。

归纳总结