提示:1 mol CH4与1 mol Cl2光照条件下发生取代反应得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的混合物。
3.CH4和Cl2取代反应的产物中物质的量最多的是什么?它与Cl2在量上有什么关系?
提示:因为在CH4和Cl2的取代反应中,每一步都有HCl生成,故产物中物质的量最多的是HCl。根据化学方程式可知,每生成1 mol HCl则消耗1 mol Cl2,故反应生成的HCl与反应消耗的Cl2的物质的量相等。
甲烷与氯气等卤素单质反应时注意的问题
(1)反应条件
光照但不能用强光直接照射,否则会发生爆炸,在黑暗处不发生反应。
(2)物质状态
与氯气相似,其他卤素单质在光照条件下,也能与甲烷发生取代反应。反应物中的卤素为卤素单质,如甲烷通入溴水中不反应。
(3)连锁反应
甲烷的取代反应是一种连锁反应,即第一步反应一旦开始,后续反应立即进行。
(4)产物
光照甲烷与氯气的混合物,得到甲烷各种氯代物与HCl的混合物,生成物中HCl的物质的量最多。
(5)数量关系
CH4与Cl2发生取代反应时,有1 mol H被取代,就有1 mol Cl2被消耗,同时生成1 mol HCl。即1 mol CxHy与Cl2发生取代反应时,最多可消耗y mol Cl2。
1.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 B.2 mol
C.2.5 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,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