Question

如圖所示，U型管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣（體積比為1：4）的混和氣體，假定氯氣在水中溶解度可以忽略．將該裝置放置在有光亮的地方，讓混和氣體緩慢地反應(yīng)一段時間．
（1）假設(shè)甲烷與氯氣充分反應(yīng)，且只產(chǎn)生一種有機物，該產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為

 

．請寫出化學(xué)方程式（請用一步化學(xué)方程式來表示）．

 

．
（2）經(jīng)過幾個小時的反應(yīng)后，U型管左端顏色的變化是

 

，U型管右端的玻璃管中水柱變化是

 

．
A．升高      B．降低      C．不變     D．無法確定
（3）試解釋U型管右端的玻璃管中水柱變化的原因

 

．

Answer 1

考點：甲烷的化學(xué)性質(zhì),取代反應(yīng)與加成反應(yīng)

專題：實驗題

分析：（1）根據(jù)甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的實質(zhì)來回答判斷；
（2）根據(jù)氯氣和甲烷反應(yīng)，逐漸消耗判斷；根據(jù)大氣壓強原理來判斷U型管左端的玻璃管中水柱變化；
（3）根據(jù)大氣壓強原理以及氯化氫是易溶于水的氣體來分析判斷．

解答： 解：：（1）甲烷中的氫原子可以被氯原子取代，甲烷與氯氣反應(yīng)充分，且只產(chǎn)生一種有機物即四氯化碳的化學(xué)方程式為：CH₄+4Cl₂

光照

CCl₄+4HCl，
故答案為：CCl₄；    CH₄+4Cl2

光照

CCl₄+4HCl；
（2）經(jīng)過幾個小時的反應(yīng)后，消耗氯氣，氣體顏色變淺，最后變成無色；根據(jù)反應(yīng)原理：CH₄+4Cl2

光照

CCl₄+4HCl，開始消耗氯氣，反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量減少，體積減小，當(dāng)甲烷和氯氣按照體積比為1：4恰好反應(yīng)時，端的氣柱消失
故答案為：逐漸變淺，最后變成無色；    B；
（3）由上述化學(xué)方程式CH₄+4Cl2

光照

CCl₄+4HCl，可知，此反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量減少，且生成的HCl能夠溶解于水，所以左側(cè)壓強減小至零，故右側(cè)玻璃管中的水柱降低，
故答案為：由上述化學(xué)方程式可知，此反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量減少，且生成的HCl能夠溶解于水，所以左側(cè)壓強減小至零，故右側(cè)玻璃管中的水柱降低．

點評：本題考查學(xué)生甲烷和氯氣的化學(xué)反應(yīng)原理知識，注意平時知識的積累是解題的關(guān)鍵，難度不大．