Question

11．已知：鹵素的氫化物易溶于水．某同學采用如圖所示裝置研究氯氣與甲烷反應．實驗時，往U型管的左端裝入甲烷和氯氣（體積比為1：4）的混合氣體，并將該裝置放置在光亮處，讓混合氣體緩慢地反應一段時間．根據(jù)要求回答問題：
（1）下列關于甲烷分子結(jié)構(gòu)的敘述中，正確的是C
A．C、H原子間的化學鍵是離子鍵
B．甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正方形
C．甲烷分子中4個碳氫鍵完全相同
（2）甲烷與氯氣發(fā)生一取代反應的化學方程式為CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl
（3）反應一段時間后，U型管左端觀察到的現(xiàn)象是黃綠色變淺、產(chǎn)生油狀液體、液面上升 （填兩點）
（4）寫出符合下列條件的甲烷的一種同系物的結(jié)構(gòu)簡式：   A．氫原子數(shù)為十二  B．一氯取代物只有一種結(jié)構(gòu)．

Answer 1

分析 （1）甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)，只存在C-H共價鍵，鍵長、鍵角均相同；
（2）甲烷與氯氣發(fā)生一取代反應，生成一氯甲烷和HCl；
（3）反應一段時間后，氯氣減少，生成的HCl溶于水；
（4）由烷烴的通式可知，2n+2=12，n=5，則烷烴為戊烷，有正戊烷、異戊烷、新戊烷三種同分異構(gòu)體；一氯取代物只有一種結(jié)構(gòu)，說明戊烷只有一種氫原子，該戊烷為新戊烷．

解答 解：（1）A．C、H原子間的化學鍵是共價鍵，故A錯誤；
B．甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形，為空間結(jié)構(gòu)，只有一種位置的H，故B錯誤；
C．甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形，甲烷分子中4個碳氫鍵完全相同，故C正確；
故答案為：C；
（2）甲烷與氯氣發(fā)生一取代反應的化學方程式為CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl，故答案為：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl；
（3）反應一段時間后，氯氣減少，生成的HCl溶于水，生成有機物不溶于水，則觀察到黃綠色變淺、產(chǎn)生油狀液體、液面上升，
故答案為：黃綠色變淺、產(chǎn)生油狀液體、液面上升；
（4）由烷烴的通式可知，2n+2=12，n=5，則烷烴為戊烷，有正戊烷、異戊烷、新戊烷三種同分異構(gòu)體；一氯取代物只有一種結(jié)構(gòu)，說明戊烷只有一種氫原子，該戊烷為新戊烷，符合條件的甲烷同系物的結(jié)構(gòu)簡式為或?qū)懗蒀（CH₃）₄，故答案為：．

點評 本題考查有機物的性質(zhì)實驗及有機物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，為基礎性習題，把握甲烷的結(jié)構(gòu)、取代反應及同系物推斷為解答的關鍵，側(cè)重分析與應用能力的考點，題目難度不大．