Question

【題目】回答下列問題：

利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應的副產(chǎn)品生產(chǎn)鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學興趣小組擬在實驗室中模擬上述過程，所設計的裝置如下圖所示：

(1)最簡單烷烴的空間結構為_______________。

(2)寫出裝置C中生成一氯甲烷的化學方程式：__________，該反應類型為：_________。

(3)D中石棉上吸附著潮濕的KI粉末，其作用是_________________________。

(4)若題目中甲烷與氯氣的體積之比為1∶1，兩者反應則得到的產(chǎn)物有____種,其中常溫下為氣態(tài)的有機產(chǎn)物的化學式為：________。

(5)將0.4molCH4與Cl2發(fā)生取代，測得4種有機取代物的物質的量相等，則消耗的氯氣的物質的量是______________。

(6)烴A為甲烷的同系物，A中有12個氫原子，寫出A的同分異構體中，含4個-CH3的結構簡式： _________。

Answer 1

【答案】正四面體 CH4+Cl2CH3Cl+HCl 取代反應 吸收過量的氯氣 5 CH3Cl 1mol

【解析】

該裝置利用MnO2和濃鹽酸反應制取的Cl2和甲烷光照條件下反應生成氯甲烷，并回收氯化氫氣體，A裝置利用MnO2和濃鹽酸反應制取的Cl2，B裝置將A裝置中生成的Cl2同甲烷混合流入C裝置，C裝置在光照的條件下使甲烷和氯氣發(fā)生反應，D裝置中的石棉可以吸收未參加反應的Cl2，E裝置用于吸收反應生成的氯化氫，據(jù)此分析。

(1)最簡單的烷烴為甲烷，其空間構型為正四面體形；

(2)C裝置為甲烷和氯氣的反應裝置，裝置中反應過程復雜，甲烷和氯氣反應生成一氯甲烷的反應方程式為CH4+Cl2CH3Cl+HCl，屬于取代反應；

(3)D裝置的石棉中含有KI，可以與沒參加反應的Cl2反應，用于吸收未參加反應的Cl2；

(4)有機反應較為復雜，甲烷與氯氣的取代反應產(chǎn)物中含有四種氯代甲烷和氯化氫，共5種；其中為氣態(tài)的有機產(chǎn)物為CH3Cl；

(5)0.4mol甲烷含0.4molC原子，所以四種有機取代物各0.1mol，含Cl=0.1×(1+2+3+4)=1mol，所以消耗氯氣為1mol，生成1molHCl；

(6)烴A為甲烷的同系物，則烴A為烷烴，該烷烴含有12個H原子，根據(jù)烷烴通式，烷烴A的化學式為C5H12，其同分異構體有3種，其中含有4個甲基的同分異構體為。