甲烷的取代反应知识点题库

在常温下，把一个盛有等物质的量的甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体充分反应，下列叙述中不正确的是（　　）

A . 容器内原子总数不变 B . 足够长时间后容器内氯化氢分子数最少 C . 容器内气体颜色变浅 D . 容器内分子总数不变

以下说法不正确的是（　　）

A . 甲烷的取代反应的条件是在光照条件下与卤素气态单质 B . 乙烯与卤素加成的条件是卤素单质的水溶液 C . 乙烯与酸性高锰酸钾的反应是加成反应 D . 苯的取代反应条件是液溴加催化剂

如图是某同学利用日常用品注射器设计简易实验装置．甲管中注入10mL CH₄ ，同温、同压下乙管中注入50mL Cl₂ ，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管用日光照射一段时间．

（1）下列是某同学预测的实验现象：
①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花．
其中正确的是
（2）甲管中发生的化学反应类型为
（3）反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是　　．
A．水　　 B．氢氧化钠溶液 C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
（4）反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO₃溶液的小试管中会观察到，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到

如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：4）的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略．将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间．

假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，

（1）请写出化学方程式：
（2）若题目中甲烷与氯气的体积比为1：1，则得到的产物为　　．
A．CH₃Cl　HCl
B．CCl₄　HCl
C．CH₃Cl　CH₂Cl₂
D．CH₃Cl　CH₂Cl₂　CHCl₃　CCl₄　HCl
（3）在反应生成物中：常用作有机溶剂的是　　，常用作灭火剂的是　　，呈气态的有　（每空填一种，填分子式）
（4）经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是　　．
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
（5）若水中含有Na₂SiO₃ ，则在U形管左端会观察到

某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况，设计了几个实验．

请填写下列空白：

（1）【实验一】用如图所示装置，收集一试管甲烷和氯气的混合气体，照后观察到量筒内形成一段水柱，认为有氯化氢生成．
①该反应的反应类型为
②该反应的化学方程式为（只写第一步）；
③水槽中盛放的液体应为；（填标号）
A．水 B．饱和石灰水 C．饱和食盐水 D．饱和NaHCO₃溶液
（2）【实验二】收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照反应后，滴加AgNO₃溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成．
你认为该实验设计得出的结论是否正确的，若不正确，理由是：
（3）【实验三】
步骤一：收集半试管氯气，加入10mL蒸馏水，充分振荡，采用DIS系统的pH传感器测溶液的pH（下同）．测得pH=3.26
步骤二：收集一试管甲烷和氯气的混合气体（各占50%），在40W的日光灯下光照6min后，加入10mL蒸馏水，充分振荡，测得pH=1.00．
判断该反应中有氯化氢生成的依据是．

在常温和光照条件下，可与甲烷发生反应的是(　　)

A . 氧气 B . 氯气 C . 酸性高锰酸钾溶液 D . 浓硫酸

某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况，设计了几个实验。请填写下列空白：

【实验一】用如图所示装置，收集一试管甲烷和氯气的混合气体，照后观察到量筒内形成一段水柱，认为有氯化氢生成。

（1）该反应的反应类型为
（2）该反应的化学方程式为（只写第一步）；
（3）水槽中盛放的液体应为；（填标号）

A . 水 B . 饱和石灰水 C . 饱和食盐水 D . 饱和NaHCO₃溶液
（4）【实验二】收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照反应后，滴加AgNO₃溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成。
你认为该实验设计得出的结论是否正确的，
若错误，理由是：
（5）【实验三】
步骤一：收集半试管氯气，加入10mL蒸馏水，充分振荡，采用DIS系统的pH传感器测溶液的pH（下同）。测得pH = 3.26
步骤二：收集一试管甲烷和氯气的混合气体（各占50%），在40 W的日光灯下光照6 min后，加入10 mL蒸馏水，充分振荡，测得pH=1.00。
判断该反应中有氯化氢生成的依据是

在光照条件下，下列物质中能与甲烷反应的是（）

A . 盐酸 B . Cl₂ C . NaOH溶液 D . 酸性KMnO₄溶液

利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程（反应缓慢不发生爆炸），其设计的模拟装置如下：

根据要求填空：

（1）仪器F的名称；A中反应的离子反应方程式。
（2） B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体③。
（3）为了除多余的氯气，D装置中的石棉网均匀附着KI粉末，你认为能否换成碱石灰（填“能”或“不能”）。
（4） E装置的作用。
A.收集气体

B.吸收氯气

C.防止倒吸

D.吸收氯化氢
（5） E装置中除了盐酸生成外,还含有有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法：。

取一支硬质大试管，通过排饱和 $\text{[math]}$ 溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图)，下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是( )。

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A . 反应过程中试管内黄绿色逐渐消失，试管壁上有油珠产生 B . 甲烷和 $\text{[math]}$ 反应后的产物有4种 C . 盛放饱和 $\text{[math]}$ 溶液的水槽底部不会有晶体析出 D . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 完全反应后液面上升，液体充满试管

如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。向甲中注入10 mL CH₄ ，同温同压下向乙中注入50 mL Cl₂ ，将乙中气体推入甲中，用漫散光照射一段时间，气体在甲中反应。

（1）下列是某同学预测的实验现象：①气体最终变为红色；②实验过程中，甲中活塞向内移动；③甲中内壁有油珠；④甲中产生火花。其中正确的是。
（2）甲管中发生反应的反应类型为。
（3）反应后，下列试剂能用于吸收甲中剩余气体的是____。

A . 水 B . 氢氧化钠溶液 C . 硝酸银溶液 D . 饱和食盐水
（4）反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO₃溶液的小试管中会观察到。

烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应，其中甲烷反应的部分历程如下：

①引发Cl₂→Cl $\text{[math]}$ +Cl $\text{[math]}$ 等

②链反应Cl $\text{[math]}$ +CH₄→CH₃ $\text{[math]}$ +HCl CH₃ $\text{[math]}$ +Cl₂→Cl $\text{[math]}$ +CH₃Cl 等

③终止Cl $\text{[math]}$ +Cl $\text{[math]}$ →Cl₂ Cl $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ CH₃→CH₃Cl 等

以下说法错误的是（）

A . 引发时可以通过热辐射、光照等条件 B . 链反应可以周而复始、反复进行 C . 产物中将出现CH₃CH₃ D . 有机产物只有四种

下列有关说法正确的是（）

A . CH₄+Cl₂ $\text{[math]}$ CH₃Cl+HCl，属于置换反应 B . 苯、乙醇、乙酸都能发生取代反应 C . 乙烷和乙酸都能使溴水褪色 D . 淀粉和纤维素互为同分异构体

利用下列装置或操作进行实验，不能达到目的的是（）


A.用稀硝酸与Cu反应制取NO	B.用浓H₂SO₄与铜反应制备CuSO₄	C.进行喷泉实验	D.验证甲烷和氯气能发生反应

A . A B . B C . C D . D

若甲烷与氯气以物质的量之比1：3混合于试管中进行如下实验（如图），下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是（）

A . 反应过程中试管内黄绿色逐渐消失，试管壁上有油珠产生 B . 甲烷和Cl₂反应后的产物只有CHCl₃和HCl两种产物 C . 反应完全后，向饱和食盐水中加入紫色石蕊试液变蓝色 D . CH₄和Cl₂完全反应后液面上升，液体充满试管

如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中不溶解。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢的反应一段时间。

（1）下列关于甲烷结构的说法中正确的是____。

A . 甲烷的分子式是CH₄ ， 5个原子共面 B . 甲烷分子的空间构型属于正四面体结构 C . 甲烷中的任意三个原子都不共面
（2）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式。
（3）经过几个小时的反应后，U形管右端的玻璃管中水柱变化是____。

A . 升高 B . 降低 C . 不变 D . 无法确定
（4）甲烷通常用来作燃料，其燃烧反应的化学方程式是。
（5）丁烷与甲烷同属烷烃，其结构有两种，CH₃CH₂CH₂CH₃和。

利用甲烷与氯气发生反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：

根据设计要求回答：

（1）装置E的名称是，D装置中使用球形干燥管的作用。
（2）写出CH₄与Cl₂生成一氯代物的化学反应方程式，该反应的类型是
（3） B装置有三种功能：①控制气体流速；②干燥气体；③。
（4）若D装置中盛有AgNO₃溶液，现象是有白色沉淀产生。此现象并不能说明该有机反应的类型。为了证明该反应有HCl生成，将装置进行改进：
①在A、B装置间增加一个盛有的洗气瓶；②。
（5）在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：

将 $\text{[math]}$ 甲烷和适量的 $\text{[math]}$ 混合后光照充分反应，先后生成 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的物质的量依次增多 $\text{[math]}$ ，反应后无 $\text{[math]}$ 存在，则参加反应 $\text{[math]}$ 的物质的量为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ 既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。

（1）甲烷分子的空间构型为。
（2）如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10mLCH₄ ，同温、同压下乙管中注入50mL $\text{[math]}$ ，将乙管气体全部推入甲管中，用日光照射一段时间，气体在甲管中反应。
①某同学预测的实验现象：a．气体最终变为无色；b．反应过程中，甲管活塞向内移动；c．甲管内壁有油珠；d．产生火花。其中正确的是(填字母，下同)。
②实验结束后，甲管中剩余气体最宜选用下列试剂吸收。
A．水 B．氢氧化钠溶液 C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
③反应结束后，将甲管中的物质推入盛有适量 $\text{[math]}$ 溶液的试管中，振荡后静置，可观察到，再向其中滴加几滴石蕊试液，又观察到。
（3）甲烷可直接应用于燃料电池，该电池采用可传导 $\text{[math]}$ 的固体氧化物为电解质，其工作原理如图所示。
①外电路电子移动方向为(填“a→b”或“b→a”)。
②a极的电极反应式为。
③若该燃料电池消耗空气5.6L(标准状况下)，则理论上消耗甲烷mol(假设空气中 $\text{[math]}$ 体积分数为20%)。

下列说法错误的是（）

A . 地沟油变废为宝是实现资源再利用的正要研究课题，地沟油和石蜡油的化学成分相同 B . 光照 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的混合气体，一段时间后，颜色变浅 C . 核酸检测是确认病毒类型的有效手段，核苷酸缩合聚合可以得到核酸 D . “新冠”疫苗需冷藏储运，这与蛋白质变性有关

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