专题09 有机化合物（实验17～实验19）-【实验攻略】备战2024年高考化学教材实验及其延伸拓展

第六章 化学反应与能量 专题09 有机化合物（实验17~实验19） 实验19 以甲烷为例探究烷烃的取代反应 实验20 乙醇的化学性质 实验21 乙酸的化学性质 实验17 以甲烷为例探究烷烃的取代反应 实验 装置 实验 现象 A装置：试管内气体颜色逐渐_________；试管内壁有_________出现，试管中有少量白雾，且试管内液面_________，水槽内有固体析出 B装置：__________________ 实验 结论 CH4与Cl2需在__光照__时才能发生化学反应，有关化学方程式： CH4＋Cl2光 (——→)CH3Cl＋HCl(一氯代物)， CH3Cl＋Cl2光 (——→)CH2Cl2＋HCl(二氯代物)， CH2Cl2＋Cl2光 (——→)CHCl3＋HCl(三氯代物)， CHCl3＋Cl2光 (——→)CCl4＋HCl(四氯代物)。 产物 性质 水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均_________溶于水。 状态：常温下除_________是气体，其余三种均为液体。 取代反 应概念 有机物分子里的某些原子或原子团被其他__________________所替代的反应。 1．甲烷与氯气的取代反应归纳 反应物 甲烷与氯气(不能用氯水) 反应条件 漫散光照射(不用太阳光直射，以防爆炸) 生成物 甲烷与氯气反应生成四种有机产物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl，其中HCl的产量最多 反应 特点 连锁 反应 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行 数量 关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 2．在光照条件下，烷烃与Cl2\，Br2等卤素单质的气体发生取代反应，生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。CnH2n＋2＋X2光 (——→)CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可与X2继续发生取代反应。 【典例1】 实验室用如图1所示的装置(夹持装置略)，进行甲烷与氯气在光照条件下的反应实验。下列说法错误的是 A．可发生反应： B．光照一段时间后，产生如图2所示实验现象 C．反应过程中，饱和食盐水中有NaCl晶体析出 D．若用乙烷替代甲烷进行实验，也能发生反应 【典例2】 将甲烷与一定量的氯气混合于一试管中，并将试管倒立于盛有饱和溶液的水槽中(如图所示)，对于此反应，下列有关叙述不正确的是 A．该反应属于取代反应 B．饱和溶液中有固体析出 C．试管内有少量白雾 D．该反应的现象为试管内气体颜色变浅，试管内壁上因为有氯化氢生成故有油状液滴产生 【典例3】 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：___________ 1．取一支大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气，将试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，进行如图所示的实验。光照一段时间后，试管内液面上升，气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管中出现了少量白雾。下列关于该实验的说法正确的是 A．试管内混合气体颜色变浅，主要是因为氯气部分溶于饱和食盐水 B．试管壁出现了油状液滴，主要是因为该反应生成了氯化氢 C．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，有四种产物 D．8.0g甲烷与足量氯气发生取代反应时生成的HCl分子数最多为2NA 2．为了探究甲烷的性质，某同学设计如下两组实验方案。 【甲方案】探究甲烷与氯气反应的条件，如图所示。Ⅰ瓶放在光亮处，Ⅱ瓶用预先准备好的黑色纸套套上，并夹紧弹簧夹a和b。一段时间后，打开弹簧夹a、b，观察到有水倒吸入Ⅰ瓶中，但水并不能充满Ⅰ瓶。 除了上述现象外，该实验中还可能观察到的现象有___________(填字母)。 A．Ⅰ瓶中气体颜色变浅             B．Ⅰ瓶中出现白雾