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CH4在光照條件下與Cl2反應(yīng),可得到各種氯代甲烷。
(1)寫出生成CH3Cl的化學(xué)方程式是
CH4+Cl2
光照
CH3Cl+HCl
CH4+Cl2
光照
CH3Cl+HCl
。
(2)CH4氯代的機理為自由基(帶有單電子的原子或原子團,如Cl?、?CH3)反應(yīng),包括以下幾步:
Ⅰ.鏈引發(fā) Ⅱ.鏈傳遞 Ⅲ.鏈終止
Cl2
光照
2Cl?
Cl?+CH4→?CH3+HCl
?CH3+Cl2→CH3Cl+Cl?
??????
2Cl?→Cl2
Cl?+?CH3→CH3Cl
??????
①寫出由CH3Cl生成CH2Cl2過程中鏈傳遞的方程式:
CH3Cl+Cl?→?CH2Cl+HCl
CH3Cl+Cl?→?CH2Cl+HCl
?CH2Cl+Cl2→CH2Cl2+?Cl
?CH2Cl+Cl2→CH2Cl2+?Cl
。
②不同鹵原子自由基(X?)均可奪取CH4中的H,反應(yīng)通式:X?(g)+CH4(g)→?CH3(g)+HX(g)。已知:25℃,101kPa時,斷裂CH4中1molC-H和HCl中1molH-Cl鍵分別需要吸收439kJ和431kJ的能量。
a.計算當X為Cl時,上述反應(yīng)1molX?參與反應(yīng)
吸收
吸收
(“吸收”或“放出”)
8
8
kJ能量。
b.若X依次為F、Cl、Br、I,則放出或吸收的能量隨著原子序數(shù)增大逐漸
增大
增大
(填“增大”或“減小”),結(jié)合原子結(jié)構(gòu)解釋原因:
同一主族元素,隨著原子序數(shù)增大,原子半徑逐漸增大,H-X鍵能逐漸減小
同一主族元素,隨著原子序數(shù)增大,原子半徑逐漸增大,H-X鍵能逐漸減小
。
③探究光照對CH4與Cl2反應(yīng)的影響,實驗如下。
編號 操作 結(jié)果
A 將Cl2與CH4混合后,光照 得到氯代甲烷
B 將Cl2先用光照,然后迅速在黑暗中與CH4混合 得到氯代甲烷
C 將Cl2先用光照,然后在黑暗中放置一段時間,再與CH4混合 幾乎無氯代甲烷
D 將CH4先用光照,然后迅速在黑暗中與Cl2混合 幾乎無氯代甲烷
a.由B和D得出的結(jié)論是
光照時發(fā)生鏈引發(fā)的物質(zhì)是Cl2而不是CH4
光照時發(fā)生鏈引發(fā)的物質(zhì)是Cl2而不是CH4
。
b.依據(jù)上述機理,解釋C中幾乎沒有氯代甲烷的原因:
黑暗中發(fā)生2Cl?→Cl2,一段時間后體系中幾乎無Cl?存在,無法進行鏈傳遞
黑暗中發(fā)生2Cl?→Cl2,一段時間后體系中幾乎無Cl?存在,無法進行鏈傳遞

(3)丙烷氯代反應(yīng)中鏈傳遞的一步反應(yīng)能量變化如圖。
菁優(yōu)網(wǎng)
推知斷裂-CH3中1molC-H比斷裂菁優(yōu)網(wǎng)中1molC-H所需能量
(填“大”或“小”)。

【答案】CH4+Cl2
光照
CH3Cl+HCl;CH3Cl+Cl?→?CH2Cl+HCl;?CH2Cl+Cl2→CH2Cl2+?Cl;吸收;8;增大;同一主族元素,隨著原子序數(shù)增大,原子半徑逐漸增大,H-X鍵能逐漸減??;光照時發(fā)生鏈引發(fā)的物質(zhì)是Cl2而不是CH4;黑暗中發(fā)生2Cl?→Cl2,一段時間后體系中幾乎無Cl?存在,無法進行鏈傳遞;大
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:56引用:1難度:0.5
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