本篇文章给大家谈谈甲烷与氯气的取代反应,以及甲烷与氯气的取代反应一定有四种产物吗对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站!
甲烷和氯气反应的四种取代物为:一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳。
具体方程式如下:
CH4+Cl2─→CH3CL+HCl
CH3Cl+Cl2─→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2─→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2─→CCl4+HCl
甲烷氯化物是包括一氯甲烷(氯甲烷)、二氯甲烷、三氯甲烷(也称氯仿)、四氯化碳四种产品的总称,简称CMS。
甲烷氯化物是有机产品中仅次于氯乙烯的大宗氯系产品,为重要的化工原料和有机溶剂。
扩展资料:
甲烷氯化物的用途
1、一氯甲烷可用作低温聚合生产丁基橡胶的低温溶剂。
2、二氯甲烷常用作涂料、电影胶片、醋酸纤维、碳酸酯等生产中的溶剂,也用于金属脱脂。
3、三氯甲烷则是青霉素、维生素、油脂及生物碱等的萃取剂。此外,它们还作为中间体或反应组分应用于各个领域,其重要性正在日益增大。
4、四氯化碳也可作为灭火剂,这是因为它不仅不会燃烧,沸点低,遇热易变为气体,而且比空气重,能使燃烧物与空气隔绝而熄灭。
参考资料:百度百科-甲烷氯化物
甲烷与氯气的反应现象有以下几个阶段:
1、容器内气体颜色变浅,黄绿色气体消失。
2、容器内壁出现黄色油状液珠。
3、容器内压强下降,液面上升。
4、水槽内有少量晶体析出。
甲烷与氯气反应的实验步骤:
1、取一个100毫升的大量筒,用排饱和食盐水的方法先后收集20毫升的甲烷和80毫升的氯气;
2、将甲烷与氯气倒入盛放饱和食盐水的水槽中,放在光亮的地方等待反应,注意不要放在阳光直射的地方,以免发生危险。
甲烷与氯气发生的是取代反应,化学方程式为:
CH4+Cl2-----CH3Cl+HCl
CH4+2Cl2----CH2Cl2+2HCl
CH4+3Cl2----CHCl3+3HCl
CH4+4Cl2----CCl4+4HCl
首先甲烷和氯气在光的催化下产生一氯甲烷和HCL,然后一氯甲烷和HCL所产生的氯气生成二氯甲烷和HCL,接着二氯甲烷又和HCL所产生的氯气生成三氯甲烷,最后三氯甲烷和HCL所产生的氯气生成四氯甲烷。
甲烷与氯气的取代反应的气体产物是一氯甲烷。反应式CH4+Cl2→CH3Cl+HCl即每取代一个H,需要消耗一个Cl2,生成1个HCl。
氯甲烷 (methyl chloride,chloromethane,CH3Cl),又名甲基氯,为无色易液化的气体,加压液化贮存于钢瓶中。属有机卤化物。微溶于水,易溶于氯仿、乙醚、乙醇、丙酮。易燃烧、易爆炸、高度危害(见HG20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》)。无腐蚀性。高温时 (400℃以上)和强光下与水反应甲醇和盐酸,加热或遇火焰生成光气。
甲烷与Cl2完全取代生成的四种取代产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4。
实验证明,甲烷与氯气的反应属于游离基取代反应,其包括三个反应阶段:引发阶段、生长阶段、终止阶段,具体历程如下:
氯分子首先在光的作用下,分解成两个氯原子(氯游离基)。从而引发反应
Cl2 2Cl•(1)引发阶段
极活泼的Cl•游离基夺取甲烷分子中的一个氢原子,生成甲基游离基(•CH3)和氯化氢。活泼的•CH3游离基立即再与氯分子反应,生成氯甲烷并生成一个新的游离基(Cl• )。该游离基又重新与CH4反应。如此反复循环,引起连锁反应。这个阶段叫做链的生长阶段:
CH4 + Cl• •CH3 + HCl
•CH3 + Cl:Cl CH3Cl+Cl•
当反应中的CH3Cl浓度增高,Cl•游离基将与CH3Cl生成•CH2Cl,并按上述类似过程生成CH2Cl2。再进而生CHCl3、CCl4等。当体系中烷烃消耗完后,Cl•与其自身碰撞的机会增加,生成Cl2分子,其他游离基也可以相互结合生成稳定的分子,连锁反应便告终止。这称为反应的终止阶段:
Cl• + Cl•Cl2
•CH3+ •CH3CH3CH3
Cl• + Y• YCl (Y=•CH3、•CH2Cl、•CHCl2、•CCl3)
第一步:CH4+Cl2→(光照)CH3Cl(气体)+HCl
第二步:CH3Cl+Cl2→(光照)CH2Cl2(油状物)+HCl
第三步:CH2Cl2+Cl2→(光照)CHCl3(油状物)+HCl
第四步:CHCl3+Cl2→(光照)CCl4(油状物)+HCl
甲烷与氯气发反应可以看到试管内氯气的黄绿色气体逐渐变淡,有白雾生成,试管内壁上有油状液滴生成,这是甲烷和氯气反应的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿(或三氯甲烷)、四氯化碳(或四氯甲烷)、氯化氢和少量的乙烷(杂质)的混合物。
甲烷的卤化中,主要有氯化、溴化。甲烷与氟反应是大量放热的,一旦发生反应,大量的热难以移走,破坏生成的氟甲烷,只得到碳和氟化氢。
扩展资料:
甲烷和氯气取代反应的特点:
1、在室温暗处不发生反应;
2、髙于250℃发生反应;
3、在室温有光作用下能发生反应;
4、用光引发反应,吸收一个光子就能产生几千个氯甲烷分子;
5、如有氧或有一些能捕捉自由基的杂质存在,反应有一个诱导期,诱导期时间长短与存在这些杂质多 少有关。
参考资料来源:百度百科-甲烷
甲烷与氯气在光照条件下可以发生多步取代反应,分别是:
CH4+Cl2→(光照)CH3Cl(气体)+HCl;
CH3Cl+Cl2→(光照)CH2Cl2(油状物)+HCl;
CH2Cl2+Cl2→(光照)CHCl3(油状物)+HCl;
CHCl3+Cl2→(光照)CCl4(油状物)+HCl。
需要注意以上四个方程式不能合并,因为甲烷与氯气的取代反应是分步进行的,每一步的化学反应平衡常数都不同,反应进行的程度也不同。二者的反应产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物。
甲烷化学性质
1、取代反应:甲烷的卤化中,主要有氯化、溴化,直接的氟化反应难以实现,需用稀有气体稀释。碘与甲烷反应需要较高的活化能,反应难以进行,但逆反应却很容易进行。
2、氧化反应:甲烷最基本的氧化反应就是燃烧,含氢量在所有烃中是最高的,相同质量的气态烃完全燃烧,甲烷的耗氧量最高。
3、加热分解:在隔绝空气并加热至1000度的条件下,甲烷分解生成炭黑和氢气。
4、形成水合物:甲烷可以形成笼状的水合物,即可燃冰。
以上内容参考 百度百科--甲烷
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发布时间:2024-04-26 20:07
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