试验一：甲烷的取代反应

实验一：甲烷的取代反应知识储备：1、甲烷的分子结构： 经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构， 如右图所示： 碳原子位于正四面体的中心，4 个氢原子分别位于正四面体的4 个顶点上（键角109° 28′）。2、甲烷的取代反应：甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，CH 4＋Cl 2CH 3Cl ＋HCl 、CH 3Cl ＋Cl 2CH 2Cl 2＋HCl 、CH2Cl 2＋Cl 2CHCl 3＋HCl 、CHCl 3＋Cl 2 CCl 4＋ HCl 。3、氯气的制取反应：实验室可以利用强氧化剂氧化浓盐酸制取氯气，例如高锰酸钾和浓盐酸的反应： 2KMnO 4＋16HCl( 浓)＝ 2KCl ＋2MnCl 2＋5Cl2↑＋8H 2O。注意事项：1、高锰酸钾和浓盐酸加入量不能大，操作要快，瓶塞不能盖得太紧。可以利用点燃镁条发出的光催化反应发生（距离在15 cm 左右， 2～3 分钟内完成）。2、由于没有尾气处理装置，可能会有少量氯气逸出，实验开始前准备稀NaOH 溶液或浸满 NaOH 溶液的棉团，实验结束时放在瓶口，有效处理尾气。过程展现：标题：甲烷的取代反应实验日期：指导教师：同组人：实验评价：实验目的：掌握氯气的取代反应的发生条件以及产物特点。实验用品：1、实验药品：高锰酸钾、浓盐酸、甲烷、蓝色石蕊试纸。2、实验仪器：试管、胶塞、试管架、黑纸、日光灯或高压汞灯等。实验步骤与方法：1．实验步骤实验 1：在收集好甲烷的试管中，迅速加入0.5 g KMnO 4 和 1mL 盐酸，用黑纸包好。实验 2：在收集好甲烷的试管中，迅速加入 0.5 g KMnO 4和 1mL 盐酸。 距离 15 cm 用燃着的镁条（日光、高压汞灯等其他光源）照射。说明：实验1 和实验 2 中可以用润湿的蓝色石蕊试纸在瓶口检验反应产物。2、实验记录信息内容反应条件反应物状态生成物状态反应中的现象试纸的变化实验 1 实验 2 3、实验结论将实验过程中的相关实验现象填入实验报告中的空白栏中，并与其他同学进行交流，总结甲烷与氯气的取代反应的相关信息：甲烷与氯气在光照条件下可以发生取代反应：其中（1）是反应发生的主要原因；（2），说明产生了不溶于水的物质；（3），推断有氯化氢生成。答案：（ 1）光（ 2）黄绿色逐渐褪去，瓶壁出现油状液滴（3）瓶口有白雾，试纸变红反思与探究：1．历史上，科学家们在测定了甲烷的分子组成为CH 4 后，对甲烷的分子结构曾提出了两种猜想： 一种为正四面体型，一种为平面正方形。为解决甲烷分子的空间结构问题，科学家们提出： 通过研究是否存在两种结构...