資源簡介

第2課時　烷烴的性質
[核心素養發展目標]　1.了解烷烴的主要物理性質和化學性質，培養“變化觀念與平衡思想”的素養。2.熟練掌握甲烷的主要性質，提高“證據推理與模型認知”能力。3.認識取代反應的概念及特點，培養“微觀探析及變化觀念”。
1.烷烴的物理性質
相似性 遞變性(隨分子中碳原子數增加)
熔、沸點 較低 逐漸升高
密度 比水小 逐漸增大
狀態 氣態→液態→固態，常溫常壓下分子中碳原子數n≤4的烷烴為氣態(常溫常壓下，新戊烷為氣態)
溶解性 難溶于水，易溶于汽油等有機溶劑
2.化學性質
(1)穩定性：通常條件下與強酸、強堿或高錳酸鉀等強氧化劑不反應。
(2)可燃性：烷烴都能燃燒。
CH4燃燒方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O
C3H8燃燒方程式：C3H8＋5O23CO2＋4H2O
鏈狀烷烴燃燒通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O
(3)取代反應
①實驗探究：CH4和Cl2的取代反應
實驗 操作
實驗 現象 A裝置：試管內氣體顏色逐漸變淺；試管內壁有油狀液滴出現，試管中有一層油狀液體，且試管內液面上升，水槽中有固體析出 B裝置：無現象
實驗 結論 CH4與Cl2在光照條件下發生化學反應，有關化學方程式為： CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl； CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl； CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl； CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl
②甲烷的四種氯代產物的性質。
a.水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水。
b.狀態：常溫下除CH3Cl是氣體，其余三種均為油狀液體。
③取代反應：有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應。
(4)分解反應：烷烴在較高的溫度下會發生分解。
如：＋
(1)C4H10的熔、沸點比CH4的熔、沸點高(　√　)
(2)常溫常壓下，C3H8、C4H10和C6H14都呈液態(　×　)
提示　常溫常壓下，分子中碳原子數n≤4的烷烴為氣態，故C6H14為液態。
(3)烷烴的密度都小于水的密度(　√　)
(4)乙烷也可以和氯氣在光照條件下，發生取代反應(　√　)
(5)CH4和Cl2按體積比1∶1混合，發生取代反應生成的產物只有兩種(　×　)
提示　CH4和Cl2發生取代反應生成物除CH3Cl和HCl外，還有CH2Cl2、CHCl3、CCl4。
1.CH4和Cl2發生取代反應中，產物的物質的量最多的是什么？如1 mol CH4和Cl2發生取代反應，生成的氯代物的物質的量相等，則消耗的氯氣為多少摩爾？
提示　產物中最多的為HCl，根據取代反應的特點，每取代一個氫原子，則消耗一個氯氣分子，故生成1 mol CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4所消耗的氯氣為1 mol、2 mol、3 mol、4 mol，則1 mol CH4和Cl2反應生成等物質的量的氯代物消耗的氯氣為0.25×(1＋2＋3＋4) mol＝2.5 mol。
2.乙烷和甲烷性質相似，乙烷和氯氣按體積比1∶1混合，光照條件下能生成純凈的一氯乙烷嗎？
提示　不能，因為烷烴和氯氣的反應是連鎖反應，故乙烷分子中的氫原子是被氯原子逐步取代，故產物是一氯乙烷到六氯乙烷和HCl的混合物，不能得到純凈的一氯乙烷。
烷烴(以甲烷為例)發生取代反應的有關規律
(1)反應條件：反應條件為光照，其光照為漫射光，強光直射易發生爆炸。
(2)反應物：反應物為鹵素單質，如甲烷與氯水、溴水不反應，但可以與氯氣、溴蒸氣發生取代反應。
(3)反應產物：雖然反應物的比例、反應的時間長短等因素會造成各種產物的比例不同，但甲烷與氯氣反應生成的產物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四種有機物與HCl形成的混合物。反應產物中HCl的物質的量最多。
(4)反應特點
①連鎖反應
甲烷分子中的氫原子被氯原子逐步取代，第一步反應一旦開始，后續反應立即進行，且各步反應可同時進行。即當n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1時，并不只發生反應CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，其他反應也在進行。
②數量關系
CH4與Cl2發生取代反應時，每有1 mol H被取代，則消耗1 mol Cl2，同時生成1 mol HCl，即n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。1 mol CH4與Cl2發生取代反應，最多消耗4 mol Cl2。
1.(2019·濟南月考)下列關于烷烴性質的敘述正確的是(　　)
A.烷烴的沸點隨碳原子數增加而逐漸降低
B.烷烴易被酸性高錳酸鉀溶液氧化
C.在光照條件下，烷烴易與溴水發生取代反應
D.烷烴的鹵代反應很難得到純凈的產物
答案　D
解析　烷烴的沸點一般隨碳原子數增加而逐漸升高，A項錯誤；烷烴通常情況下性質穩定，不與酸性高錳酸鉀溶液反應，B項錯誤；在光照條件下，烷烴只能與純凈的鹵素單質發生取代反應，不與溴水反應，C項錯誤；由于鹵素原子取代烷烴分子中氫原子的位置和個數難以控制，故很難得到純凈的產物，D項正確。
2.幾種烷烴的沸點如下：
烷烴 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷
沸點/℃ －162 －89 －1 36
根據以上數據推斷丙烷的沸點可能是(　　)
A.約－40 ℃ B.低于－162 ℃
C.低于－89 ℃ D.高于36 ℃
答案　A
解析　隨著碳原子數的增加，烷烴的沸點逐漸升高，丙烷的沸點應介于乙烷和丁烷的沸點之間。
3.若甲烷與氯氣以物質的量之比1∶3混合，在光照下得到的有機產物：①CH3Cl，②CH2Cl2，③CHCl3，④CCl4，其中正確的是(　　)
A.只有① B.只有③
C.①②③的混合物 D.①②③④的混合物
答案　D
解析　CH4和Cl2的取代反應為連鎖反應，無論兩者的物質的量之比為多少，其產物都是HCl和CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物，故選D。
4.(2018·上海靜安區高一檢測)將體積比為1∶4的甲烷與氯氣混合于一集氣瓶中，加蓋后置于光亮處，下列有關此實驗的現象和結論敘述不正確的是(　　)
A.產物中只有四氯化碳分子是正四面體結構
B.瓶中氣體的黃綠色逐漸變淺，瓶內壁有油狀液滴形成
C.若日光直射，可能發生爆炸
D.生成物只有CCl4、HCl
答案　D
解析　A項，CCl4與CH4結構一樣，為正四面體，正確。B項，CH4與Cl2反應消耗Cl2，所以黃綠色逐漸變淺，反應生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是油狀液體，正確。C項，若日光直射，反應劇烈，放出大量的熱，氣體體積膨脹，可能發生爆炸，正確。D項，CH4與Cl2反應，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，錯誤。
課時對點練
A組　基礎對點練
題組一　烷烴的性質
1.(2019·合肥一中高一期末)分子中含有2～5個碳原子的直鏈烷烴沸點和燃燒熱的數據如下表：
烷烴名稱 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
沸點/℃ －88.6 －42.1 －0.5 36.0
燃燒熱/kJ·mol－1 1 560.7 2 219.2 2 877.6 3 535.6
燃燒熱：25 ℃、101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒，生成穩定的氧化物所放出的熱量，單位為kJ·mol－1。
根據表中數據，下列判斷錯誤的是(　　)
A.正庚烷在常溫、常壓下肯定不是氣體
B.隨分子中碳原子數增加，烷烴的燃燒熱逐漸增大
C.隨分子中碳原子數增加，烷烴沸點逐漸升高
D.隨分子中碳原子數增加，烷烴沸點和燃燒熱都成比例增加
答案　D
解析　根據表格中數據可知，隨分子中碳原子數增加，烷烴的沸點升高，燃燒熱增加，由于正庚烷分子中碳原子數大于戊烷分子中的碳原子數，所以正庚烷在常溫、常壓下肯定不是氣體，A正確；根據表中數據可知，烷烴的沸點和燃燒熱并不是成比例增加，B、C正確，D錯誤。
2.(2019·廣州高一下學期段考)C5H12有3種不同結構，甲：CH3(CH2)3CH3，乙：CH3CH(CH3)CH2CH3，丙：C(CH3)4，下列相關敘述正確的是(　　)
A.甲、乙、丙屬同系物，均可與氯氣、溴蒸氣發生取代反應
B.C5H12表示一種純凈物
C.甲、乙、丙中，丙的沸點最低
D.丙有4種不同沸點的一氯取代物
答案　C
解析　甲、乙、丙的結構不同，分子式相同，互為同分異構體，A錯誤；C5H12有3種同分異構體，所以不能表示純凈物，B錯誤；同分異構體中，支鏈越多，沸點越低，丙分子中支鏈最多，所以沸點最低，C正確；丙分子中4個甲基上的氫原子是等效的，所以只有1種一氯代物，D錯誤。
題組二　取代反應的理解及判斷
3.(2018·山東煙臺一中高一期末)下列有關甲烷的取代反應的敘述正確的是(　　)
A.甲烷與氯氣以物質的量之比為1∶4混合時只生成CCl4
B.甲烷與氯氣反應生成的產物中CH3Cl的量最多
C.甲烷與氯氣的取代反應生成的產物為混合物
D.1 mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗1 mol氯氣
答案　C
解析　甲烷與氯氣發生取代反應生成的有機物為CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，故得不到純凈的CH3Cl，A錯誤，C正確；甲烷與氯氣的反應中每取代1 mol氫原子，消耗1 mol氯氣，生成1 mol HCl，故產物中HCl的量最多，B錯誤；1 mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗2 mol氯氣，D錯誤。
4.下列反應屬于取代反應的是(　　)
①Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
②NaOH＋CH3COOH===CH3COONa＋H2O
③CH3CH3＋2Br2CH2BrCH2Br＋2HBr
④CH2Cl2＋Br2CHBrCl2＋HBr
A.②③ B.①③ C.②④ D.③④
答案　D
解析　反應①為置換反應；反應②屬于復分解反應；反應③中CH3CH3的2個H原子分別被2個Br原子替代，該反應為取代反應，反應④中CH2Cl2中的一個H原子被一個Br原子替代也為取代反應，故選D。
5.常溫下，把體積相同的甲烷和氯氣充入一個無色的集氣瓶中，光照一段時間后，發現氣體的黃綠色變淺，集氣瓶內壁上有油狀液滴，此時集氣瓶中最多含有氣體物質的種數是(　　)
A.5種 B.6種 C.4種 D.3種
答案　C
解析　產物是氣體的有CH3Cl、HCl，沒有完全反應的CH4和Cl2也為氣體，所以集氣瓶中最多含有4種氣體，故選項C正確。
題組三　烷烴燃燒及烴分子判定
6.某氣態烷烴的體積是20 mL，完全燃燒時，正好消耗同溫、同壓下的氧氣100 mL，該烷烴的化學式是(　　)
A.C2H6 B.C3H8
C.C4H10 D.C5H12
答案　B
解析　根據題意，氣態烴和消耗氧氣的物質的量之比為1∶5，根據烴的燃燒通式：CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O，知x＋＝5。C2H6中，x＋＝3.5，A錯誤；C3H8中，x＋＝5，B正確；C4H10中，x＋＝6.5，C錯誤；C5H12中，x＋＝8，D錯誤。
7.兩種氣態烴以一定比例混合，在105 ℃時1 L該混合烴與9 L氧氣混合，充分燃燒后恢復到原狀態，所得氣體總體積仍是10 L，下列混合烴中不符合此條件的是(　　)
A.CH4、C2H4 B.CH4、C3H8
C.C2H4、C3H4 D.C2H2、C3H6
答案　B
解析　題述反應前后氣體的體積不變，烴類物質完全燃燒的通式為CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O，因為105 ℃時，生成的H2O是氣體，則1＋(x＋)＝x＋，解得y＝4，即氫原子平均數為4的混合烴符合題意，而CH4、C3H8無論按什么比例混合，均不能使氫原子平均數為4；C2H2、C3H6只有在體積比1∶1混合時H原子平均數才為4，CH4、C2H4及C2H4、C3H4以任意比混合時H原子平均數均為4。
8.(1)完全燃燒0.1 mol某烴，燃燒產物依次通過濃硫酸、濃堿溶液，實驗結束后，稱得濃硫酸質量增加9 g，濃堿溶液質量增加17.6 g。該烴的化學式為________，并寫出其所有可能的結構簡式：________________________________________________________________________。
(2)某鏈狀烷烴的相對分子質量為128，該烷烴的化學式為________。
(3)在120 ℃和101 kPa的條件下，某氣態烴和一定質量的氧氣混合，點燃，完全反應后再恢復到原來的溫度時，氣體體積不變，則該烴分子內的氫原子個數________(填字母)。
A.小于4 B.大于4
C.等于4 D.無法判斷
答案　(1)C4H10　CH3—CH2—CH2—CH3、 (2)C9H20　(3)C
解析　(1)濃硫酸的作用是吸收H2O，濃硫酸增加的質量為H2O的質量，根據氫元素守恒，烴中n(H)＝×2＝1 mol；濃堿溶液吸收的是CO2，濃堿溶液增加的質量為CO2的質量，根據碳元素守恒，烴中n(C)＝＝0.4 mol，因此1 mol該烴中含C的物質的量為4 mol，含H的物質的量為10 mol，即該烴的分子式為C4H10，其同分異構體為正丁烷和異丁烷，相應的結構簡式分別是CH3—CH2—CH2—CH3、。
(2)根據鏈狀烷烴的通式CnH2n＋2，相對分子質量為128，即14n＋2＝128，解得n＝9，故該烷烴的分子式為C9H20。
(3)烴燃燒的通式：CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O，溫度高于100 ℃時，水以氣態形式存在，反應前后氣體體積不變，即1＋x＋＝x＋，解得y＝4，即該烴分子內的氫原子個數為4。
9.(2019·上海高一期中)某研究小組為了探究甲烷和氯氣反應的情況，設計了幾個實驗。
請填寫下列空白：
[實驗一]用如圖所示裝置，收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體，光照后觀察到量筒內形成一段水柱，認為有氯化氫生成。
(1)該反應的反應類型為_____________________________________________________。
(2)該反應的化學方程式為(只寫第一步)_________________________________________。
(3)水槽中盛放的液體應為________(填字母)。
A.水 B.飽和石灰水
C.飽和食鹽水 D.飽和NaHCO3溶液
(4)該實驗的實驗現象為_______________、______________、試管壁上出現油狀液滴。
(5)該油狀液滴中含有的有機產物共有________種。
[實驗二]收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體，光照反應后，滴加AgNO3溶液，看到有白色沉淀生成，認為甲烷與氯氣反應有氯化氫生成。
(6)你認為該實驗設計得出的結論是否正確：_______________________________________；
若不正確，理由是________________________________________________________。
[實驗三]步驟一：收集半試管氯氣，加入10 mL蒸餾水，充分振蕩，采用DIS系統的pH傳感器測溶液的pH(下同)，測得pH＝3.26；
步驟二：收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體(各占50%)，在40 W的日光燈下光照6 min后，加入10 mL蒸餾水，充分振蕩，測得pH＝1.00。
(7)判斷該反應中有氯化氫生成的依據是_____________________________________。
答案　(1)取代反應
(2)CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
(3)C
(4)量筒內液面上升　黃綠色逐漸變淺
(5)3
(6)錯誤　氯氣中滴加AgNO3溶液也會產生白色沉淀
(7)步驟二測得的pH比步驟一測得的pH低
解析　(1)甲烷與氯氣在光照條件下發生取代反應。
(2)甲烷和氯氣發生取代反應的第一步化學方程式為CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl。
(3)因為氯氣可溶于水，且能與水發生反應，因此水槽中不能盛放H2O，A錯誤；氯氣與飽和石灰水發生反應，水槽中不能盛放飽和石灰水，B錯誤；飽和食鹽水可抑制氯氣的溶解，且飽和食鹽水能吸收甲烷與氯氣反應生成的HCl，使量筒中氣體壓強減小，量筒中的液面上升，C正確；氯氣與飽和NaHCO3溶液發生反應，且有雜質氣體CO2產生，D錯誤。
(4)甲烷與氯氣發生反應消耗氯氣，故量筒內黃綠色變淺，因為生成物中CH2Cl2、CHCl3、CCl4為液體，量筒內壁上出現油狀液滴，且HCl溶于飽和食鹽水，造成量筒中氣體壓強減小，即量筒中液面上升。
(5)甲烷與氯氣反應的有機產物為CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，其中CH3Cl為氣態，另外3種為液態，因此油狀液滴中含有的有機物為CH2Cl2、CHCl3、CCl4，共3種。
(6)氯氣能與AgNO3溶液中的水反應，產生Cl－，與Ag＋結合產生白色沉淀，因此該實驗得出的結論錯誤。
(7)根據實驗，步驟二測得的pH小于步驟一測得的pH，說明c(H＋)增大，即甲烷與氯氣反應產生了HCl。
B組　綜合強化練
1.(2019·濟寧一中高一月考)下列性質不屬于甲烷性質的是(　　)
A.完全燃燒時生成二氧化碳和水
B.常溫常壓下能溶于水
C.光照下能與鹵素單質發生取代反應
D.通常情況下，與強酸、強堿和強氧化劑不反應
答案　B
解析　常溫常壓下，甲烷是一種極難溶于水的氣體；甲烷的化學性質穩定，與強酸、強堿、強氧化劑等都不反應，但甲烷可燃，完全燃燒時生成二氧化碳和水，在光照條件下能與鹵素單質發生取代反應，B項符合題意。
2.(2018·江蘇常州期中)在光照條件下，CH4與Cl2能發生取代反應。若1 mol CH4與Cl2反應，待反應完成后測得四種有機取代物的物質的量之比為n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，則消耗Cl2的物質的量為(　　)
A.1.0 mol B.2.0 mol
C.3.0 mol D.4.0 mol
答案　C
解析　在光照條件下，CH4與Cl2發生取代反應時，生成1 mol CH3Cl消耗1 mol氯氣；生成1 mol CH2Cl2消耗2 mol氯氣；生成1 mol CHCl3消耗3 mol氯氣；生成1 mol CCl4消耗4 mol氯氣。四種有機取代物的物質的量之比為n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，根據碳元素守恒，生成四種有機取代物的物質的量n(CH3Cl)、n(CH2Cl2)、n(CHCl3)、n(CCl4)分別是0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，消耗的Cl2為0.1 mol＋2×0.2 mol＋3×0.3 mol＋4×0.4 mol＝3.0 mol。
3.正己烷是優良的有機溶劑，其球棍模型為，下列有關說法正確的是(　　)
A.正己烷的分子式為C6H12
B.正己烷的一氯代物有3種
C.正己烷能與溴發生取代反應而使溴水褪色
D.主鏈上含有4個碳原子的正己烷的同分異構體只有1種
答案　B
解析　正己烷分子式為C6H14，A項錯誤；正己烷的結構簡式為CH3CH2CH2CH2CH2CH3，分子中存在三種位置不同的氫原子，故其一氯代物有3種，B項正確；烷烴不能與溴水發生反應，C項錯誤；主鏈上有4個碳原子時，正己烷的同分異構體有2種：、，D項錯誤。
4.(2019·福州高一段考)土衛六是環繞土星運行的一顆衛星，據國外媒體報道，土衛六表面的“海洋”中有可能存在生命，又知這些“海洋”的主要成分是液態甲烷、乙烷以及這兩種物質形成的聚合物。下列說法錯誤的是(　　)
A.甲烷和乙烷和溴水在光照條件下都能發生取代反應
B.甲烷和乙烷分子中所有原子不在同一平面內
C.通常條件下，甲烷、乙烷和強酸、強堿、強氧化劑都不反應
D.1 mol乙烷分子中含有6 mol C—H共價鍵
答案　A
解析　甲烷、乙烷和溴蒸氣在光照條件下可以發生取代反應，和溴水不反應，故A項錯誤；烷烴分子中都是以碳原子為中心的四面體結構，故甲烷、乙烷分子中所有原子不在同一平面內，B正確；烷烴性質穩定，通常條件下和強酸、強堿、強氧化劑都不反應，C正確；乙烷的結構式為，1 mol乙烷中含6 mol C—H共價鍵，D正確。
5.由一氧化碳、甲烷和乙烷組成的混合氣體8.96 L(標準狀況下)，在足量氧氣中充分燃燒后，生成的氣體先通過足量濃硫酸，再通過足量氫氧化鈉溶液，測知氫氧化鈉溶液質量增加26.4 g，則原混合氣體中乙烷的物質的量(　　)
A.等于0.1 mol
B.大于或等于0.2 mol，小于0.3 mol
C.等于0.2 mol
D.大于0.1 mol，小于0.3 mol
答案　C
解析　混合氣體的物質的量為＝0.4 mol，濃硫酸吸收水、NaOH溶液吸收二氧化碳，故NaOH溶液增加的26.4 g為二氧化碳的質量，二氧化碳的物質的量為＝0.6 mol。設一氧化碳、甲烷的總物質的量為x mol，乙烷的物質的量為y mol，則x mol＋y mol＝0.4 mol，x mol＋2y mol＝0.6 mol，解得x＝y＝0.2，則原混合氣體中乙烷的物質的量為0.2 mol，C正確。
6.(2018·河南平頂山月考)下列烷烴在光照下與氯氣發生取代反應，生成的一氯代烴只有一種的是(　　)
A.CH3CH2CH2CH3 B.CH3CH(CH3)2
C.CH3C(CH3)3 D.(CH3)2CHCH2CH3
答案　C
解析　此題是同分異構體的一種考查形式，解題關鍵是清楚每一種烷烴中有幾種等效氫。同一個碳上的氫為等效氫，對稱碳上的氫為等效氫，同一個碳所連甲基上的氫為等效氫。等效氫被取代得到的物質為同種物質。A、B項中有2種氫，C項中有1種氫，D項中有4種氫，故C項符合題意。
7.“可燃冰”是天然氣與水作用形成的晶體物質，主要存在于凍土層和海底大陸架中，其結構如圖所示，請回答下列問題：
(1)下列有關“可燃冰”的說法不正確的是________(填字母)。
A.“可燃冰”是混合物
B.“可燃冰”釋放的甲烷為烷烴
C.“可燃冰”將成為人類的后續能源
D.甲烷和溴蒸氣在光照條件下可發生取代反應，生成的一溴甲烷為正四面體結構
(2)下圖是某同學利用日常用品注射器設計的簡易實驗裝置。加熱分離出可燃冰中的甲烷，將10 mL甲烷注入甲管中，同溫、同壓下向乙管中注入50 mL Cl2，將乙管中氣體推入甲管，用日光照射甲管一段時間，氣體在甲管中反應。
①下列是某同學預測的實驗現象，其中正確的是______(填字母)。
A.氣體最終變為無色
B.實驗過程中，甲管活塞向內移動
C.甲管內壁有油狀液滴產生
D.產生火花
②甲管中發生的化學反應類型為___________________________________________。
③反應后，甲管中剩余氣體最好用________(填字母)吸收。
A.水 B.氫氧化鈉溶液
C.硝酸銀溶液 D.飽和食鹽水
答案　(1)AD
(2)①BC　②取代反應　③B
解析　(1)CH4和H2O結合形成可燃冰，為純凈物，故A錯誤；“可燃冰”不穩定，可釋放出甲烷，甲烷屬于烷烴，B正確；可燃冰釋放出的甲烷是一種清潔能源，將成為人類的后續能源，C正確；甲烷和溴蒸氣生成的一溴甲烷結構為四面體，但不為正四面體，D錯誤。
(2)在光照下，甲烷與氯氣發生多步取代反應：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。①理論上，甲烷與氯氣體積比為1∶4時二者恰好完全反應，而該針管里氯氣與甲烷體積比為5∶1＞4∶1，說明氯氣過量，最終氣體中仍有氯氣。該反應進行緩慢，不會產生火花。產物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體，其他為油狀液體，所以氣體的總物質的量減小，內部壓強減小，甲管活塞向內移動。②甲烷分子中的四個氫原子可被氯原子逐一取代，故甲管中發生的是取代反應。③剩余氣體中含有氯氣和氯化氫，最好用氫氧化鈉溶液吸收。
8.如圖所示，U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣(體積比為1∶4)的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解度可以忽略。將封閉有甲烷和氯氣混合氣體的裝置放置在有光亮的地方，讓混合氣體緩慢地反應一段時間。
(1)假設甲烷與氯氣反應充分，且只產生一種有機物，請寫出化學方程式：__________________
______________________________________________________。
(2)若題目中甲烷與氯氣體積之比為1∶1，則得到的產物為________(填字母，下同)。
A.CH3Cl　HCl
B.CCl4　HCl
C.CH3Cl　CH2Cl2
D.CH3Cl　CH2Cl2　CHCl3　CCl4　HCl
(3)經過幾個小時的反應后，U形管右端的水柱變化是________。
A.升高 B.降低
C.不變 D.無法確定
答案　(1)CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl　(2)D　(3)B
解析　(1)因Cl2足量，若充分反應，則CH4中的四個H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl：CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl。
(2)甲烷與氯氣的取代反應，是四步反應同時發生，故得到四種氯代產物和HCl。
(3)甲烷和氯氣在光照的條件下發生取代反應生成油狀液滴，U形管左側生成的氯化氫氣體易溶于水。壓強減小，U形管右端液面下降，左端液面上升。

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