Question

4．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的混合氣體的裝置放
置在有光的地方，讓混合氣體緩慢地反應一段時間．
（1）假設甲烷與氯氣（體積比為1：4）反應充分，且只產生一種有機物，請寫出化學方程式CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl
（2）經過幾個小時的反應后，U形管右端的玻璃管中水柱變化是B（填字母序號）
A．升高  B．降低  C．不變  D．無法確定
（3）試解釋U形管右端的玻璃管中水柱變化的原因反應過程中氣體的物質的量減小，且生成的HCl能夠溶解于水中，所以左側壓強減小，故右側玻璃管中的水柱降低．

Answer 1

分析 （1）根據甲烷和氯氣發(fā)生取代反應的實質來回答判斷；
（2）根據大氣壓強原理來判斷U型管右端的玻璃管中水柱降低；
（3）根據大氣壓強原理以及氯化氫是易溶于水的氣體來分析判斷．

解答 解：（1）甲烷中的氫原子可以被氯原子取代，甲烷與氯氣反應充分，且只產生一種有機物即四氯化碳的化學方程式為：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl，
故答案為：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl；
（2）經過幾個小時的反應后，消耗氯氣，反應中氣體的物質的量減少，所以壓強減小，且生成的HCl能夠溶解于水，U型管右端的玻璃管中水柱降低，
故答案為：B；
（3）由上述化學方程式CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl可知，此反應中氣體的物質的量減少，且生成的HCl易溶解于水，所以左側壓強減小至零，故右側玻璃管中的水柱降低，
故答案為：反應過程中氣體的物質的量減小，且生成的HCl能夠溶解于水中，所以左側壓強減小，故右側玻璃管中的水柱降低．

點評 本題考查了甲烷的性質，注意甲烷和氯氣發(fā)生取代生成一系列取代產物，分析現象時抓住生成物的性質特征，題目難度不大．