在光照的条件下,将1 molCH4与一定量的氯气充分混合,经过一段时间,甲烷和氯气均无剩余,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为X mol,Y mol,Z mol,该反应中生成HCl的物质的量是
A.(1+X+2Y+3Z) mol B.(X+Y+Z)mol
C.(2X+3Y+4Z)mol D.(1-X-Y-Z)mol
A
【解析】
A.因为甲烷和氯气均无剩余,则由反应前后碳元素的质量守恒可得一氯甲烷的的物质的量为(1-X-Y-Z)mol,由氢元素的质量守恒可知n(HCl)=n(CH3Cl)+2n(CH2Cl2)+3n(CHCl3)+4n(CCl4)=(1-X-Y-Z+2X+3Y+4Z)mol=(1+X+2Y+3Z)mol,故A正确;答案选A。
【点睛】
质量守恒是化学反应中的一条基本规律,守恒法也是在化学计算中常用的方法,守恒思想也是化学中一种非常重要的一种思想。
甲烷与氯气等卤素单质反应的注意事项:
1.反应条件为光照,在室温或暗处不发生反应,但不能用强光直接照射,以免引起爆炸。
2.甲烷与溴蒸气、碘蒸气等纯卤素也能发生类似反应,但不能与溴水、碘水发生反应。
3.甲烷与氯气的反应是一种连锁反应,不会停留在某一步,因此产物一般是五种物质的混合物。
4.CH4与Cl2在光照条件反应,生成物中HCl的物质的量最多。
5.1mol有机物CxHy与Cl2发生完全取代反应时,消耗Cl2的物质的量为ymol。
原子共面的判断方法:
判断有机物分子中的原子是否共面,首先要熟悉常见的分子构型。如甲烷分子(CH4)为正四面体结构,其分子中最多有三个原子共面;乙烯分子 (CH2=CH2)中的所有原子共面;苯分子(C6H6)中的所有原子共面。在判断有机物分子中原子共面情况时,把要分析的分子看做是简单的常见分子的衍生物,即复杂问题简单处理
(1)在甲烷分子中,一个碳原子和任意两个氢原子可确定一个平面,即甲烷分子中有且只有三个原子共面。当甲烷分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在原来的平面上。
(2)乙烯分子中所有原子在同一平面内,键角为 120。。当乙烯分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯分子所在的平面内。
(3)苯分子中所有原子在同一个平面内,键角为 120。。当苯分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在苯分子所在的平面内。说明有机化合物分子中的单键(包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等)可以旋转;而双键、三键不能旋转
登录并加入会员可无限制查看知识点解析