《2026年高中必刷题高中化学必修第二册人教版》

7. [江苏常州2025高一期中]某实验小组对甲烷与氯气的反应进行了以下探究实验。
(1)查阅资料：甲烷可通过反应制取。该小组使用无水乙酸钠晶体(CH₃COONa)与碱石灰、二氧化锰与浓盐酸分别制备实验所需的气体，请选择相应气体发生装置：①CH₄：A(填序号，下同)；②Cl₂：C。

(2)完成反应物制备后，实验小组使用如图装置完成了甲烷与氯气反应的实验。

请写出实验过程中生成气态有机物的反应方程式：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl。
(3)为探究影响甲烷与氯气反应速率的因素，该小组使用相同功率的节能灯管作光源，设计完成了以下实验：

①实验Ⅰ和Ⅱ探究光源距离对反应速率的影响，a = 15。
②实验Ⅰ和Ⅲ探究环境温度对反应速率的影响，b = 2。
③结论：其他条件相同时，环境温度越高，光源距离越近，甲烷与氯气反应速率越快。
(4)为探究烷烃与其他卤素单质的反应，该实验小组将正己烷(化学式为C₆H₁₄，常温下为液态)与液溴混合后用紫外灯照射，观察到沸腾现象并产生大量气泡。
①甲同学提出猜想：溴单质与正己烷发生取代反应并生成气体。甲同学将产生的气体通入AgNO₃溶液中，生成淡黄色沉淀，由此得到猜想正确的结论。写出生成淡黄色沉淀的离子方程式：Br⁻+Ag⁺=AgBr↓。
②乙同学认为该验证方案不严谨，理由是________________________。

答案： 7.
(1)①A②C
(2)CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl
(3)①光源距离　15②环境温度　2③其他条件相同时，环境温度越高，光源距离越近，甲烷与氯气反应速率越快
(4)①Br⁻+Ag⁺=AgBr↓　②挥发出的Br₂也能与AgNO₃溶液反应生成淡黄色的AgBr沉淀
[解析]
(1)①由方程式可知，制备甲烷的反应为无水乙酸钠晶体与碱石灰共热反应生成碳酸钠和甲烷，该反应是固固加热制备气体的反应，所以选择装置A制备甲烷。②二氧化锰与浓盐酸共热，反应生成氯化锰、氯气和水，该反应是固液加热制备气体的反应，所以选择装置C制备氯气。
(2)氯代甲烷中只有一氯甲烷为气态，光照条件下甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢的化学方程式为CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl。
(3)①实验探究时应采用变量控制法，遵循单一变量原则，根据表中信息可知，实验Ⅰ和Ⅱ光源距离不同，则应是探究光源距离对反应速率的影响，控制实验Ⅰ和Ⅱ的环境温度相同，a=15。②实验Ⅰ和Ⅲ温度不同，应是探究环境温度对反应速率的影响，应控制实验Ⅰ和Ⅲ的光源距离相等，b=2。③液面上升至试管一半高度所需时间越短，反应速率越快，则根据表中三组实验得到结论：其他条件相同时，环境温度越高，光源距离越近，甲烷与氯气反应速率越快。
(4)①正己烷与液溴在紫外灯照射下发生取代反应生成的溴化氢能与硝酸银溶液反应生成淡黄色的溴化银沉淀，反应的离子方程式为Br⁻+Ag⁺=AgBr↓。②液溴具有挥发性，挥发出的溴也能与硝酸银溶液反应生成淡黄色的溴化银沉淀，所以乙同学认为该验证方案不严谨。