甲烷取代反应的改进
甲烷的取代反应变化技能教案
甲烷的取代反应变化技能教案一、教学目标：1. 让学生掌握甲烷的化学性质，特别是取代反应的特点。
2. 培养学生运用实验方法观察和分析甲烷取代反应的能力。
3. 引导学生运用科学思维方法，探讨甲烷取代反应的机理。
二、教学内容：1. 甲烷的分子结构及性质。
2. 甲烷的取代反应原理。
3. 甲烷取代反应的实验操作。
4. 甲烷取代反应产物的分析与判断。
5. 甲烷取代反应的应用。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：甲烷的取代反应原理、实验操作及产物分析。
2. 教学难点：甲烷取代反应的机理探讨。
四、教学方法：1. 采用实验教学法，让学生通过实验观察甲烷的取代反应过程。
2. 运用讲授法，讲解甲烷的取代反应原理及产物分析。
3. 引导学生运用讨论法，探讨甲烷取代反应的机理。
4. 利用案例分析法，介绍甲烷取代反应的应用。
五、教学准备：1. 实验室用具：试管、酒精灯、镊子、滴管等。
2. 实验试剂：甲烷、氯气、氢氧化钠溶液等。
3. 课件及教学素材。
4. 分组讨论教室。
六、教学过程：1. 引入新课：通过回顾甲烷的基本性质，引导学生关注甲烷的取代反应。
2. 讲解甲烷的取代反应原理：详细讲解甲烷与卤素气体发生的取代反应，重点阐述反应条件、反应类型及反应机理。
3. 演示实验：教师演示甲烷与氯气的取代反应实验，引导学生观察实验现象。
4. 学生实验操作：学生分组进行实验，亲身体验甲烷的取代反应过程。
5. 产物分析与判断：学生分析实验产物，判断取代反应的程度。
6. 讨论与探究：引导学生探讨甲烷取代反应的机理，分析反应条件对反应的影响。
7. 案例分析：介绍甲烷取代反应在实际应用中的例子，如氯甲烷的制备等。
8. 总结与评价：对本节课的内容进行总结，评价学生的实验操作及分析能力。
七、课时安排：本节课计划课时为45分钟，其中实验操作及讨论时间约为25分钟，课堂讲解及总结时间为20分钟。
八、教学评价：1. 学生实验操作的规范性与准确性。
2. 学生对甲烷取代反应原理的理解程度。
甲烷与氯气取代反应实验的改进
甲烷与氯气取代反应实验的改进甲烷与氯气取代反应有机化学教学中的一个重要实验，这不仅是学生学习有机化学接触到的第一个有机反应，也是烷烃的一个重要性质实验。
做好本实验对于刚刚涉足有机化学的学生来说具有非常重要的意义。
本文对该实验的相关问题进行了讨论，并对该实验作了改进。
1 实验原理甲烷与氯气的混合气体在光照条件下可发生取代反应，反应历程属于自由基链反应：CH4+Cl2→Cl·CH4+Cl·CH4→2CH3·C1+2HC1；CH3·C1+C12→Cl·CH3C1+Cl·…CCl3·+C1·→CC l4要使反应进行，需要一定的能量，这些能量来自光照或受热。
能说明取代反应已经发生的指标性现象是：1．氯气黄绿色褪去，2.有油状液体生成，3.有氯化氢气体生成。
4.气体体积减少。
2 常见几种实验的讨论人卫版教材有机化学（2)专题3第一单元中，甲烷性质的实验，采用的是在集气瓶中，用排饱和食盐水法收集氯气与甲烷（体积比为4：1)的混合气体（见图1所示），也有一些资料介绍，用100 mL的量筒来收集混合气体（甲烷20 mL 氯气80 mL，如图2所示），对混合气体进行光照，然后观察反应现象。
采用教材中的实验装置（如图1)进行实验，观察到的实验现象是瓶内气体体积减少、氯气的黄绿色褪去、瓶壁上有液滴。
但存在三个疑点：（1)生成的氯化氢气体溶解在水中无法检验，也没有证据可证明有氯化氢气体生成。
(2)混合气体是用排饱和食盐水方式取得的，瓶壁上会残留水珠，实验时无法辨认是有機生成物还是残留的水珠，不能确信有氯代物生成。
(3）如果用液面上升的现象说明气体体积减少了，以此来说明取代反应已发生，也缺乏说服力。
即使没有甲烷，单是氯气装在瓶中倒插在水里，给予光照，液面也会上升。
因为氯气可与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸又能分解生成氧气，最终体积是原体积的一半，且氯气的黄绿色也褪去，相关的反应方程式如下：C12+H2O HCl+HC1O2HC1O光照2HC1+O2↑按图2的实验装置，观察到的反应现象及存在的问题与上述一样。
甲烷的取代反应
甲烷的取代反应甲烷的取代反应是一种被广泛运用的有机化学反应，它不仅可以准确的预测反应线路，而且还可以成功的合成新的结构，从而发展更复杂的有机化合物。
本文将详细介绍甲烷的取代反应的反应原理、催化剂和反应条件，并回顾国内外的研究成果，为开发新的有机合成反应提供重要的参考意义。
一、甲烷的取代反应原理甲烷取代反应是有机化学中一种重要的反应，是对甲烷分子中的氢原子进行取代反应。
其反应原理是，甲烷分子中的氢原子会与反应的催化剂，比如硫氰酸钠或者硫脲等，形成临时的配位物，然后形成新的有机合成产物，经过催化剂的协同作用，从而形成新的结构。
二、甲烷取代反应的反应催化剂甲烷取代反应催化剂有：硫氰酸钠、硫脲、活性乙烯基乙酸酯、铜锌催化剂、镍催化剂、钴催化剂、钯催化剂等。
由于活性乙烯基乙酸酯具有较高的活性，常用于甲烷取代反应，其常用的脱氢催化剂有乙烯基乙烯基乙醇、乙烯基乙醇和碳酸酯类催化剂等。
三、甲烷取代反应的反应条件甲烷取代反应一般在80-100℃的温度下进行，催化剂一般在0.5-2.5mol/L的浓度下，反应时间可以在1-5h内完成，反应温度不宜超过100℃，以免引起反应产物的不稳定性。
通常，甲烷取代反应需要在真空条件下进行，以降低反应的外界干扰，提高反应的准确性。
四、国内外的研究进展甲烷取代反应作为一种有机化学反应，受到了国内外科学家的热切关注，探讨了甲烷的取代反应的反应原理、催化剂及反应条件等。
近几年，石油学家Hu et al.研究了硫氰酸钠在甲烷取代反应中的反应特性，发现在一定温度、水浸渍时，硫氰酸钠可以活化甲烷，反应活性最高；美国科学家Zhang研究了铜锌催化剂在甲烷取代反应中的效果，结果发现，在较低温度下，铜锌可以提高反应活性，缩短反应时间，并且使甲烷取代反应产物更加纯净。
五、结论甲烷取代反应是一种有机物的重要反应，在合成新的有机物方面具有重要意义。
反应原理清晰，催化剂制备和活性多样，反应条件范围较广，是有机化学研究的重要反应。
甲烷的取代反应变化技能教案
甲烷的取代反应变化技能教案第一章：教学目标与内容1.1 教学目标让学生了解甲烷的取代反应的概念。
使学生掌握甲烷的取代反应的实验操作技能。
培养学生分析实验结果并得出结论的能力。
1.2 教学内容甲烷的取代反应定义。
甲烷的取代反应的实验原理。
甲烷的取代反应的实验步骤。
第二章：教学准备2.1 实验材料甲烷气体。
氯气。
光照条件下进行实验所需的装置。
2.2 实验仪器试管。
酒精灯。
导管。
集气瓶。
第三章：实验原理与步骤3.1 实验原理甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，氯代甲烷和氢氯酸。
反应方程式：CH4 + Cl2 →CH3Cl + HCl3.2 实验步骤连接实验装置，确保气密性良好。
将甲烷气体通过导管导入试管中。
将氯气通过导管导入试管中。
点燃酒精灯，提供光照条件。
观察实验现象，记录实验结果。
第四章：实验操作注意事项4.1 安全注意事项佩戴防护眼镜和手套，以防实验中产生的化学品对皮肤和眼睛造成伤害。
避免直接接触高温的实验装置。
4.2 实验操作技巧确保甲烷和氯气的导入速度适宜，避免过快或过慢。
控制酒精灯的火候，保证光照条件的稳定。
第五章：实验结果与分析5.1 实验结果观察观察试管中是否产生白色烟雾或白雾。
收集的氯代甲烷气体，并观察其性质。
5.2 实验结果分析分析实验结果，得出甲烷与氯气发生取代反应的结论。
讨论实验结果与实验原理之间的关系。
6.1 评估方法通过观察学生的实验操作是否规范来进行评估。
通过学生的实验结果和分析报告来评估学生对甲烷的取代反应的理解程度。
6.2 评估内容学生对甲烷的取代反应的概念的理解。
学生对甲烷的取代反应的实验操作的熟练程度。
学生对实验结果的分析能力。
第七章：教学反思7.1 教学效果反思反思学生对甲烷的取代反应的概念的理解程度。
反思学生对甲烷的取代反应的实验操作的熟练程度。
反思学生对实验结果的分析能力。
7.2 教学改进计划根据学生的表现，调整教学方法和教学内容，以提高学生的理解程度和操作技能。
甲烷与氯气取代反应实验的再改进
光 源省 略 ）。
３ 实 验 过 程
３．１ 实 验 的准备 根 据 相关 反应 机理 ，经 过 实验对 比确定 了本 实
验 的最 佳 实验 条 件 。 ３．１．１ 光 源 的 选 择
ＣＨ 与 Ｃ１：的反 应属 于 自由基 反 应 ，１ ｔ ｏｏ！Ｃ１ｚ 分子 断 键 成 ２ ｔｏｏｌ氯 原 子 （氯 自 由 基 ）要 吸 收 ２４２．７ ｋＪ的能 量 ，这个 能量 可 以通 过 升 温或 光 照 供 给 。若使 Ｃｌ。分 子 离 解 成 氯 自由基 ，可 用 波 长 为 ４９３ ｎｍ 的光 。波长 越短 ，光 子 的能 量 越 高 ，越 是 接 近 紫外 区 的光源 ，越有 利 于反 应 。
第 ２５卷
中小 学实 验 与装 备 ２０１４年 第 ３期
４１
自制 ·改 进 ·创 新
甲烷 与氯 气取代反应实验 的再改进
江 苏省 海 门市海 门中学 （２２６１００） 张 盛
Hale Waihona Puke １ 实验 中 的 不 足
经 过实 验逐 一验 证发 现 采用排 水 法 收集 氯 气 ， 内壁 上 是 油 珠 还 是 水 珠 存 在 疑 问 ，且 在 日常 灯 光 下 ，现象 在短 时 间 内不 能 显现 。这 导 致在 教 学 中许 多教 师 常 以视 频 替 代 实验 演 示 ，缺 少 真 实 感 ，对 学 生建 构 取代 反应 的概念 有较 大 的影 响 。
碳 ，影响 实验 效 果 。 由于 太 阳光 的 不 可控 制 性 ，因 此 高压 汞灯 是理 想 的选择 。
占 高压 汞 灯 的选 择 不仅 与功率 有关 ，还 与灯 和 反
应 仪器 的 距 离 有 关 。最 终 经 过 比对 ，选 用 ２５０ Ｗ 高 压汞灯 ，灯 与反 应 仪 器 距 离 为 ５ ｃｍ，反应 ５ ｒ ａｉｎ 左 右 ，可 以确 保 实验 的效果 。
甲烷的取代反应变化技能教案
甲烷的取代反应变化技能教案第一章：教学目标与内容1.1 教学目标让学生了解甲烷的取代反应概念。
使学生掌握甲烷的取代反应条件和特点。
培养学生进行化学实验的基本技能。
培养学生分析问题、解决问题的能力。
1.2 教学内容甲烷的取代反应定义。
甲烷的取代反应条件。
甲烷的取代反应特点。
甲烷的取代反应实验操作。
第二章：甲烷的取代反应概念与原理2.1 甲烷的取代反应概念介绍甲烷的取代反应的定义。
解释甲烷的取代反应的含义。
2.2 甲烷的取代反应原理讲解甲烷的取代反应的原理。
分析甲烷的取代反应的电子转移过程。
第三章：甲烷的取代反应条件3.1 光照条件介绍甲烷的取代反应在光照条件下的特点。
分析光照条件下甲烷的取代反应的机理。
3.2 温度条件讲解甲烷的取代反应在不同温度下的特点。
分析温度对甲烷的取代反应速率的影响。
第四章：甲烷的取代反应特点4.1 反应速率讲解甲烷的取代反应的反应速率。
分析影响甲烷的取代反应速率的因素。
4.2 取代位置介绍甲烷的取代反应的取代位置。
分析甲烷的取代反应的取代位置的选择性。
4.3 反应产物讲解甲烷的取代反应的反应产物。
分析甲烷的取代反应产物的结构与性质。
第五章：甲烷的取代反应实验操作5.1 实验原理介绍甲烷的取代反应实验的原理。
解释实验过程中发生的化学反应。
5.2 实验步骤详细讲解甲烷的取代反应实验的步骤。
分析实验过程中需要注意的事项。
5.3 实验现象与结果分析描述甲烷的取代反应实验的现象。
分析实验结果与甲烷的取代反应原理之间的关系。
第六章：安全与实验准备6.1 安全注意事项介绍在进行甲烷的取代反应实验时的安全注意事项。
强调实验中应遵守的安全规则和标准操作程序。
6.2 实验器材与试剂列出进行甲烷的取代反应实验所需的器材和试剂。
说明各器材和试剂的规格、用途和正确使用方法。
第七章：实验操作与观察7.1 实验操作流程详细说明甲烷的取代反应实验的操作流程。
包括如何正确安装实验装置、调节温度和光照条件等。
甲烷的取代反应变化技能教案
甲烷的取代反应变化技能教案第一章：甲烷的取代反应概述1.1 教学目标让学生了解甲烷的取代反应的定义和特点。
使学生掌握甲烷的取代反应的反应条件和机理。
培养学生对甲烷的取代反应的兴趣和好奇心。
1.2 教学内容甲烷的取代反应的定义和特点。
甲烷的取代反应的反应条件和机理。
甲烷的取代反应的实际应用。
1.3 教学方法采用多媒体演示和讲解相结合的方式，让学生直观地了解甲烷的取代反应。
通过实例分析和讨论，使学生掌握甲烷的取代反应的反应条件和机理。
布置相关的练习题，巩固学生对甲烷的取代反应的理解和应用。
第二章：甲烷的取代反应实验操作2.1 教学目标让学生掌握甲烷的取代反应的实验操作步骤。
培养学生对实验操作的规范性和安全意识。
使学生通过实验观察甲烷的取代反应的变化。
2.2 教学内容甲烷的取代反应的实验操作步骤。
实验中所需的仪器和试剂。
实验操作的注意事项和安全要求。
2.3 教学方法演示实验操作步骤，让学生直观地了解实验过程。
分组进行实验操作，培养学生的合作意识和实验操作能力。
通过实验观察和记录，使学生了解甲烷的取代反应的变化。
第三章：甲烷的取代反应机理探究3.1 教学目标让学生了解甲烷的取代反应机理。
使学生掌握甲烷的取代反应机理的相关概念和原理。
培养学生对甲烷的取代反应机理的探究能力。
3.2 教学内容甲烷的取代反应机理的概念和原理。
不同取代反应机理的比较和分析。
甲烷的取代反应机理的实际应用。
3.3 教学方法通过多媒体演示和讲解，让学生了解甲烷的取代反应机理。
进行实例分析和讨论，使学生掌握甲烷的取代反应机理的相关概念和原理。
布置相关的练习题和研究报告，培养学生的探究能力和思维能力。
第四章：甲烷的取代反应应用案例分析4.1 教学目标让学生了解甲烷的取代反应在实际中的应用。
使学生掌握甲烷的取代反应在工业生产中的应用。
培养学生对甲烷的取代反应应用案例的分析能力。
4.2 教学内容甲烷的取代反应在工业生产中的应用。
甲烷的取代反应在环境保护中的应用。
甲烷取代反应实验的绿色化探究
【 中图分类号】 Ｇ ６ ３ ３ ． ８
【 文献标识码】 Ｂ
【 文章编号】 ２ ０ ９ ５ — ３ ０ ８ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ １ ７ ４ — ０ １
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｎ ｅ ｓ ｕ ｂ ｓ ｉ ｔ ｔ ｕ ｉ ｔ ｏ ｎ ｒ ｅ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｎ ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｐ ｏ ｓ ｉ ｉ ｔ ｏ ｎ ， ｉ ｔ ｉ ｓ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｙ ｔ Ｏ Ｃ ａ ｌ Ｔ ｙ ｏ ｕ ｔ ｈｅ ｔ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ｓ ， ｂ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ａ ｖ ａ ｒ ｉ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ ｐ ｒ ａ ｃ ｉ ｔ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｎ ｉ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｗｅ ｃ ａ ｌ ｌ ｎ ｏ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｅ ｎ ｔ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ １ ． Ｔｈ ｅ ａ ｕ ｈｏ ｔ ｒ ｗｍ ｅ ｐｅ ｘ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ａ ｔ ｆ ｅ ｒ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ￣ ＇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，ｃ ａ ｎ ｑ ｕ ｉ ｃ ｋ ｌ ｙ ｔ ｏ ｈｅ ｔ ｓ ｕｄ ｔ ｅ ｎ ｔ ｓ ’ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ，ａ ｎｄ ｈｅ ｔ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ ｈ ｉ ｇ ｈ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ
为 了节约课 堂时 间， 突显教 学重点 内容 ， 同时减 少环境 污 染和氯气对师生的毒害作 用，将 甲烷和氯气 的制备 由教 师事 先 在 通 风橱 完 成 ．制 备 的 氯 气用 排 饱 和 食 盐 水 的 方 法 收 集 到 容积较 大的锥形瓶 ， 用双孔塞塞 紧（ 如 图所示 ） ， 储存 备 用， 在 ２ ＿ ３改进 效果 及 推 广 收集 甲烷的瓶底预 留少量食盐 水。 因为 甲烷 密度 小易逸散 ， 用 本实验改进后 ． 可以拿到 室外太 阳光 下进 行 ， 效果 显著 ， 双孔橡皮塞封 口后倒放在食盐水槽 中备用。 不用燃烧镁条浪 费药品。而且储 气装置所储存的反 应气 ， 不 需 要 学生 自行制备 ， 既节约 了实验 时间， 也避免 了各组 制备氯 气 带来的环境污 染。我们在 实验课上推广该装置 ， 取得 了较好的
甲烷与氯气取代反应实验的改进
意义。
2.实验原型及不足之处
教材设计的实验装臵（如右 图）及方法，耗时长、实验现象 不明显，成功率低、氯气易泄漏 等不足，致使在教学实践中，许 多老师不愿意做这个演示实验，
而是课堂上分析，讲解实验，学
生缺乏感性认识。
3.实验创新与改进之处
（1）装臵创新及改进：用导 管形成封闭装臵，防止氯气与 水较大面积接触发生反应和逸 出。（2）条件改进：改自然 光为55W的节能灯,并用光亮的 铝箔反光聚能。（3）原料比 例改进：甲烷与氯气体积比由
郴州市第四届中学化学实验创新大赛
甲烷与氯气取代反应实验的改进
郴州市第二中学 陈利平
2013年9月
1.实验在教材中所处的地位与作用
取代反应是有机化学中一重要的反应类型。 甲烷与氯气取代反应的实验是人教版新课程教 材化学2（必修）的内容，也是烷烃的一个重 要性质实验。做好本实验不仅可以加深对取代 反应的理解，还可以提高学生学习兴趣，对于 刚刚涉足有机化学的学生来说具有非常重要的
Fe(SCN)3溶液 铝 箔
1:1改为1：3。
4.实验效果
（1）试管内出现大量白雾。 （2）水沿着导管上升，较快的进入试管中。 （3）混合气体的黄绿色变浅甚至消失。
5.自我评价
Байду номын сангаас
（1）利用铝箔反光聚能，引发反应，实验用 时短，实验现象明显，成功率高。 （2）实验器材易得，装臵简洁，适合做课堂 演示实验。 （3）装臵安全，装臵属于封闭体系而非密闭 体系，压强减小（HCl易溶于水），水面会上升， 不会发生中的“爆炸”。 （4）装臵密封性好，氯气不泄漏，更加绿色 环保。
高中化学必修--甲烷的取代反应规律
必修--甲烷的取代反应规律甲烷发生取代反应的有关规律1．反应条件和反应物反应条件为光照，反应物为卤素单质。
例如甲烷与氯水、溴水不反应，但可与氯气、溴蒸气发生取代反应。
2．反应产物虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不同，但甲烷与氯气反应的产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物。
3．物质的量的关系CH4与Cl2发生取代反应时，每1 mol H原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成1 mol的HCl分子。
4．注意事项(1)有机反应比较复杂，常伴随很多副反应发生，因此有机反应方程式常用“→”。
(2)CH4与Cl2的反应逐步进行，应分步书写。
(3)当n(CH4)∶n(Cl2)=1∶1时，反应并不只发生CH4+Cl2CH3Cl+HCl，其他反应仍发生。
5．取代反应与置换反应的比较取代反应置换反应可与化合物发生取代，生成物中不一定有反应物、生成物中一定都有单质单质反应能否顺利进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大。
在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动性顺序分步取代，很多反应是可逆的反应一般是单向进行深化理解1．甲烷的卤代反应的产物是混合物，而不是纯净物。
2．甲烷等有机物与氯气发生取代反应时，取代的位置和个数是难以控制的，因此制备卤代烃一般不采用取代反应。
典型例题例1 将1 mol甲烷与一定量的氯气混合于一量筒中，倒立于盛有饱和食盐水的水槽(如图所示)，对于此反应，有关叙述不正确的是()A．该反应属于取代反应B．该反应的条件是光照C．该反应的生成物只有四种D．该反应现象有量筒内气体颜色变浅，器壁上有油状液滴答案 C解析【分析】CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，该反应的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、氯化氢五种产物，据此分析作答。
【详解】A. 将1 mol甲烷与一定量的氯气混合于一量筒中，甲烷与氯气发生取代反应，A项正确；B. 该取代反应需要光照条件，B项正确；C. 该反应的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、氯化氢五种产物，C项错误；D. 氯气参与反应，生成了液态有机物二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，则量筒内气体颜色变浅，器壁上有油状液滴，D项正确；答案选C。
甲烷与氯气取代反应实验改进的再探究
・ １ ・ ５
节合 适 ， 通 电源 ３ ｓ 便 可 借 助 摄 像 头观 察 到 接 ０后 ｕ型管 内右侧 出现 大 量 的 白雾 ， ３ ｓ时液 面 迅 约 ０ 速上 升 ， 升 的液 体体 积 约 占混合 气 体 的 七分 之 上
六， 同时有 大量 的颗粒 和油状 液滴 下沉 。
（ ） 验 装 置 简 单 、 凑 ， 便 于 多 个 班 进 行 ３实 紧 且
教学 。
酸钠 和碱石灰混合后直接 加热 ， 这种制取 方法反应
速率慢 ， 到 Ｃ 得 Ｈ 的量少。而我们使 用 的方法是先
将无 水 醋 酸 钠 进 行ａＨ 干燥 的 Ｃ （ Ｈ） ａ Ｏ ，固体 ， 质量 比 ４ ３ 按 ：： ２ 匀混合后直接加 热 ， 均 不仅反应 速率快 ， 而且 Ｃ Ｈ
（ 图 ２ 如 ）
① ｕ型管 内右侧 出现大量 的白雾 。 ② ｕ型管 内混 合气 体淡 黄绿 色变浅 。 ③ ｕ型管 内右 侧液 面迅 速上 升 。反 应 开始 至 结束 仅 需 １分 钟 。反应 结 束后 ， 面几 乎 充满 整 液
个 Ｕ型管 。
图中： ①铁 架 台 ； ② ｕ形 管 ； 漏 斗 ； ③ ④
取代反应 改进
关 键 词 甲烷
人 教 版 高 中化 学 第 二 册 第二 章 第 ２ ０页 中安 排 ０
了 甲烷 和氯 气 的取 代 反 应 演 示 实 验 （ 图 １ 。该 实 如 ）
验 是 一 个 重 要 的 有 机 化 学 实验 。
注射 器针 头有 少量 溶液 流 出为 止 ， 以保 证 Ｕ型管 内充 满 溶液 ， 气 泡 。 无
进行尾 气 处理 。
图 ２
器 ； 饱 和食盐 水 ； ⑥ ⑦
甲烷取代反应实验报告
甲烷取代反应实验报告实验目的通过甲烷取代反应，合成氯代甲烷，并通过实验验证反应的定量性质。
实验原理甲烷取代反应是一种典型的卤代烷的合成方法。
在本实验中，甲烷与氯气发生取代反应，生成氯代甲烷。
甲烷中的一个氢原子被氯原子取代，反应的化学方程式如下：CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl该反应是一个比较剧烈的取代反应，目标产物氯代甲烷在环境中溶解度较高，所以实验室通常采用该反应合成氯代甲烷。
实验步骤1. 实验前准备：将实验器具清洗干净，准备好甲烷气体、氯气和反应装置。
2. 反应装置：将甲烷和氯气分别充入两个独立的气体收集管中，并通过硅胶垫连接到反应器中。
3. 开始反应：缓慢地将甲烷和氯气同时通入反应器中，保持较低的反应温度（约10-20摄氏度）。
4. 反应时间：根据所需产物的量和反应速率，控制反应时间。
5. 收集产物：将反应器中产生的氯代甲烷，通过气体收集管收集起来。
6. 结束实验：关闭气体通入，将反应装置拆除，妥善处理废气。
实验结果经过实验，我们获得了一定量的氯代甲烷。
根据实验数据计算得到反应的产率和摩尔比。
根据摩尔比可以得到反应的动力学常数和速率常数。
实验讨论在实验过程中，我们需要注意控制反应的温度和时间，以避免产生副产物或不完全反应。
此外，反应中使用的甲烷和氯气需要具有一定的纯度和浓度，以保证反应的准确性和可重复性。
此外，由于氯代甲烷是一种有毒气体，实验过程中应该注意安全操作。
在进行气体收集和处理时，需要通风良好的实验室环境，并采取适当的防护措施。
结论通过甲烷取代反应，我们成功合成了氯代甲烷。
实验结果表明反应的产率和摩尔比都符合预期。
这表明这种取代反应是一种有效的合成氯代甲烷的方法。
通过本实验的实践，我们对甲烷取代反应有了更深入的理解并加强了实验操作的技能。
同时，实验中也加深了对反应速率常数和动力学常数的认识。
参考资料[1] Weber, L. B.; Yale, H. L. Chloromethane from Methane and Chlorine. J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 4733–4735.[2] Klein, D. R.; McDaniel, R. K. The Importance of Trigonality in Reactions of Alkanes. Acc. Chem. Res. 1988, 21, 98–105.。
《甲烷取代反应实验探究》 知识清单
《甲烷取代反应实验探究》知识清单一、实验目的通过实验探究甲烷与氯气的取代反应，理解取代反应的概念和特点，掌握相关实验操作和现象，培养观察、分析和解决问题的能力。
二、实验原理甲烷（CH₄）在光照条件下与氯气（Cl₂）发生取代反应，生成一氯甲烷（CH₃Cl）、二氯甲烷（CH₂Cl₂）、三氯甲烷（CHCl₃）和四氯化碳（CCl₄）以及氯化氢（HCl）。
化学方程式为：CH₄＋ Cl₂ → CH₃Cl ＋ HClCH₃Cl ＋ Cl₂ → CH₂Cl₂＋ HClCH₂Cl₂＋ Cl₂ → CHCl₃＋ HClCHCl₃＋ Cl₂ → CCl₄＋ HCl三、实验用品1、仪器大试管、小试管、量筒、水槽、集气瓶、导气管、铁架台（带铁夹）、石棉网、酒精灯、玻璃片、分液漏斗、锥形瓶、双孔橡皮塞、单孔橡皮塞。
2、药品甲烷气体（储存在钢瓶中）、氯气（黄绿色气体，储存在钢瓶中）、饱和食盐水、浓氢氧化钠溶液。
四、实验步骤1、检查装置气密性连接好实验装置，将导管的一端浸入水槽中的水中，用手握住试管，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱，则说明装置气密性良好。
2、收集甲烷气体用排水法在集气瓶中收集一瓶纯净的甲烷气体，用玻璃片盖好瓶口，正放在实验台上。
3、组装实验装置将大试管固定在铁架台上，向大试管中加入约 1/3 体积的饱和食盐水，将收集好甲烷气体的集气瓶倒立在大试管口，瓶口向下。
4、通入氯气通过分液漏斗向大试管中缓慢通入氯气，使氯气和甲烷充分混合。
5、光照反应用强光照射大试管，观察实验现象。
6、检验产物反应结束后，将大试管中的液体分别倒入小试管中，进行以下检验：（1）用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体，观察试纸的颜色变化，以确定是否有氯化氢生成。
（2）向小试管中滴加几滴浓硝酸，然后再滴加硝酸银溶液，观察是否有白色沉淀生成，以检验氯离子的存在。
7、尾气处理将反应后的尾气通入盛有浓氢氧化钠溶液的锥形瓶中，以吸收多余的氯气，防止污染环境。
甲烷取代反应的现象
甲烷取代反应的现象
嘿，大家好哇！今天咱来聊聊甲烷取代反应的现象。
有一回啊，我们上化学课。
老师说要给我们演示甲烷的取代反应。
大家都兴奋得不得了，眼睛直勾勾地盯着讲台。
老师先把甲烷和氯气放在一个密封的容器里，然后用光照着。
哇哦，神奇的事情发生了。
一开始的时候，容器里没什么变化。
但是过了一会儿，就看到容器里的颜色慢慢变浅了。
我就想啊，这是咋回事呢？老师说，这是因为氯气和甲烷发生了取代反应，生成了一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳这些物质。
这些物质都是无色的，所以容器里的颜色就变浅了。
接着，老师又把容器打开，让我们闻了闻里面的气味。
哎呀，那味道可难闻了，有点像消毒水的味道。
老师说，这是因为生成的这些物质有一些特殊的气味。
我就想起我小时候去医院，闻到的消毒水的味道。
原来这就是取代反应产生的气味啊。
然后，老师又给我们看了看容器里的液体。
我们发现，容器里有一些小水珠。
老师说，这是因为反应生成了氯化氢，
氯化氢和空气中的水蒸气结合，就形成了小水珠。
我就觉得这好神奇啊，就这么一个小小的反应，居然能产生这么多现象。
这个实验让我对化学产生了更大的兴趣。
我就想啊，化学里还有多少这样神奇的反应呢？以后我一定要好好学习化学，探索更多的化学奥秘。
嘿嘿，这就是甲烷取代反应的现象啦。
大家要是有机会，也可以去看看这个实验，真的很有意思哦。
甲烷取代反应现象
甲烷取代反应现象
甲烷取代反应是化学领域中一种重要而基础的反应类型，也是现今许多合成衍生物的主要制备方法。
它是一种在甲烷基体中发生的取代反应，通过不同的实验条件改变甲烷基的键的结构，达到在得到新的碳氢化合物的目的。
甲烷取代反应可以将甲烷中的一个氢原子替换成其他原子或者
分子，形成一种新的分子结构。
这种反应由单键而成，一个氢原子直接取代一个外来原子或者分子，就是乙烯、乙炔、烯烃、芳烃等，由此可以构成有机化学中许多重要的有机分子，如醇、芳香酰胺等。
甲烷取代反应同样也可以发生在气体反应环境中，这种反应主要是由催化剂来进行，其催化效果很强，过程也很快，可以得到较高的产率。
由于催化剂的作用，气体反应时间变短，温度升高，反应物分解性及热安定性增加。
另外，甲烷取代反应也可以用电子转移方式来实现，这个方式通常叫做电子取代反应。
电子取代反应是一种双重反应，它不仅仅是氢原子被取代，也可以把其他原子或者分子取代掉。
电子取代反应的反应条件的温度要求更高，反应速度也更快，但催化剂的要求较少，反应条件更加温和，可以制备出更复杂的有机分子。
总之，甲烷取代反应是现代有机合成衍生物制备中一种重要而基础的反应类型，这种反应可以制备出较简单或者较复杂的有机分子，是大量合成化学品生产中必不可少的一步，因此甲烷取代反应在有机合成衍生物的制备中非常重要。
实验一：甲烷的取代反应.doc
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，CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl、CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl、CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl、CHCl3＋Cl2CCl4＋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：2KMnO4＋16HCl(浓)＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
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 KMnO4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 KMnO4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内容实验1实验23、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。
甲烷取代反应
甲烷取代反应1 甲烷取代反应甲烷取代反应（Abstract Reaction of Methane）是碳氢变换反应的基本类型，主要指甲烷（CH4）与一个选择的其他反应物（Ethane，Ethene，Ethyne等）发生反应或取代的反应。
甲烷具有四唯一的氢原子，由饱和单键侧结合而成，其取代反应也由此可知，即在此类反应中，甲烷受到一氢原子（或相关介质）的取代，从而产生一个新的氢化物，如甲烷氢化叔丁基醚（Methane Hydrogenated Tertiary Butyl Ether）。
甲烷取代反应一般包括以下步���：1）甲烷与加入物（如氢原子）反应，2）形成共价单键，3）形成甲烷取代物，4）取代物离解，5）气态甲烷的形成等。
在实际的工业反应过程中，取代反应的催化剂主要有三大类，分别是改性得体催化剂（Modified Inert Catalyst）、是组织催化剂（Organic Catalyst）和无机改性的催化剂。
有许多的催化剂可以用于甲烷取代反应，如甲酰胺杂化磷酸酯（Methanesulfonates），磺酸硅复合物（Silicates），和草酸锂发泡剂（Lithium Oxalate Foaming Agents）等。
甲烷取代反应产生的产物，除了甲烷取代物，还可以产生其他有用的产物，如有机酸（Organic Acids）和氧化物（Oxides）等。
有的产物可以用于液化石油气的预处理，另一些则可以用于化学合成，并用作添加剂或添加剂的原料，也可以成为燃料或工业原料。
甲烷取代反应在工业上应用非常广泛，从轻烃气体和石油化工到金属材料和医药工程，几乎涉及到各行各业。
由于反应本身特点，甲烷取代反应也可以运用在低温下进行，以避免污染物的产生及有害气体的排放，这种技术在实践中受到了广泛的应用和拓展。
甲烷取代反应在工业等方面的应用越来越广泛，它的研究及开发受到了越来越多的重视，已有不少的可用的反应物和催化剂等陆续问世，为反应能够更快速又安全的进行提供了一定的保障。
甲烷的取代反应现象及解释
甲烷的取代反应现象及解释
哎呀，你知道吗？化学课上老师给我们讲了甲烷的取代反应，那可真是太神奇啦！
那天上课，老师把实验器材摆了一桌，就像要变一场超级大魔术似的。
我们都瞪大眼睛，等着看会发生啥。
老师先把甲烷气体通到一个装着氯气的瓶子里，哇塞，你能想象吗？瓶子里的颜色居然慢慢变浅了！这就好像是一瓶魔法药水，一点点失去了它原本的魔力色彩。
老师一边操作一边给我们讲解，说这就是甲烷的取代反应在发生作用呢。
我就想啊，这甲烷咋就这么神奇，能和氯气发生这样的变化？这就好比两个小伙伴，本来各走各的路，突然碰到一起，然后就一起玩起了新游戏，变成了新的组合。
我忍不住问老师：“老师，为啥会这样呢？”老师笑着说：“同学们，这是因为甲烷分子中的氢原子被氯原子一个个取代啦。
”我还是有点迷糊，又问：“那为啥是一个个取代，不是一下子都取代了呢？”老师耐心地解释：“这就像排队上车，得一个一个来，不能一拥而上呀。
”
旁边的同桌也凑过来跟我讨论：“我觉得这就像搭积木，一块一块地换，最后搭出了不一样的形状。
” 后面的同学也忍不住插话：“我看更像是换座位，一个一个地换，才有新的排列。
”
大家七嘴八舌地讨论着，都想弄明白这神奇的反应。
老师看着我们这么积极，笑得更开心了，接着给我们详细讲了反应的原理和过程。
经过老师的讲解和同学们的讨论，我终于明白了，甲烷的取代反应原来是这么一回事。
这不就像是解开了一个神秘的谜题嘛！
我觉得啊，化学世界真是太奇妙啦！就这么一个小小的甲烷取代反应，里面居然藏着这么多的知识和秘密。
我们可得好好学习，才能探索更多这样神奇的化学现象！。
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在1~5号试管中分别加入唾液1mL,然后进行37恒温水浴。
!反应过程中,每隔1min从3号试管中取1滴反应液,滴在比色板上,加1滴碘液显色,待呈橙黄色时立即取出5支试管,加碘液显色并比色,记录实验现象,见表2。
表2
处理
试管编号
12345
pH 5.0 6.2 6.87.48.0
颜色+++橙黄色+++
*∀+#表示蓝色程度。
实验过程中可能会出现一些具体问题,如反应速度过快。
教师可组织学生交流,找出解决问题的办法,真正做到让学生在∀做中学,学中做#,让他们成为探究的主人。
通过学生亲自探索及教师的引导、点拨,并根据上面两组实验的实验现象,学生总结出酸碱度对酶的活性有影响:即酶的最适pH值一般都接近中性,pH值偏高或偏低,酶的活性都降低。
在此基础上设置练习巩固知识。
如:人体中只有肝脏中含有过氧化氢酶吗?食糜进入小肠中胃蛋白酶还能发挥活性吗?通过本节课的学习,科学探究的一般过程是怎样的?4 教学反思
∃笔者从近年高考实验命题的角度出发,把%酸碱度对酶活性的影响&这个教材中并没有编排实验的知识点设计成探索式实验教学的模式,让学生设计实验并综合运用有关化学知识(pH值)和实验方法(如比色法)来完成实验设计,这样的教学设计培养了学生的知识迁移能力和综合运用能力。
∋高考解答实验设计这类题目不仅要求学生设计的方法、步骤科学合理,还要求语言表达准确、精练。
本节课学生在实验过程中充分体现了新课程改革中的三维目标要求。
学生在探究的过程中,充分地讨论与交流不仅可以提高文字表达能力,还能提高严密的逻辑思维能力和精确的分析推理能力。
另外,这种开放式的课堂教学能让学生在轻松的氛围中掌握知识、培养能力。
这在笔者课后回访学生时得到学生的一致认同。
本节课的教学设计对学生解答实验设计这类题目起到一个示范作用。
通过本节课的教学,可让学生明白高考中的实验设计题型并非总令人望而生畏,让学生从实践中领悟实验设计题的解题思路。
(收稿日期:2007 03 31)
实验方法与实验设计
甲烷取代反应的改进
( 刘仁杰
河北省新乐市第一中学 050700
凡高中学习到有机化学,就要学习甲烷。
那么验证甲烷主要化学性质的一个非常重要的实验)))甲烷和氯气的取代反应实验显然就摆在了我们的面前。
在这个实验中,反应条件是光照,课本中说的是放在光亮且日光直射不到的地方(谨防爆炸)。
对于光亮度,教师一般很难掌控好,一旦爆炸就会危及师生的人身安全,而且亮度还会受到阴、晴、冷、暖的气候影响,所以有必要对反应条件进行改进。
有关教参中提出用高压汞灯做为光源,远距离照射,虽能进行反应,但需要预热,且装置庞大,移动不方便也不安全,这对于寸时寸金的课堂,实非绝佳之选。
针对这种情况,作者对光源进行了改进,而且对反应装置也进行了改进,使实验4min即可完成,而且现象明显,收到了非常好的效果。
1 对光源的改进
∃采用20W~30W的高性能电子节能灯做光
%教学仪器与实验&第23卷2007年第6期∗15
∗
源。
电子节能灯亮度高,容易达到反应所需亮度,且简洁短小,装卸方便。
使用时放于大试管一侧,距离0 5cm~1c m 为宜。
(如图
1)图1
∋采用高亮发光二极管做光源。
这种发光二极管所需电压低(3V),而且亮度高。
制作时只需将多个发光二极管插在一块平板上,连接电源即可。
使
用时侧向照射大试管,距离同上。
(如图1)2 对反应装置的改进
采用250m L 的广口瓶代替大水槽做底座,不仅所需饱和食盐水少,而且移动方便;用粗玻璃管替代铁架台来支撑大试管,并连通大试管和广口瓶,一举两得;用大试管来代替量筒,大试管无刻度,透光性强,取代反应更易发生;
采用注射器和图2
细玻璃管来排空,操作简易,排空完全充分,避免了排空时盐水对教师的手的浸蚀以及易进气泡的缺点;细胶管(或气门芯)的柔软弹性保证了排空完全和试管底部的安全。
装置一体化,装卸便捷,取用方便。
(如图2)3 实验过程
(1)组装
向大广口瓶中加入约占总体积4 5的饱和食盐水,塞紧胶塞,将大试管倒插塞紧在另一胶塞上。
(2)排空
在外露的细胶管(或气门芯)中插入注射器,打开止水夹,抽取大试管中的空气,饱和食盐水随之通过粗玻璃管涌入大试管内。
直到止水夹处的细胶管中也充满食盐水时停止抽气,用止水夹夹住细胶管,此时大试管及玻璃管中全部充满了食盐水。
(3)充气
用注射器抽取不少于20mL 的甲烷气体(注射器外壁有刻度),将注射器插入细胶管中,打开
止水夹,注入20mL 甲烷,然后用止夹夹紧细胶管。
用同样的方法,注入80mL 氯气。
并用一红皮筋套在大试管上的水面处,以标示反应前水面的位置。
(如图
3)
图3
(4)反应
将光源平行置于大试管一侧0 5cm ~1cm 处,打开光源,照射大试管内的混合气体,观察现象。
(如图3)
(5)尾气处理及装置复原
反应完毕,用注射器完全抽出试管中剩余气体,再吸入适量浓NaOH 溶液,振荡,即可除去氯气,剩余的即为C H 3Cl 气体,可收集观察。
打开止水夹,大试管中的食盐水全部流回到广口瓶中,装置又恢复到起始状态。
4 实验改进后的优点
∃光源亮度高,易使反应进行,形体小巧,便于拆装。
∋排空容易并且完全,不留气泡,避免了盐水对手的侵蚀。
反应快,水面上升快,现象明显。
!装置一体化,移、用方便;勿需拆卸,可重复连续使用。
+所用饱和食盐水少,节约了食盐。
,尾气处理方便、彻底,不污染环境,不会损害师生健康。
−可以收集生成物C H 3Cl 气体,并可对其进行形态观察。
5 实验注意事项
∃广口瓶不要小于250mL,加入的饱和食盐水不能少于4 5,以增加装置的稳定性。
∋止水夹要夹紧,胶塞要塞紧,谨防漏气和装置倾斜。
光源距离大试管要近,使反应易进行。
!光源面向学生的一面最好遮光,以免干扰学生观察气体颜色的变浅和褪色现象。
(收稿日期:2007 01 25)
∗16 ∗
Educational Equipment And Experiment Vol.23,No.6,June 2007。