有关CH4的取代反应

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/30 05:47:34
CH4在光照下发生如下反应,

CH4+O2→CH3Cl+HCl

CH3Cl+O2→CH2Cl2+HCl

CH2Cl2+O2→CHCl3+HCl

CHCl3+O2→CCl4+HCl

为什么会Cl2的物质的量等于HCl的物质的量?
又为什么等于n(CH3Cl)+2n(CH2Cl2)+3n(CHCl3)+4n(CCl4)?

你可以看成是一个Cl2分子,失去一个Cl原子,换来一个H原子,那么HCl的物质的量当然与Cl2物质的量相等了

那四个反应也可以看成这样:
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
CH4 + 2Cl2 → CH2Cl2 + 2HCl
CH4 + 3Cl2 → CHCl3 + 3HCl
CH4 + 4Cl2 → CCl4 + 4HCl
这么一来,Cl2的物质的量不就等于n(CH3Cl)+2n(CH2Cl2)+3n(CHCl3)+4n(CCl4)了吗?

第一步 引发:

氯分子均裂为两个氯原子。

第二步 链增长:

氢原子从甲烷中分离出来,并与氯原子结合。

自由基((Free Radical)(游离基):带有一个独电子的原子或基团。

第三步:

甲基自由基与氯分子反应:

加和第二步和第三步:

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

链终止:

甲基自由基与氯原子结合:

两个甲基自由基的结合:

两个氯原子的结合:

整个反应过程称为自由基链反应。