Какое вещество образуется в результате реакции 1 моля метана с 2 молями хлора? Опишите механизм этой реакции.

Химия 11 класс Органическая химия. Реакции алканов реакция метана с хлором образование вещества механизм реакции химия 11 класс органическая химия хлорирование метана Новый

Реакция между метаном (CH4) и хлором (Cl2) происходит в условиях света или при нагревании и называется хлорированием метана. В результате этой реакции образуется хлорометан (или метилхлорид, CH3Cl) и хлороводород (HCl). Давайте рассмотрим, что происходит в этой реакции более подробно.

1. Уравнение реакции:

При взаимодействии 1 моля метана с 2 молями хлора у нас получается:

• 1 моль хлорометана (CH3Cl)
• 1 моль хлороводорода (HCl)

Уравнение реакции можно записать следующим образом:

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

2. Механизм реакции:

Механизм хлорирования метана можно разделить на несколько этапов:

1. Инициирование: В этом этапе происходит разрыв связи между атомами хлора в молекуле Cl2. Это может произойти под воздействием света или высокой температуры, что приводит к образованию двух свободных радикалов хлора (Cl·):
• Cl2 → 2 Cl·
2. Пропагирование: На этом этапе свободный радикал хлора реагирует с метаном. Один из атомов водорода метана замещается на атом хлора, что приводит к образованию хлорометана и нового радикала метила (CH3·):
• CH4 + Cl· → CH3Cl + H·
3. Затем радикал водорода (H·) может взаимодействовать с другим атомом хлора, образуя хлороводород:
• H· + Cl· → HCl
4. Терминация: Этот этап включает в себя реакции, в которых радикалы комбинируются, чтобы образовать стабильные молекулы. Например, два радикала хлора могут соединяться:
• Cl· + Cl· → Cl2
• CH3· + Cl· → CH3Cl

Таким образом, в результате реакции 1 моля метана с 2 молями хлора образуется 1 моль хлорометана и 1 моль хлороводорода. Этот процесс является примером радикальной реакции замещения, которая может продолжаться с образованием более хлорированных производных метана, если количество хлора превышает количество метана.