【doc】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
实验园地
甲烷与氯气取代反应实验的改进
刘英杰
(新乐市第一中学,河北新乐050700) 摘要:在原有实验改进基础上对甲烷与氯气取代反应实验进行了更加深入的研究
和改进,并取得了新的进展,使
反应更快,更安全,且便于科学探究.同时研究发现,改变甲烷与氯气的体积比可影
响取代反应的速率.
关键词:甲烷;取代反应;改进
文章编号:1005—6629~011)01—0042—02中图分类号:G633.8文献标识码:B
在高中化学新课标教材中都安排了甲烷与氯气 的取代反应演示实验,但该实验存在光照条件不易 控制,实验现象不明显,装置密封性较差,Cl气易泄 漏等不足,在教学实践中,笔者对该实验进行了深入 的研究,针对上述不足,改进实验装置,优化实验条 件,取得了较好的实验效果.
下面具体介绍实验的改进措施和方法. 1实验装置的改进
1.1实验装置(如图1所示)
4
图1
1.2实验步骤及现象
f1)按图l所示连接好实验装置,检查该装置的 气密性,确保不漏气.
(2)打开弹簧夹,取下橡胶塞,向玻璃管内注入 饱和食盐水至接近管的上口,塞紧橡胶塞,用手轻轻
挤压盛有饱和食盐水的气球.至橡胶管内充满溶液 为止,以排尽玻璃管内的空气,关闭弹簧夹.事先在 玻璃管外壁套一红皮筋.
(3)将节能灯管平移至距玻璃管外壁2,3cm处, 给灯管加一个U形金属护罩.
(4)将盛有CH气体的注射器的针口(不带针头) 与橡胶管连接好,打开弹簧夹.向玻璃管内缓缓注入 15mLCH气体,然后关闭弹簧夹.用同样的方法再 向玻璃管内注入35mLC1气.调整红皮筋位置与玻 璃管内液面处相平,以标记液面起始位置. (5)接通电源,以节能灯管为光源照射充有混合 气体的玻璃管,可观察到下列实验现象: ?玻璃管内壁逐渐变模糊,在管的内壁和液面 出现油状液滴
?管内液面逐渐上升.反应结束后,上升的液体 体积所占混合气体体积的五分之四以上. ?混合气体黄绿色逐渐变浅直至消失. 另外,还可看到有少许白色晶体(实为NaC1晶 体)从管内液面处析出并缓缓下沉.
(6)实验结束(管内液面不再上升)后,断开电 源.用步骤(41的方法向玻璃管内注人10mL浓氢氧 化钠溶液,关闭弹簧夹,进行尾气处理. 1.3改进优点
(1)反应速率快,实验用时短(耗时在2分钟之 内),实验现象明显,成功率高.
(21实验材料廉价易得;实验装置更加简洁,紧 凑,便于移动,易在普通中学推广.
(3)用气球代替水槽或U形管,除可减少饱和食 盐水用量外,还有两大优点:一是使装置密封性更
好,氯气不会泄露,更加环保;二是若反应条件控制 不当,反应过于剧烈.气球良好的伸缩性,在一定程 度上可以缓冲压强的骤变.不会导致玻璃管炸裂,而 使氯气泄露,安全性大大提高.
f41利用该装置可对诸多影响甲烷与氯气取代 反应速率的因素进行科学探究.
2新的研究结论
在研究影~CI-h与Cl取代反应速率的因素时发
,灯管功率,玻璃管到灯管的距离等因 现:外界温度
化学教学2011年第1期
"自动发射升空''的气球
王美志
(枞阳县白云中学,安徽纵阳246728) 文章编号:1005—6629(2010)12,0043—02中图分类号:G633.8文献标识码:C
本装置
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
巧妙,富有激趣性,具体准备及演 示如下:
1所需用品
开口较大的塑料瓶,果冻吸管,两个橡皮塞, 导气管,砂纸,大小2个气球,细线,透明胶带, 剪刀:稀盐酸,细铁丝,镁带,细铝丝,钠块,锌 粒.
2制作步骤
(1)取1个开口较大的塑料瓶(如塑料墨水瓶 或塑料药剂瓶),并选配上合适的橡皮塞. (2)取1根长约10cm的导气管A(注意要将其 实验园地
El部烧圆,以免刺破气球;若用较硬的细吸管也可 以).再截取一段长约8em的果冻吸管B.在橡皮 塞上按管A和管B的外径分别打孔M,N,其中M孔
竖直,N孔倾斜.将管A与管B安装好后,按管B的 内径配好合适的小橡皮塞,将细铁丝穿过去后,塞 紧小橡皮塞.用细铁丝捆住五,六根长约6cm的镁 带的一端(也可直接用细铝丝),抽提铁丝使镁带在 管B内(如图l所示).
(3)将比管A略粗的果冻吸管截下约21311"1长的 一
小段作套管C,截口处一定要齐整.在管C的一 端管壁上用细铁丝烫出一个小孑LO,并用砂纸把管 素都会影响反应的速率I11.除此之外,还得到如下经 验性结论:其他条件一定时,适当增大混合气体中 C1的体积分数,反应速率会加快.
查阅大学教材可知:CH4与Cl的取代反应是一 种游离基(或自由基)取代反应,在光照条件下,首先 是Cl分子中Cl—Cl键发生均裂成为游离基(即活性 氯原子),游离基很活泼,与CH分子发生有效碰撞 时,从CH分子中夺取H原子从而引发取代反应『2]. 结合高中所学化学反应速率理论,不难理解,混合气 体中C1的体积分数增大,产生游离基的浓度增大, 单位时间内发生有效碰撞的次数会增加,因此反应 速率会加快.当然.CH4的浓度大小也会影响反应速 率,但毕竟是游离基氯引发的取代反应,加之是较复 杂(有机产物不止一种)的非定量反应,故其他条件 一
定时,反应速率在很大程度上受Nc1体积分数大 小的影响.
大量实验研究
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
明:实验时CH4与Cl:的体积比
可控制在1:41:l.在寒冷的冬季因温度较低,反应速率较慢,建议CH4与Cl的体积比控制在1:4,若反应
速率还是较慢.可在气体混合前单独光照一会儿或 预热一下C1:(用浸热水的毛巾捂一会儿充有Cl:的注 射器),这样反应速率会大大提高,一般能满足课堂 化学教学2011年第1期
教学的需要.若在温度较高的夏季做实验,视外界温 度可适当减小Cl的体积分数直至CH与Cl的体积比 为1:1,防止反应过于剧烈而发生爆炸.
3几点
说明
关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书
(11给节能灯管加一个U形金属护罩,可避免光 线刺伤实验观察者的眼睛,同时它还有聚光作用,能 加快反应速率.U形金属护罩的做法:取一块光亮的 不锈钢薄板.剪成一长方形(具体尺寸由灯管大小决 定),按灯管的外径轮廓弯成U形即可.
(2)为尽量使气体混合均匀,最好先向玻璃管内 注密度较小的CH,再注密度较大的Cl:.用红皮筋标 记液面起始位置的目的是便于观察比较反应前后液 面的变化情况.
(3)N用该装置还可做其他气态烷烃,如丁烷(气 体打火机中的燃气)与Cl取代反应实验,效果也非 常好
参考文献:
[1]刘英杰.甲烷与氯气取代反应实验装置的改进及反应条件的 探究IJ].化学教育,2009,30(9):49~50. [2]谷亨杰,吴泳,丁金昌.有机化学[M】.北京:高等教育出版社, 1990:26~30.
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