甲烷的取代反應氯氣的用量

　　在甲烷的取代反應中，生成0.25mol一氯甲烷，需要0.25mol氯氣，生成0.25mol二氯甲烷，需要0.5mol氯氣，生成0.25mol三氯甲烷，需要0.75mol氯氣。

　　甲烷是結構最簡單的碳氫化合物。廣泛存在於天然氣、沼氣、煤礦坑井氣之中，是優質氣體燃料，也是製造合成氣和許多化工產品的重要原料。從分子的層面上來說，甲烷是一種比二氧化碳更加活躍的溫室氣體，但它在大氣中數量較少。

　　甲烷取代反應化學式是CH4+Cl2→（光照）CH3Cl（氣體）+HCl，取代反應是指有機化合物分子中任何一個原子或基團被試劑中同類型的其它原子或基團所取代的反應。用通式表示為：R－L（反應基質）+A-B（進攻試劑）→R－A（取代產物）+L-B（離去基團）。

　　取代反應可分為親核取代、親電取代和均裂取代、協同反應四類。如果取代反應發生在分子內各基團之間，稱為分子內取代。有些取代反應中又同時發生分子重排(見重排反應)。

　　甲烷是一種有機化合物，分子式是CH₄，分子量為16、043。甲烷是最簡單的有機物，也是含碳量最小（含氫量最大）的烴。甲烷在自然界的分佈很廣，是天然氣，沼氣，坑氣等的主要成分，俗稱瓦斯。它可用來作為燃料及製造氫氣、炭黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質的原料。

　　甲烷和氯氣的取代反應不可逆。點燃是一個觸發條件，就是說對區域性進行瞬間的熱量供應，然後撤去熱源，反應可以連續進行。一般能用點燃的都是燃燒或者爆炸之類的反應。加熱是一種持續供熱的條件，和點燃不一樣。

　　甲烷與氯氣的取代是自由基反應：

　　①、氯氣在受到光照或者加熱時，會部分分解成氯原子；

　　②、氯原子與甲烷分子反應，產生甲基和氯化氫；

　　③、甲基再與氯氣分子反應，生產一氯甲烷和氯原子；

　　④、然後新產生的氯原子再進行步驟②和③，不斷迴圈，這樣就產生了很多一氯甲烷；

　　⑤、如果③中新產生的氯原子和一氯甲烷分子作用，那就生成一氯甲基和氯化氫；

　　⑥一氯甲基再和氯氣作用，生成二氯甲烷和氯原子；

　　⑤與⑥迴圈就可以得到二氯甲烷。以此類推得到三氯甲烷和四氯化碳。所以這個反應的開端產生氯原子很重要，點燃那一點能量是無法產生反應足夠的氯原子的。而且反應過程中氯原子還可以和其他自由基碰撞生成穩定分子，也就是氯原子被消耗掉，後面的反應就無法進行了，所以這個反應無法透過“點燃”去觸發。