甲烷和氯气的取代反应

Question

将等物质量的氯气和甲烷充入一个体积为25ML的量筒，并将量筒倒置在盛有饱和食盐水的水槽中，用强烈光照射，可观察的现象？（图传不上来）

参考答案：氯气逐渐减少，黄绿色逐渐变浅，最后气体变为无色，生成物有油状液体ch2cl2 chcl3 ccl4，因氯气溶解其中而呈黄色，黄色液滴附着在使馆内壁上，生成的无色气体由HC、CH3CL，HCL溶于水，溶液中氯离子浓度超饱和，饱和食盐水析出NACL晶体，最后试管中只剩CH3CL，由于反应方程式可以看出其体积必定小雨原来的体积，所以液面升高。

我不明白的是，等物质量的甲烷和氯气反应的，应该是甲烷过量、氯气不足吧，为什么最后没有甲烷剩余？而氯气反而有剩余并且溶于水？

请高手解答一下，谢谢！

Answer 1

1mol CH4最多可以和4mol Cl2反应，氯气再多就会有剩余；现在虽然Cl2没有达到4mol，但也不能因此说CH4过量，只是生成物的比例会改变，但最终仍是四种甲烷氯代物的混合物。
因为甲烷与氯气反应时，并不是说每一步必须反应完全才能进行下一步。比如第一步甲烷与氯气生成一些一氯甲烷，那么第二步时这些一氯甲烷就会和没有反应完的甲烷同时与氯气反应，到第三步、第四步……也就是说，这几步反应某种程度上说是并列发生的。因此有这样的规律：无论甲烷与氯气的物质的量比为多少，生成的一定是混合物。

另外，题里没说最终Cl2剩余，溶于水的是HCl。本回答被提问者采纳