甲烷和氯气的取代反应：甲烷和氯气的混合气体在光照下发生取代反应，甲烷分子里的4个氢原子逐步被氯原子取代，生成一系列甲烷的氯取代物（CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4）和氯化氢。
一、甲烷与氯气反应的实验步骤
1、取一个100毫升的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集20毫升的甲烷和80毫升的氯气。
2、将甲烷与氯气倒入盛放饱和食盐水的水槽中，放在光亮的地方等待反应，注意不要放在阳光直射的地方，以急发生危险。
二、甲烷与氯气的反应现象
1、容器内气体颜色变浅，黄绿色气体消失。
2、容器内壁出现黄色油状液珠。
3、容器内压强下降，液面上升。
4、水槽内有少量晶体析出。
三、甲烷和氯气的取代反应4种产物的方程式
CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl 一氯化碳/一氯甲烷。
CH3Cl + Cl2 = CH2Cl2 + HCl 二氯化碳/二氯甲烷。
CH2Cl2 + Cl2 = CHCl3 + HCl 三氯甲烷/氯仿。
CHCl3+ Cl2 = CCl4 + HCl 四氯化碳/四氯甲烷。
甲烷的简介与氯气的性质：
1、甲烷的简介
甲烷，化学式CH4，是最简单的怪，由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成，因此甲烷分子的结构为正四面体结构，四个键的键长相同键角相等。在标准状态下甲烷是无色无味气体。一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷。
从理论上说，甲烷的键线式可以表示为一个点“·”，但实际并没有看到过有这种用法，可能原因是“·”号同时可以表示电子。所以在中学阶段把甲烷视为没有键线式。
甲烷主要是作为燃料，如天然气和煤气，广泛应用于民用和工业中。作为化工原料，可以用来生产乙炔、氢气、合成氢、碳黑、硝氯基甲烷、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氢氰酸等。
2、氯气的性质
氯气有助燃性，支持燃烧，许多物质都可在氯气中燃烧（除少数物质如碳单质等）。
氧化性：氯气具有强氧化性，加热下可以与所有金属反应。
（1）与钠的反应：2Na+Cl2=2NaCl
现象：钠在氯气里剧烈燃烧，产生大量的白烟，放热。
（2）与铜的反应：Cu+Cl2=CuCl2
现象：红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，瓶里充满棕黄色的烟，加少量水后，溶液呈蓝绿色（绿色较明显），加足量水后，溶液完全显蓝色。