【甲烷与氯气反应】甲烷（CH₄）是一种最简单的烷烃，而氯气（Cl₂）是一种常见的卤素单质。在特定条件下，甲烷可以与氯气发生化学反应，生成多种有机化合物和无机产物。这种反应是典型的自由基取代反应，在光照或加热条件下容易进行。
甲烷与氯气的反应属于典型的光卤代反应，其反应过程复杂，通常分为三个阶段：链引发、链增长和链终止。反应过程中，氯气分子在光能或热能作用下分解为氯原子，这些氯原子作为活性中间体与甲烷分子发生反应，逐步取代甲烷中的氢原子，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷以及四氯化碳等产物。
以下是对甲烷与氯气反应的总结及主要产物的对比表格：
| 反应条件 | 反应类型 | 主要产物 | 反应特点 |
| 光照或加热 | 自由基取代反应 | 一氯甲烷（CH₃Cl）、二氯甲烷（CH₂Cl₂）、三氯甲烷（CHCl₃）、四氯化碳（CCl₄） | 反应不可控，产物混合，需控制反应条件以获得目标产物 |
| 氯气过量 | 多步取代 | 四氯化碳为主 | 反应持续进行，直到所有氢原子被取代 |
| 甲烷过量 | 选择性取代 | 一氯甲烷为主 | 产物较为单一，适合工业生产 |
总体来看，甲烷与氯气的反应在有机化学中具有重要意义，不仅用于合成多种氯代烷，还为研究自由基反应机制提供了重要实验依据。实际应用中，常通过调节反应条件来控制产物种类和比例，以满足不同工业需求。