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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CH?，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。甲烷在自然界的分布很廣，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制造氫氣、炭黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質的原料。
