甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，生成一系列卤代烃和氯化氢。具体的反应方程式如下：
一氯甲烷的生成
$$
CH_4 + Cl_2 \rightarrow CH_3Cl + HCl
$$
二氯甲烷的生成
$$
CH_3Cl + Cl_2 \rightarrow CH_2Cl_2 + HCl
$$
三氯甲烷的生成
$$
CH_2Cl_2 + Cl_2 \rightarrow CHCl_3 + HCl
$$
四氯化碳的生成
$$
CHCl_3 + Cl_2 \rightarrow CCl_4 + HCl
$$
这些反应均为逐步取代的过程，最终产物包括一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，以及副产物氯化氢。