Question

..) Напишите уравнения реакций, позволяющих осуществить следующие превращения:
а) метан→ацетилен→бензол→этилбензон;
б) гексан→циклогексан→бензол;
в) карбид алюминия→метан→ацетилен→бензол→толуол;
Укажите условия протекания реакций.

Answer 1

а) Метан → ацетилен → бензол → этилбензон:

1. Превращение метана в ацетилен:
CH4 → C2H2 + 2H2

Обоснование: Метан (CH4) может реагировать с хлороводородом (HCl) в присутствии никеля (Ni) как катализатора. В результате образуется ацетилен (C2H2) и водород (H2).

2. Превращение ацетилена в бензол:
2C2H2 → C6H6

Обоснование: Ацетилен (C2H2) может реагировать в присутствии катализатора винилпиридинового типа при повышенной температуре и давлении. В результате образуется бензол (C6H6).

3. Превращение бензола в этилбензол:
C6H6 + C2H5Cl → C6H5C2H5 + HCl

Обоснование: Бензол (C6H6) может реагировать с этилхлоридом (C2H5Cl) в присутствии алюминиевого хлорида (AlCl3) как катализатора. В результате образуется этилбензол (C6H5C2H5) и соляная кислота (HCl).

Условия протекания реакций:
- Превращение метана в ацетилен происходит при температуре около 800-1000 °C и давлении в диапазоне от 1 до 10 атмосфер.
- Превращение ацетилена в бензол происходит при температуре около 500-600 °C и давлении от 1 до 10 атмосфер.
- Превращение бензола в этилбензол происходит при комнатной температуре и давлении около атмосферного.

б) Гексан → циклогексан → бензол:

1. Превращение гексана в циклогексан:
C6H14 → C6H12

Обоснование: Гексан (C6H14) может подвергаться циклизации, то есть реагировать при повышенной температуре и давлении. В результате образуется циклогексан (C6H12).

2. Превращение циклогексана в бензол:
C6H12 → C6H6

Обоснование: Циклогексан (C6H12) может подвергаться дегидрированию, то есть реагировать при повышенной температуре и давлении. В результате образуется бензол (C6H6).

Условия протекания реакций:
- Превращение гексана в циклогексан происходит при повышенной температуре и давлении, которые изменяются в зависимости от катализатора и условий проведения реакции.
- Превращение циклогексана в бензол происходит при повышенной температуре и давлении, которые также зависят от катализатора и условий проведения реакции.

в) Карбид алюминия → метан → ацетилен → бензол → толуол:

1. Превращение карбида алюминия в метан:
Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4

Обоснование: Карбид алюминия (Al4C3) может реагировать с водой (H2O). В результате образуются гидроксид алюминия (Al(OH)3) и метан (CH4).

2. Превращение метана в ацетилен:
CH4 → C2H2 + 2H2

Обоснование: Превращение метана в ацетилен описано выше в первом превращении задачи.

3. Превращение ацетилена в бензол:
2C2H2 → C6H6

Обоснование: Превращение ацетилена в бензол описано выше во втором превращении задачи.

4. Превращение бензола в толуол:
C6H6 + CH3Cl → C6H5CH3 + HCl

Обоснование: Бензол (C6H6) может реагировать с хлорметаном (CH3Cl) в присутствии катализатора, например, хлорида алюминия (AlCl3). В результате образуется толуол (C6H5CH3) и соляная кислота (HCl).

Условия протекания реакций:
- Превращение карбида алюминия в метан происходит при температуре около 2000 °C и давлении.
- Превращение метана в ацетилен происходит при температуре около 800-1000 °C и давлении в диапазоне от 1 до 10 атмосфер.
- Превращение ацетилена в бензол происходит при температуре около 500-600 °C и давлении от 1 до 10 атмосфер.
- Превращение бензола в толуол происходит при комнатной температуре и давлении около атмосферного.