а) метан->ацетилен->бензол->хлорбензол
Термический крекинг метана:
2СН4 -> C2H2 + 3H2
Тримеризация ацетилена (реакция Зелинского) , катализатор - активированный уголь, при нагревании:
3C2H2 -> C6H6
Хлорирование бензола, катализатор - FeCl3
C6H6 + Cl2 -> C6H5Cl + HCl
б) карбонат кальция->оксид кальция->карбид кальция->ацетилен->бензол->нитробензол
Термическое разложение карбоната кальция:
CaCO3 = CaO + CO2
Нагревание оксида кальция с коксом:
СаО + 3С = СаС2 + СО
Гидролиз карбида кальция:
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2
Тримеризация ацетилена:
3C2H2 -> C6H6
Нитрование бензола нитрующей смесью (смесь азотной и концентрированной серной кислот; серная кислота - катализатор) :
C6H6 + HO-NO2 -> C6H5-NO2 + H2O
Объяснение:
Рассчитаем dH указанной р-ии:
dH = (-220.2+-167.1*2+0+-285.83*2)-(-521.5+0*4+-167.1*4) = 63.84 кДж;
теперь dS:
dS = (-62+56.5*2+222.98+70.08*2)-(53.1+0*4+56.5*4) = 135.04 Дж/K;
при станд. условиях, dG данной р-ии = dH-298*dS = 63.84-298*0.13504 = 23.598 кДж;
т.к. dG298>0, то при станд. условиях получить Cl2 из р-ра HCl с CM = 1 моль/л не удастся;
использование конц. р-ра HCl (12 моль/л) можно объяснить, используя принцип Ле-Шателье: увеличение конц-и исх. в-в приводит к смещению равновесия в сторону продуктов р-ии.
Справ. данные здесь - https://tehtab.ru/Guide/GuideChemistry/ThermicConstantsSubst//
Mg + 2HCl --> MgCl2 + H2
MgO + 2HCl --> MgCl2 + H2O
MgSO4 + BaCl2 --> BaSO4 + MgCl2