а) Какие превращения можно осуществить с метаном, чтобы получить хлорметан, этан, этилен, этин и бензол? б) Какие

Pushistik

7

а) Чтобы получить хлорметан (метилхлорид) из метана, можно провести хлорирование. Это реакция, при которой к метану добавляется хлор (Cl2) в присутствии катализатора, например, хлорида алюминия (AlCl3). Реакция протекает следующим образом:

\[CH_4 + Cl_2 \rightarrow CH_3Cl + HCl\]

Для получения этана из метана, можно добавить еще одну молекулу метана и прогреть смесь в присутствии катализатора. Эта реакция называется димеризацией:

\[2CH_4 \rightarrow C_2H_6\]

Для получения этилена (этен) из метана, также можно использовать димеризацию. Но в данном случае требуется большее количество метана, и реакция происходит под повышенным давлением и температурой, при наличии катализатора:

\[2CH_4 \rightarrow C_2H_4 + 2H_2\]

Чтобы получить этин (ацетилен) из метана, нужно преобразовать метан в альдегид (формальдегид), после чего провести дегидратацию альдегида. Сначала метан окисляют кислородом при высоких температурах и в присутствии катализатора, образуя формальдегид:

\[CH_4 + O_2 \rightarrow CH_2O + H_2O\]

Затем, проводят дегидратацию формальдегида, прибавляя сульфатную кислоту (H2SO4) и разогревая смесь:

\[CH_2O \rightarrow HC\equiv CH\]

Для получения бензола из метана требуются более сложные и длительные процессы. Например, можно провести дегидратацию метана в процессе метанолиза:

\[2CH_4 \rightarrow C_6H_6 + 9H_2\]

б) Чтобы получить этилен из этана, можно провести дегидратацию этана. Этот процесс включает нагревание этана в присутствии катализатора, каким может быть, например, кремний:

\[C_2H_6 \rightarrow C_2H_4 + H_2\]

Чтобы получить этин из этана, также можно провести дегидратацию. В этом случае, этан нужно разогреть в присутствии катализатора, часто используется палладий на активном угле:

\[2C_2H_6 \rightarrow C_2H_2 + 3H_2\]

Для получения хлорэтена (гидрохлорид этилена) из этана, можно провести хлорирование с использованием хлора (Cl2) и катализатора, например, хлорида алюминия (AlCl3):

\[C_2H_6 + Cl_2 \rightarrow C_2H_5Cl + HCl\]

Чтобы получить поливинилхлорид (ПВХ) из этана, требуется провести полимеризацию этена. Эта реакция обычно проводится при высоких давлении и температуре, в присутствии катализатора, каким может быть например, хлорида ванадия (VCl4):

\[nC_2H_4 \rightarrow -(-CH_2-CHCl-)-_n\]

в) Чтобы получить пропан из гексана, можно провести деметализацию. Это реакция проводится при высоких температурах и с присутствием водорода (H2) и катализатора, каким может быть, например, оксид цинка (ZnO):

\[C_6H_{14} \rightarrow C_3H_8 + C_3H_6\]

Для получения пропилена (пропена) из гексана, можно также провести деметализацию, но в этом случае наряду с водородом и катализатором требуется дополнительный регенеративный процесс, использующий высокотемпературный перегон. Катализатором часто выступает ZnO или молибденовые соединения:

\[C_6H_{14} \rightarrow C_3H_6 + C_3H_8\]

Чтобы получить пропанол (propan-1-ol) из гексана, необходимо провести окисление гексана. Это можно сделать, используя кислород (O2) в присутствии катализатора, например, хлорида хрома (CrCl3):

\[C_6H_{14} + O_2 \rightarrow C_3H_7OH + H_2O\]

Для получения углекислого газа (CO2) из гексана, нужно провести полное окисление гексана, используя кислород (O2):

\[C_6H_{14} + 9O_2 \rightarrow 6CO_2 + 7H_2O\]

Надеюсь, данное пошаговое объяснение позволяет понять превращения веществ и процессы, которые применяются для получения каждого из указанных веществ из метана, этана и гексана. Если у вас возникнут какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать!