Номер 3, страница 75 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

3. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

a) $CH_4$ $\rightarrow$ $C_2H_2$ $\rightarrow$ $C_6H_6$ $\rightarrow$ $C_6H_5Cl$

б) $CaCO_3$ $\rightarrow$ $CaC_2$ $\rightarrow$ $C_2H_2$ $\rightarrow$ $C_2H_4$ $\rightarrow$ $C_2H_5Cl$ $\rightarrow$ бутен

в) $CH_4$ $\rightarrow$ $C_2H_6$ $\rightarrow$ $C_3H_8$ $\rightarrow$ $C_6H_{14}$ $\rightarrow$ $C_6H_6$ $\rightarrow$ $C_6H_5NO_2$

$\downarrow$

циклогексан

а) 1. Получение ацетилена ($C_2H_2$) из метана ($CH_4$) осуществляется реакцией пиролиза при высокой температуре (1500°C):

$2CH_4 \xrightarrow{1500^\circ C} C_2H_2 + 3H_2$

2. Бензол ($C_6H_6$) получают из ацетилена ($C_2H_2$) реакцией тримеризации над активированным углем при нагревании (реакция Зелинского):

$3C_2H_2 \xrightarrow{C_{акт.}, 600^\circ C} C_6H_6$

3. Хлорбензол ($C_6H_5Cl$) получают реакцией электрофильного замещения (хлорирование) бензола ($C_6H_6$) в присутствии катализатора, например, хлорида железа(III):

$C_6H_6 + Cl_2 \xrightarrow{FeCl_3} C_6H_5Cl + HCl$

Ответ: Уравнения реакций для данной цепи превращений приведены выше.

б) 1. Получение карбида кальция ($CaC_2$) из карбоната кальция ($CaCO_3$) проводят в две стадии: сначала обжиг известняка, а затем восстановление полученного оксида кальция углем при высокой температуре:

$CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2$

$CaO + 3C \xrightarrow{2000-2500^\circ C} CaC_2 + CO$

2. Ацетилен ($C_2H_2$) получают гидролизом карбида кальция ($CaC_2$):

$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow C_2H_2 + Ca(OH)_2$

3. Этилен ($C_2H_4$) получают из ацетилена ($C_2H_2$) путем каталитического гидрирования (восстановления) на катализаторе Линдлара, чтобы предотвратить дальнейшее восстановление до этана:

$C_2H_2 + H_2 \xrightarrow{Pd/Pb^{2+}} C_2H_4$

4. Хлорэтан ($C_2H_5Cl$) получают реакцией гидрогалогенирования (присоединения хлороводорода) этилена ($C_2H_4$):

$C_2H_4 + HCl \rightarrow C_2H_5Cl$

5. Бутен ($C_4H_8$) из хлорэтана ($C_2H_5Cl$) можно получить в две стадии: сначала синтезом бутана по реакции Вюрца, а затем дегидрированием бутана:

$2C_2H_5Cl + 2Na \rightarrow C_4H_{10} + 2NaCl$

$C_4H_{10} \xrightarrow{Ni, t^\circ} C_4H_8 + H_2$

Ответ: Уравнения реакций для данной цепи превращений приведены выше.

в) 1. Этан ($C_2H_6$) из метана ($CH_4$) получают в две стадии: сначала проводят свободно-радикальное хлорирование метана, а затем удваивают цепь по реакции Вюрца.

$CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl + HCl$

$2CH_3Cl + 2Na \rightarrow C_2H_6 + 2NaCl$

2. Пропан ($C_3H_8$) из этана ($C_2H_6$) получают аналогично, удлиняя цепь на один атом углерода с помощью реакции Вюрца с участием двух разных галогеналканов (хрорэтана и хлорметана).

$C_2H_6 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_2H_5Cl + HCl$

$C_2H_5Cl + CH_3Cl + 2Na \rightarrow C_3H_8 + 2NaCl$

3. Гексан ($C_6H_{14}$) из пропана ($C_3H_8$) получают димеризацией по реакции Вюрца. Сначала пропан хлорируют, получая 1-хлорпропан, который затем вводят в реакцию с натрием.

$C_3H_8 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_3H_7Cl + HCl$

$2C_3H_7Cl + 2Na \rightarrow C_6H_{14} + 2NaCl$

4. Из гексана ($C_6H_{14}$) можно получить два продукта:

- Бензол ($C_6H_6$) получают каталитической дегидроциклизацией (ароматизацией) н-гексана:

$C_6H_{14} \xrightarrow{Pt, t^\circ} C_6H_6 + 4H_2$

- Циклогексан ($C_6H_{12}$) получают каталитической циклизацией н-гексана:

$C_6H_{14} \xrightarrow{Pt, t^\circ} C_6H_{12} + H_2$

5. Нитробензол ($C_6H_5NO_2$) получают из бензола ($C_6H_6$) реакцией нитрования смесью концентрированных азотной и серной кислот:

$C_6H_6 + HNO_3 (конц.) \xrightarrow{H_2SO_4 (конц.)} C_6H_5NO_2 + H_2O$

Ответ: Уравнения реакций для данной цепи превращений приведены выше.