Номер 7, страница 77 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

7. Напишите уравнения реакций, позволяющих осуществить следующие превращения:

а) метан $ \to $ ацетилен $ \to $ бензол $ \to $ этилбензол;

б) гексан $ \to $ циклогексан $ \to $ бензол;

в) карбид алюминия $ \to $ метан $ \to $ ацетилен $ \to $ бензол $ \to $ толуол.

а) метан → ацетилен → бензол → этилбензол

Решение:

1. Получение ацетилена из метана происходит путем пиролиза (нагревания без доступа воздуха) при очень высокой температуре (около 1500o C) с последующим быстрым охлаждением.

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

2. Бензол получают из ацетилена в результате реакции тримеризации (реакция Зелинского). Для этого ацетилен пропускают над активированным углем при температуре около 600o C.

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

3. Этилбензол получают из бензола реакцией алкилирования по Фриделю-Крафтсу. Бензол реагирует с хлорэтаном в присутствии катализатора - хлорида алюминия.

$C_6H_6 + C_2H_5Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5-C_2H_5 + HCl$

Ответ:

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

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

$C_6H_6 + C_2H_5Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5-C_2H_5 + HCl$

б) гексан → циклогексан → бензол

Решение:

1. Циклогексан получают из н-гексана путем каталитической циклизации (дегидроциклизации). Реакция протекает при нагревании в присутствии платинового катализатора.

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

2. Бензол получают из циклогексана путем каталитического дегидрирования. Пары циклогексана пропускают над нагретым катализатором (например, платиной или никелем).

$C_6H_{12} \xrightarrow{Pt, 300^\circ C} C_6H_6 + 3H_2$

Ответ:

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

$C_6H_{12} \xrightarrow{Pt, 300^\circ C} C_6H_6 + 3H_2$

в) карбид алюминия → метан → ацетилен → бензол → толуол

Решение:

1. Метан получают в лаборатории при взаимодействии карбида алюминия с водой (гидролиз).

$Al_4C_3 + 12H_2o \rightarrow 4Al(OH)_3\downarrow + 3CH_4\uparrow$

2. Из метана получают ацетилен путем пиролиза при температуре 1500o C.

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

3. Бензол получают из ацетилена реакцией тримеризации над активированным углем при нагревании.

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

4. Толуол получают из бензола алкилированием по Фриделю-Крафтсу. В качестве алкилирующего агента используют хлорметан в присутствии катализатора AlCl₃.

$C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5-CH_3 + HCl$

Ответ:

$Al_4C_3 + 12H_2o \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4$

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

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

$C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5-CH_3 + HCl$