Номер 8, страница 97 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

8. Напишите уравнения реакций получения из метана коксового газа, ацетилена, бензола, бутадиена, бутена.

коксового газа

Из метана получают аналог коксового газа — синтез-газ (смесь оксида углерода(II) и водорода) — методом паровой или углекислотной конверсии. Пример реакции паровой конверсии:

$CH_4 + H_2o \xrightarrow{to , Ni} Co + 3H_2$

Ответ: $CH_4 + H_2o \xrightarrow{to , Ni} Co + 3H_2$.

ацетилена

Ацетилен ($C_2H_2$) получают путем пиролиза (термического разложения) метана при очень высокой температуре (около 1500o C) с быстрым охлаждением продуктов:

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

Ответ: $2CH_4 \xrightarrow{1500o C} C_2H_2 + 3H_2$.

бензола

Получение бензола ($C_6H_6$) из метана является двухстадийным процессом. Сначала из метана получают ацетилен, который затем подвергают каталитической тримеризации (реакция Зелинского):

1. Получение ацетилена:

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

2. Тримеризация ацетилена:

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

Ответ: 1. $2CH_4 \xrightarrow{1500o C} C_2H_2 + 3H_2$; 2. $3C_2H_2 \xrightarrow{600o C, C_{акт.}} C_6H_6$.

бутадиена

Получение бутадиена-1,3 ($C_4H_6$) из метана — это многостадийный процесс. Один из путей включает получение ацетилена, его димеризацию в винилацетилен и последующее селективное гидрирование:

1. Получение ацетилена из метана:

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

2. Димеризация ацетилена в винилацетилен:

$2C_2H_2 \xrightarrow{CuCl, NH_4Cl} CH_2=CH-C\equiv CH$

3. Частичное гидрирование винилацетилена до бутадиена-1,3:

$CH_2=CH-C\equiv CH + H_2 \xrightarrow{Pd/BaSO_4} CH_2=CH-CH=CH_2$

Ответ: 1. $2CH_4 \xrightarrow{1500o C} C_2H_2 + 3H_2$; 2. $2C_2H_2 \xrightarrow{kat} C_4H_4$; 3. $C_4H_4 + H_2 \xrightarrow{kat} C_4H_6$.

бутена

Бутен ($C_4H_8$) можно получить из метана через стадии получения ацетилена, затем этилена и его последующей димеризации:

1. Получение ацетилена из метана:

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

2. Гидрирование ацетилена до этилена (в присутствии катализатора, предотвращающего дальнейшее гидрирование, например, катализатора Линдлара):

$C_2H_2 + H_2 \xrightarrow{Pd/PbCO_3} C_2H_4$

3. Каталитическая димеризация этилена в бутен:

$2C_2H_4 \xrightarrow{to , p, kat} C_4H_8$

Ответ: 1. $2CH_4 \xrightarrow{1500o C} C_2H_2 + 3H_2$; 2. $C_2H_2 + H_2 \xrightarrow{kat} C_2H_4$; 3. $2C_2H_4 \xrightarrow{kat} C_4H_8$.