Номер 3, страница 120 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: $CH_4 \rightarrow C_2H_2 \rightarrow C_6H_6 \rightarrow C_6H_5Cl \rightarrow C_6H_5OH$.

Для осуществления данной цепи превращений необходимо провести следующие реакции:

1. $CH_4 \rightarrow C_2H_2$ (Получение ацетилена из метана)

Первая стадия — это получение ацетилена из метана. Это достигается путем пиролиза метана при очень высокой температуре (около 1500o C) с быстрым охлаждением продуктов реакции.

Уравнение реакции:

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

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

2. $C_2H_2 \rightarrow C_6H_6$ (Получение бензола из ацетилена)

Вторая стадия — тримеризация ацетилена в бензол. Эта реакция (реакция Зелинского) происходит при пропускании ацетилена над активированным углем при высокой температуре (около 600o C).

Уравнение реакции:

$3C_2H_2 \xrightarrow{C_{акт.}, to } C_6H_6$

Ответ: $3C_2H_2 \xrightarrow{C_{акт.}, to } C_6H_6$

3. $C_6H_6 \rightarrow C_6H_5Cl$ (Получение хлорбензола из бензола)

Третья стадия — хлорирование бензола. Это реакция электрофильного замещения, которая протекает в присутствии катализатора — кислоты Льюиса, например, хлорида железа(III) ($FeCl_3$) или хлорида алюминия ($AlCl_3$).

Уравнение реакции:

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

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

4. $C_6H_5Cl \rightarrow C_6H_5OH$ (Получение фенола из хлорбензола)

Четвертая стадия — получение фенола из хлорбензола. Это реакция нуклеофильного замещения, которая требует жестких условий: высокой температуры (около 350o C) и давления. Процесс ведут в присутствии щелочи ($NaOH$). Реакция идет в две стадии: сначала образуется фенолят натрия, который затем обрабатывают кислотой.

1) $C_6H_5Cl + 2NaOH \xrightarrow{to , p} C_6H_5ONa + NaCl + H_2O$

2) $C_6H_5ONa + HCl \rightarrow C_6H_5OH + NaCl$

Суммарное уравнение процесса можно записать в упрощенном виде:

Ответ: $C_6H_5Cl + NaOH \xrightarrow{to , p} C_6H_5OH + NaCl$