Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения, укажите условия протекания:...

Для осуществления превращения указанных веществ необходимо провести следующие реакции:

1. СН4 $метан$ → С2Н2 $ацетилен$ Уравнение реакции: 2СН4 → С2Н2 + 3Н2 Условия протекания: высокая температура $около1000°C$ и катализатор $обычномедь$.

2. С2Н2 $ацетилен$ → С2Н4 $этилен$ Уравнение реакции: С2Н2 + Н2 → С2Н4 Условия протекания: температура около 200-300 °C и катализатор $обычноникель$.

3. С2Н4 $этилен$ → С2Н5Сl $хлорэтан$ Уравнение реакции: С2Н4 + Сl2 → С2Н5Сl Условия протекания: присутствие хлора при комнатной температуре.

4. С2Н5Сl $хлорэтан$ → С2Н4 $этилен$ Уравнение реакции: С2Н5Сl + КОН → С2Н4 + КCl + Н2О Условия протекания: температура около 100 °C.

Данная последовательность реакций позволяет преобразовать метан в этилен с последующим получением хлорэтана и обратным превращением в этилен.

Для решения задач с учетом массовой доли выхода и примеси, избытка и недостатка, необходимо провести расчеты по химическим уравнениям реакций и использовать соответствующие формулы для определения количества веществ и продуктов реакции. Также важно учитывать условия проведения реакций и возможные потери веществ при их превращении.

Для осуществления превращений между указанными химическими веществами следует рассмотреть следующие реакции:

1. Превращение метана $CH₄$ в ацетилен $C₂H₂$: Метан можно превратить в ацетилен с помощью пиролиза $крекинга$ при высокой температуре: $2C{H}_4\to C_2{H}_2+3H_2$ Условия: Температура около 1400°C.

2. Превращение ацетилена $C₂H₂$ в этилен $C₂H₄$: Ацетилен гидрируется до этилена в присутствии катализатора: $C_2{H}_2+H_2\to C_2{H}_4$ Условия: Катализатор $например,палладий$, умеренная температура и давление.

3. Превращение этилена $C₂H₄$ в хлорэтан $C₂H₅Cl$: Этилен реагирует с хлороводородом: $C_2{H}_4+HCl\to C_2{H}_{5}Cl$ Условия: Присутствие катализатора, например, AlCl₃.

4. Превращение хлорэтана $C₂H₅Cl$ обратно в этилен $C₂H₄$: Дегидрохлорирование хлорэтана: $C_2{H}_{5}Cl\to C_2{H}_4+HCl$ Условия: Высокая температура, катализатор $например,гидроксидкальция$.

5. Превращение этилена $C₂H₄$ в этиловый спирт $C₂H₅OH$: Гидратация этилена: $C_2{H}_4+H_{2}O\to C_2{H}_{5}OH$ Условия: Кислотный катализатор $например,сернаякислота$, высокая температура.

Рассмотрение массовой доли выхода и примесей, избытка и недостатка

При практическом выполнении этих реакций важно учитывать следующие аспекты:

• Массовая доля выхода: Не все реакции идут с 100% выходом. Например, крекинг метана может сопровождаться образованием сажи или других углеводородов, что снижает выход ацетилена.
• Примеси: В процессе могут образовываться примеси, которые нужно удалять. Например, при гидратации этилена может образоваться диэтиловый эфир как побочный продукт.
• Избыток и недостаток реагентов: Использование избытка одного из реагентов часто помогает увеличить выход желаемого продукта. Например, избыток водорода используется в реакции гидрирования ацетилена для уменьшения образования примесей.

В лабораторной или промышленной практике необходимо также учитывать экономические и экологические аспекты процессов, оптимизировать условия реакций для максимизации выхода желаемых продуктов и минимизации отходов и эмиссий.

Превращения метана в этилен можно осуществить с помощью следующих реакций:

1. СН4 → С2Н2 $пиролизметанапривысокойтемпературе$
2. С2Н2 → С2Н4 $гидрогенизацияэтине$
3. С2Н4 → С2Н5Сl $реакциясхлорэтаном$
4. С2Н5Сl → С2Н4 $замещениехлоранаводород$
5. С2Н4 → С2Н5 ОН $реакциясгидроксидомнатрия$

Условия протекания указаны в скобках.