Решите цепочку превращений 1)Метан хлорметан этан ацетилен бензол хлорбензол

1) Метан - это простейший углеводород, который состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода (CH4). 2) Хлорметан - это соединение метана с хлором, которое образуется путем замены одного или нескольких атомов водорода на атомы хлора (CH3Cl). 3) Этан - это углеводород, состоящий из двух атомов углерода и шести атомов водорода, и является одним из простейших алканов (C2H6). 4) Ацетилен - это углеводород, содержащий два атома углерода и два атома водорода, и является простейшим алкином (C2H2). 5) Бензол - это ароматическое углеводородное соединение, состоящее из шести атомов углерода и шести атомов водорода (C6H6). 6) Хлорбензол - это соединение бензола с хлором, в котором один или несколько атомов водорода заменены на атомы хлора (C6H5Cl).

Таким образом, цепочка превращений будет следующей: Метан → Хлорметан → Этан → Ацетилен → Бензол → Хлорбензол.

Чтобы решить цепочку превращений, необходимо понять, какие химические реакции позволяют переходить от одного соединения к другому. Рассмотрим каждое превращение по порядку:

1. Метан (CH₄) → Хлорметан (CH₃Cl): Для этого используется реакция хлорирования метана (радикальное замещение). Реакция происходит при облучении ультрафиолетовым светом или при нагревании: [ \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} ]

2. Хлорметан (CH₃Cl) → Этан (C₂H₆): Здесь используется реакция Вюрца, в которой хлоралканы реагируют с металлическим натрием в присутствии сухого эфира: [ 2\text{CH}_3\text{Cl} + 2\text{Na} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_6 + 2\text{NaCl} ]

3. Этан (C₂H₆) → Ацетилен (C₂H₂): Этан сначала подвергается дегидрированию до этилена (этена), затем этилен может быть превращен в ацетилен путем дальнейшего дегидрирования. В промышленности это осуществляется при высоких температурах: [ \text{C}_2\text{H}_6 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2 ] [ \text{C}_2\text{H}_4 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_2 + \text{H}_2 ]

4. Ацетилен (C₂H₂) → Бензол (C₆H₆): Три молекулы ацетилена могут циклизоваться в бензол при высокой температуре и в присутствии катализатора: [ 3\text{C}_2\text{H}_2 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_6} ]

5. Бензол (C₆H₆) → Хлорбензол (C₆H₅Cl): Бензол подвергается реакции электрофильного замещения с хлором в присутствии катализатора, например, хлорида железа(III) (FeCl₃): [ \text{C}_6\text{H}_6 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{Cl} + \text{HCl} ]

Таким образом, цепочка превращений выглядит следующим образом:

1. Хлорирование метана: [ \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} ]

2. Реакция Вюрца: [ 2\text{CH}_3\text{Cl} + 2\text{Na} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_6 + 2\text{NaCl} ]

3. Дегидрирование этана до этилена: [ \text{C}_2\text{H}_6 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2 ]

4. Дегидрирование этилена до ацетилена: [ \text{C}_2\text{H}_4 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_2 + \text{H}_2 ]

5. Тримеризация ацетилена до бензола: [ 3\text{C}_2\text{H}_2 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_6 ]

6. Хлорирование бензола: [ \text{C}_6\text{H}_6 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{Cl} + \text{HCl} ]

Эти реакции позволяют последовательно переходить от метана к хлорбензолу.

Метан -> хлорметан -> этан -> ацетилен -> бензол -> хлорбензол