Задание №1: Напишите уравнения реакций с помощью которых можно осуществлять следующие превращения: Al4C3...

Чтобы осуществить указанные превращения, необходимо последовательно провести несколько химических реакций. Давайте рассмотрим каждое из них по порядку:

1. Al4C3 → CH4: Реакция гидролиза алюминия карбида с водой: ${\text{Al}}_4{\text{C}}_3+12{\text{H}}_2\text{O}\to 3{\text{CH}}_4+4\text{Al}(\text{OH}{)}_3$

2. CH4 → CH3Cl: Хлорирование метана: ${\text{CH}}_4+{\text{Cl}}_2\stackrel{\text{hv}}{\to }{\text{CH}}_3\text{Cl}+\text{HCl}$ Здесь используется свет $обозначаетсяhv$ для инициирования реакции.

3. CH3Cl → C2H6: Реакция Вюрца, в которой алкилгалогениды реагируют с металлическим натрием: $2{\text{CH}}_3\text{Cl}+2\text{Na}\to {\text{C}}_2{\text{H}}_6+2\text{NaCl}$

4. C2H6 → CO2: Полное сгорание этана в присутствии кислорода: ${\text{C}}_2{\text{H}}_6+\frac{7}{2}{\text{O}}_2\to 2{\text{CO}}_2+3{\text{H}}_2\text{O}$

5. CO2 → CH4: Реакция гидрирования углекислого газа, известная как реакция Сабатье: ${\text{CO}}_2+4{\text{H}}_2\stackrel{\text{kat}}{\to }{\text{CH}}_4+2{\text{H}}_2\text{O}$ Здесь катализатором может служить никель $Ni$, а реакция проводится при высоких температурах и давлениях.

Итак, последовательность реакций, необходимых для осуществления превращений, выглядит следующим образом:

1. ${\text{Al}}_4{\text{C}}_3\stackrel{{\text{H}}_2\text{O}}{\to }3{\text{CH}}_4+4\text{Al}(\text{OH}$_3 )
2. ${\text{CH}}_4+{\text{Cl}}_2\stackrel{\text{hv}}{\to }{\text{CH}}_3\text{Cl}+\text{HCl}$
3. $2{\text{CH}}_3\text{Cl}+2\text{Na}\to {\text{C}}_2{\text{H}}_6+2\text{NaCl}$
4. ${\text{C}}_2{\text{H}}_6+\frac{7}{2}{\text{O}}_2\to 2{\text{CO}}_2+3{\text{H}}_2\text{O}$
5. ${\text{CO}}_2+4{\text{H}}_2\stackrel{\text{kat}}{\to }{\text{CH}}_4+2{\text{H}}_2\text{O}$

Этот набор реакций позволяет последовательно преобразовать Al4C3 в CH4, затем в CH3Cl, далее в C2H6, затем в CO2, и наконец, снова в CH4.

Для превращения Al4C3 в CH4 можно использовать следующее уравнение реакции:

2Al4C3 + 12H2O -> 4Al$OH$3 + 3CH4

Для превращения CH4 в CH3Cl можно использовать следующее уравнение реакции:

CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl

Для превращения CH3Cl в C2H6 можно использовать следующее уравнение реакции:

CH3Cl + CH3CH2O- -> C2H6 + Cl-

Для превращения C2H6 в CO2 можно использовать следующее уравнение реакции:

2C2H6 + 7O2 -> 4CO2 + 6H2O

Для превращения CO2 в CH4 можно использовать следующее уравнение реакции:

CO2 + 4H2 -> CH4 + 2H2O

Таким образом, можно осуществить последовательное превращение Al4C3 в CH4, затем в CH3Cl, далее в C2H6, далее в CO2, и наконец в CH4, используя соответствующие уравнения реакций.