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} \rightarrow 3\text{CH}_4 + 4\text{Al}(\text{OH})_3 ]

2. CH4 → CH3Cl: Хлорирование метана: [ \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{hv}} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} ] Здесь используется свет (обозначается hv) для инициирования реакции.

3. CH3Cl → C2H6: Реакция Вюрца, в которой алкилгалогениды реагируют с металлическим натрием: [ 2\text{CH}_3\text{Cl} + 2\text{Na} \rightarrow \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 \rightarrow 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 \xrightarrow{\text{kat}} \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 \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} 3\text{CH}_4 + 4\text{Al}(\text{OH})_3 )
2. ( \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{hv}} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} )
3. ( 2\text{CH}_3\text{Cl} + 2\text{Na} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_6 + 2\text{NaCl} )
4. ( \text{C}_2\text{H}_6 + \frac{7}{2}\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O} )
5. ( \text{CO}_2 + 4\text{H}_2 \xrightarrow{\text{kat}} \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.