C-ch4-c2h2-c6h6-c6h5no2 Осуществить цепочку превращений

Для осуществления цепочки превращений CH4 → C2H2 → C6H6 → C6H5NO2, следует последовательно выполнять химические реакции, которые приведут к преобразованию исходного метана (CH4) в конечный продукт — нитробензол (C6H5NO2).

1. Метан (CH4) → Ацетилен (C2H2):

   • Для преобразования метана в ацетилен можно использовать процесс пиролиза: [ 2 CH_4 \xrightarrow{\Delta} C_2H_2 + 3 H_2 ]
   • В этой реакции метан нагревается до высокой температуры (примерно 1500°C) в безвоздушной атмосфере, что приводит к образованию ацетилена и водорода.

2. Ацетилен (C2H2) → Бензол (C6H6):

   • Превращение ацетилена в бензол можно осуществить путем тримеризации (циклотри-меризации) ацетилена в присутствии катализатора, такого как активированный уголь: [ 3 C_2H_2 \xrightarrow{\text{катализатор}} C_6H_6 ]
   • В этой реакции три молекулы ацетилена объединяются в одну молекулу бензола.

3. Бензол (C6H6) → Нитробензол (C6H5NO2):

   • Для нитрования бензола используется смесь концентрированной азотной кислоты (HNO3) и концентрированной серной кислоты (H2SO4), которая называется нитрующей смесью: [ C_6H_6 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_5NO_2 + H_2O ]
   • В этой реакции происходит электрофильное замещение водорода на нитрогруппу (-NO2) в бензольном кольце, образуя нитробензол.

Таким образом, цепочка превращений выглядит следующим образом:

1. Пиролиз метана: [ 2 CH_4 \xrightarrow{\Delta} C_2H_2 + 3 H_2 ]
2. Циклотримеризация ацетилена: [ 3 C_2H_2 \xrightarrow{\text{катализатор}} C_6H_6 ]
3. Нитрование бензола: [ C_6H_6 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_5NO_2 + H_2O ]

Эта последовательность реакций позволяет получить нитробензол из метана через промежуточные соединения ацетилен и бензол.

Первое соединение - метан (CH4) - это простой углеводород, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Метан может быть окислен до углеродного диоксида и воды в присутствии кислорода.

Далее, метан может претерпеть процесс пиролиза (разложения при нагревании) и превратиться в ацетилен (C2H2) - углеводород, состоящий из двух атомов углерода и двух атомов водорода. Ацетилен часто используется в сварочных работах и в производстве органических соединений.

Затем, ацетилен может быть использован в процессе полимеризации для получения бензола (C6H6) - ароматического углеводорода, состоящего из шести атомов углерода и шести атомов водорода. Бензол широко используется в производстве пластмасс, лекарств и других органических соединений.

Наконец, бензол может быть нитрован (присоединение нитрогруппы NO2) для образования нитробензола (C6H5NO2). Нитробензол используется в производстве красителей, пестицидов и других химических веществ.

Таким образом, данная цепочка превращений позволяет преобразовать метан в нитробензол через ацетилен и бензол, используя различные химические реакции и процессы.