Составьте уравнения реакций в соответствии со схемами превращений: а) CH4—> (над стрелочкой t) x1...

а) Уравнения реакций: 1) CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O 2) CO2 + Ca(OH)2 -> Ca(HCO3)2 3) Ca(HCO3)2 -> CaCO3 + H2O + CO2

б) Уравнения реакций: 1) CH4 -> C + 2H2 2) C + 2H2 -> CH4 3) CH4 + Br2 -> CH3Br + HBr

Условия протекания реакций:

• Все реакции протекают при стандартных условиях (нормальное атмосферное давление и комнатная температура).
• Вещества х1, х2 и х3: х1 - Ca(OH)2 (кальций гидроксид) х2 - NaOH (натрий гидроксид) х3 - CaCO3 (кальций карбонат)

а)

1. CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O (горение метана)
2. CO2 + Ca(OH)2 -> CaCO3 + H2O (реакция карбонизации)
3. CaCO3 + 2HCl -> Ca(HCO3)2 + CaCl2 (реакция соляной кислоты с карбонатом кальция)

Вещества: x1 - O2 x2 - Ca(OH)2 x3 - HCl

б)

1. CH4 -> C + 2H2 (пиролиз метана)
2. C + 3H2 -> CH4 (синтез метана)
3. CH4 + Br2 -> CH3Br + HBr (реакция замещения метана бромом)

Условия протекания реакций: а)

1. Горение метана - при наличии кислорода
2. Реакция карбонизации - в присутствии гидроксида кальция
3. Реакция соляной кислоты с карбонатом кальция - при добавлении соляной кислоты

б)

1. Пиролиз метана - при нагревании без доступа кислорода
2. Синтез метана - в присутствии катализатора
3. Реакция замещения метана бромом - при взаимодействии с бромом.

Давайте разберем каждую схему превращений по порядку и составим уравнения реакций, указав условия их протекания.

Схема а)

1. CH4 → (над стрелочкой t) x1 Метан при высокой температуре разлагается с образованием углерода и водорода: [ \text{CH}_4 \xrightarrow{t} \text{C} + 2\text{H}_2 ] Это реакция пиролиза метана. В этом случае x1 — углерод (C).

2. x1 → CO2 Углерод сжигается в кислороде, образуя диоксид углерода: [ \text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 ]

3. CO2 → Ca(HCO3)2 Диоксид углерода реагирует с гидроксидом кальция в водной среде, образуя гидрокарбонат кальция: [ \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{Ca(HCO}_3\text{)}_2 ]

4. CH4 → (над стрелочкой f) x2 Метан горит в кислороде, образуя углекислый газ и воду: [ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \xrightarrow{\text{f}} \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ] В этом случае x2 — углекислый газ (CO2).

5. H2O → (над стрелочкой x3) Вода может быть разложена на водород и кислород путем электролиза: [ 2\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{электролиз}} 2\text{H}_2 + \text{O}_2 ] В этом случае x3 — электролиз.

6. H2 → NaOH Водород реагирует с кислородом, образуя воду, которая далее реагирует с натрием, образуя гидроксид натрия: [ 2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} ] [ 2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2 ]

Схема б)

1. CH4 → C Метан разлагается при высокой температуре (пиролиз): [ \text{CH}_4 \xrightarrow{t} \text{C} + 2\text{H}_2 ]

2. C → CH4 Углерод может реагировать с водородом при высоких температурах, образуя метан: [ \text{C} + 2\text{H}_2 \xrightarrow{t} \text{CH}_4 ]

3. CH4 → CH3Br Метан реагирует с бромом при ультрафиолетовом освещении, образуя бромметан и бромоводород: [ \text{CH}_4 + \text{Br}_2 \xrightarrow{\text{hv}} \text{CH}_3\text{Br} + \text{HBr} ]

Условия протекания реакций и названия веществ:

• x1: углерод (C) — продукт пиролиза метана.
• x2: углекислый газ (CO2) — продукт сгорания метана.
• x3: электролиз — процесс разложения воды на водород и кислород.

Таким образом, все реакции и условия их протекания рассмотрены и уравнения составлены.