Составьте уравнения реакций в соответствии со схемой превращений: Метан-хлорметан-метанол-метилат натрия

Для выполнения данной задачи необходимо последовательно провести несколько химических превращений. Давайте рассмотрим каждое из них по очереди.

1. Метан (CH₄) → Хлорметан (CH₃Cl)

Эту реакцию можно провести с помощью хлорирования метана. Процесс хлорирования — это замещение атома водорода на атом хлора. Реакция протекает в присутствии ультрафиолетового света или при нагревании:

[ \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{hv}} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} ]

1. Хлорметан (CH₃Cl) → Метанол (CH₃OH)

Для получения метанола из хлорметана используется гидролиз. Реакция идёт в присутствии водного раствора щёлочи (например, гидроксида натрия):

[ \text{CH}_3\text{Cl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{OH} + \text{NaCl} ]

1. Метанол (CH₃OH) → Метилат натрия (CH₃ONa)

Метанол реагирует с металлическим натрием, образуя метилат натрия и выделяя водород:

[ 2\text{CH}_3\text{OH} + 2\text{Na} \rightarrow 2\text{CH}_3\text{ONa} + \text{H}_2 ]

Таким образом, у нас получаются следующие уравнения реакций:

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

2. Гидролиз хлорметана: [ \text{CH}_3\text{Cl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{OH} + \text{NaCl} ]

3. Реакция метанола с натрием: [ 2\text{CH}_3\text{OH} + 2\text{Na} \rightarrow 2\text{CH}_3\text{ONa} + \text{H}_2 ]

Эти уравнения иллюстрируют последовательность превращений от метана до метилата натрия.

1. Метан + хлор → метилхлорид + водород CH4 + Cl2 → CH3Cl + H2

2. Метилхлорид + вода → метанол + HCl CH3Cl + H2O → CH3OH + HCl

3. Метанол + натрий → метилат натрия + водород CH3OH + Na → CH3ONa + H2

CH4 + Cl2 -> CH3Cl CH3Cl + OH- -> CH3OH + Cl- CH3OH + NaOH -> CH3ONa + H2O