В химии важно понимать, какие вещества вступают в реакции и какие продукты образуются в результате этих реакций. Рассмотрим каждую указанную комбинацию веществ и разберем возможные реакции.
А. CH₄ и H₂
Метан (CH₄) и водород (H₂) не вступают в реакцию при обычных условиях. Однако, если рассмотреть более сложные химические процессы, например, паровую конверсию метана, то реакция может выглядеть следующим образом:
[ CH₄ + H₂O \rightarrow CO + 3H₂ ]
Эта реакция называется паровой конверсией метана и используется для получения синтез-газа (смеси водорода и угарного газа). Водород, который образуется в процессе, может быть использован в различных химических и энергетических приложениях, например, в производстве аммиака или в водородной энергетике.
Б. C₆H₆ и H₂O
Бензол (C₆H₆) и вода (H₂O) не реагируют друг с другом при обычных условиях. Бензол является гидрофобным веществом, и вода не способна растворять его или вступать в химическую реакцию с ним в стандартных условиях. Бензол может вступать в реакции с другими реагентами, например, с хлором или бромом при катализе, но не с водой.
В. C₂H₂ и H₂O
Ацетилен (C₂H₂) и вода (H₂O) могут вступить в реакцию при наличии катализатора. Примером такой реакции является гидратация ацетилена, в результате которой образуется ацетальдегид:
[ C₂H₂ + H₂O \rightarrow CH₃CHO ]
Для этой реакции требуется катализатор, часто используется гидроксид ртути (HgSO₄) в кислой среде (H₂SO₄). Ацетальдегид является важным промышленным химикатом, который используется в производстве уксусной кислоты, пластиков и других веществ.
Г. C₂H₆ и H₂O
Этан (C₂H₆) и вода (H₂O) не реагируют друг с другом при стандартных условиях. Этан является насыщенным углеводородом (алканом) и не склонен к реакциям с водой. Однако, этан может вступать в реакции при высоких температурах или в присутствии катализаторов. Например, при высокой температуре этан может подвергаться пиролизу, образуя этилен (C₂H₄) и водород:
[ C₂H₆ \rightarrow C₂H₄ + H₂ ]
Эта реакция важна для промышленного производства этилена, который является сырьем для получения полиэтилена и других химических продуктов.
Таким образом, из перечисленных комбинаций веществ только комбинация ацетилена и воды может вступать в реакцию при наличии катализатора, образуя ацетальдегид. В остальных случаях указанные вещества не реагируют друг с другом при стандартных условиях.