Напишите уравнение реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: CH4-->C2H6-->C2H4-->CH3-->COH-->C2H5OH-->CH3COOH...

Для осуществления заданной последовательности превращений давайте рассмотрим каждую стадию отдельно:

1. CH₄ → C₂H₆ (метан в этан): Для превращения метана в этан можно использовать процесс гидрирования. Однако, более распространённый подход — это реакция Вюрца: [ 2 \text{CH}_4 \xrightarrow{\text{Cl}_2, \text{hv}} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} ] [ 2 \text{CH}_3\text{Cl} + 2 \text{Na} \xrightarrow{\text{диэтиловый эфир}} \text{C}_2\text{H}_6 + 2 \text{NaCl} ]

2. C₂H₆ → C₂H₄ (этан в этилен): Этан можно превратить в этилен путем дегидрирования: [ \text{C}_2\text{H}_6 \xrightarrow{\text{катализатор}, \text{t}} \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2 ]

3. C₂H₄ → C₂H₅OH (этилен в этанол): Этилен может быть гидратирован до этанола с использованием кислоты в качестве катализатора: [ \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4} \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} ]

4. C₂H₅OH → CH₃COOH (этанол в уксусную кислоту): Окисление этанола до уксусной кислоты можно провести с помощью кислородного окисления в присутствии катализатора: [ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{катализатор}} \text{CH}_3\text{COOH} + \text{H}_2\text{O} ]

Теперь рассмотрим реакции с добавлением различных веществ:

1. К сульфату натрия уксусную кислоту: [ \text{CH}_3\text{COOH} + \text{Na}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{нет реакции} ] Уксусная кислота не вступает в реакцию с сульфатом натрия, так как это соль сильной кислоты и слабая кислота.

2. К карбонату натрия этановую кислоту: [ 2 \text{CH}_3\text{COOH} + \text{Na}_2\text{CO}_3 \rightarrow 2 \text{CH}_3\text{COONa} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow ] Происходит реакция нейтрализации, образуется ацетат натрия, вода и выделяется углекислый газ.

3. К ацетату магния азотную кислоту: [ \text{Mg(CH}_3\text{COO})_2 + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Mg(NO}_3)_2 + 2 \text{CH}_3\text{COOH} ] Азотная кислота вытесняет уксусную кислоту из её соли, образуя нитрат магния и уксусную кислоту.

Таким образом, все реакции рассмотрены и уравнения превращений записаны.

1. CH4 -> C2H6 (метан превращается в этан): CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O C2H6 -> C2H4 + H2 (этан превращается в этилен): C2H6 -> C2H4 + H2 C2H4 -> CH3 (этилен превращается в метил): C2H4 + H2 -> CH3CH3 CH3 -> COH (метил превращается в метанол): CH3OH -> CH2OH + H2O COH -> C2H5OH (метанол превращается в этанол): CH2OH -> CH3CH2OH C2H5OH -> CH3COOH (этанол превращается в уксусную кислоту): CH3CH2OH + O2 -> CH3COOH + H2O

2. Реакции, которые произойдут при добавлении: к сульфату натрия уксусную кислоту: Na2SO4 + 2CH3COOH -> 2CH3COONa + H2SO4 к карбонату натрия этановую кислоту: Na2CO3 + 2CH3CH2COOH -> 2CH3CH2COONa + CO2 + H2O к ацетату магния азотную кислоту: Mg(CH3COO)2 + 2HNO3 -> 2CH3COOH + Mg(NO3)2