Для того чтобы понять, как связаны эти химические вещества и какие реакции могут их преобразовывать друг в друга, рассмотрим каждый пункт по отдельности.
1. Метан (CH₄) - ацетилен (C₂H₂) - этан (C₂H₆) - хлорэтан (C₂H₅Cl)
Метан (CH₄) → Ацетилен (C₂H₂):
- Процесс: Пиролиз метана
- Условия: Высокая температура (около 1500°C)
- Реакция: 2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂
Ацетилен (C₂H₂) → Этан (C₂H₆):
- Процесс: Гидрирование ацетилена
- Условия: Катализатор (например, никель), температура 150-200°C
- Реакция: C₂H₂ + 2H₂ → C₂H₆
Этан (C₂H₆) → Хлорэтан (C₂H₅Cl):
- Процесс: Хлорирование этана
- Условия: УФ-излучение или высокая температура
- Реакция: C₂H₆ + Cl₂ → C₂H₅Cl + HCl
2. Ацетилен (C₂H₂) - хлорэтан (C₂H₅Cl) - поливинилхлорид (ПВХ)
Ацетилен (C₂H₂) → Хлорэтан (C₂H₅Cl):
- Процесс: Гидрохлорирование ацетилена
- Условия: Катализатор (например, HgCl₂), температура 150-200°C
- Реакция: C₂H₂ + HCl → C₂H₃Cl
Хлорэтан (C₂H₅Cl) → Поливинилхлорид (ПВХ):
- Процесс: Полимеризация винилхлорида (C₂H₃Cl)
- Условия: Инициатор (например, пероксиды), температура 50-70°C
- Реакция: nC₂H₃Cl → (C₂H₃Cl)n
3. Карбит кальция (CaC₂) - ацетилен (C₂H₂) - этилен (C₂H₄) - хлорэтан (C₂H₅Cl)
Карбит кальция (CaC₂) → Ацетилен (C₂H₂):
- Процесс: Реакция карбида кальция с водой
- Реакция: CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂
Ацетилен (C₂H₂) → Этилен (C₂H₄):
- Процесс: Частичное гидрирование ацетилена
- Условия: Катализатор (например, Pd), температура около 150°C
- Реакция: C₂H₂ + H₂ → C₂H₄
Этилен (C₂H₄) → Хлорэтан (C₂H₅Cl):
- Процесс: Хлорирование этилена
- Условия: УФ-излучение или температура около 400°C
- Реакция: C₂H₄ + Cl₂ → C₂H₄Cl₂
4. Бутен-1 (C₄H₈) - бутадиен-1,3 (C₄H₆) - 1,4-дихлорбутен-2 (C₄H₆Cl₂)
Бутен-1 (C₄H₈) → Бутадиен-1,3 (C₄H₆):
- Процесс: Дегидрирование бутена-1
- Условия: Катализатор (например, Cr₂O₃), высокая температура
- Реакция: C₄H₈ → C₄H₆ + H₂
Бутадиен-1,3 (C₄H₆) → 1,4-дихлорбутен-2 (C₄H₆Cl₂):
- Процесс: Хлорирование бутадиена
- Условия: Низкая температура
- Реакция: C₄H₆ + Cl₂ → C₄H₆Cl₂
5. Метан (CH₄) - этин (C₂H₂) - 1,2-дибромэтен (C₂H₂Br₂) - 1,1,2,2-тетрабромэтан (C₂H₂Br₄)
Метан (CH₄) → Этин (C₂H₂):
- Процесс: Пиролиз метана
- Условия: Высокая температура (около 1500°C)
- Реакция: 2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂
Этин (C₂H₂) → 1,2-дибромэтен (C₂H₂Br₂):
- Процесс: Бромирование аценитилена
- Реакция: C₂H₂ + Br₂ → C₂H₂Br₂
1,2-дибромэтен (C₂H₂Br₂) → 1,1,2,2-тетрабромэтан (C₂H₂Br₄):
- Процесс: Бромирование 1,2-дибромэтена
- Реакция: C₂H₂Br₂ + 2Br₂ → C₂H₂Br₄
6. Метан (CH₄) - этин (C₂H₂) - этан (C₂H₆) - хлорэтан (C₂H₅Cl) - этилен (C₂H₄) - углекислый газ (CO₂)
Метан (CH₄) → Этин (C₂H₂):
- Процесс: Пиролиз метана
- Условия: Высокая температура (около 1500°C)
- Реакция: 2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂
Этин (C₂H₂) → Этан (C₂H₆):
- Процесс: Гидрирование ацетилена
- Условия: Катализатор (например, никель), температура 150-200°C
- Реакция: C₂H₂ + 2H₂ → C₂H₆
Этан (C₂H₆) → Хлорэтан (C₂H₅Cl):
- Процесс: Хлорирование этана
- Условия: УФ-излучение или высокая температура
- Реакция: C₂H₆ + Cl₂ → C₂H₅Cl + HCl
Хлорэтан (C₂H₅Cl) → Этилен (C₂H₄):
- Процесс: Дегидрохлорирование
- Условия: Катализатор (например, KOH)
- Реакция: C₂H₅Cl → C₂H₄ + HCl
Этилен (C₂H₄) → Углекислый газ (CO₂):
- Процесс: Полное окисление этилена
- Условия: Катализатор (например, Pt), высокая температура
- Реакция: C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O
Эти преобразования показывают, как можно перейти от одного соединения к другому через последовательные химические реакции.