Question

Осуществите превращение: CH4 - C2H2 - C6H6 - C6H5NO2 - C6H5NH2.Укажите условия протекания химических реакций.

Answer 1

2CH4 = C2H2 + 3H2 Реакция характерна для метана, реакция проходит под температурой 1500 C.
3C2H2 = C6H6 Реакция называется тримеризация ацетелена, реакция проходит под температурой 400 C.
C6H6 + HNO3 = C6H5NO2 + H2O Замещение нитрогруппой.
C6H5NO2 + 6H = C6H5NH2 + 2H2O Реакция восстановления, так называемая реакция Зинина.

Answer 2

Превращение, которое вы описали, представляет собой последовательную серию реакций, в результате которых метан (CH₄) превращается в анилин (C₆H₅NH₂). Давайте рассмотрим каждую стадию этого превращения и соответствующие условия протекания реакций.

1. CH₄ -> C₂H₂ (Этин, или ацетилен): - Реакция: \(2 \text{CH}_4 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_2 + 3\text{H}_2\) - Условия: Высокие температуры (обычно в пределах 800-1000°C) и присутствие катализатора, часто используется металлический катализатор, например, Ni.

2. C₂H₂ -> C₆H₆ (Бензол): - Реакция: \(3 \text{C}_2\text{H}_2 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_6 + 3\text{H}_2\) - Условия: Обычно требуются более высокие температуры (в пределах 500-600°C) и катализаторы, такие как оксид железа (Fe).

3. C₆H₆ -> C₆H₅NO₂ (Нитробензол): - Реакция: \(\text{C}_6\text{H}_6 + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O}\) - Условия: Происходит в присутствии смеси концентрированной азотной кислоты (HNO₃) и серной кислоты (H₂SO₄) при комнатной температуре.

4. C₆H₅NO₂ -> C₆H₅NH₂ (Анилин): - Реакция: \(\text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2 + 6\text{H} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2 + 2\text{H}_2\text{O}\) - Условия: Происходит в присутствии катализатора, например, железные стружки, и при нагревании смеси.

Важно отметить, что эти реакции часто требуют контроля температуры, давления и времени, чтобы обеспечить высокую эффективность и выход продуктов. Они также могут сопровождаться побочными реакциями, и инженерные процессы могут быть оптимизированы для повышения выхода нужных продуктов.