3. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превращения по схеме: CH4 → CH3C1 → CH3OH → HCOH → HCOOH. Укажите условия осуществления реакций и названия всех веществ.

3. Превращения по схеме:

1. \( CH_4 \rightarrow CH_3Cl \)

Реакция: Метан + хлор → хлорметан + хлороводород.

Условия: УФ-облучение или нагревание.

\( CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{hv} CH_3Cl + HCl \)

Исходное вещество: Метан (CH₄).

Продукт реакции: Хлорметан (CH₃Cl).

2. \( CH_3Cl \rightarrow CH_3OH \)

Реакция: Хлорметан + гидроксид натрия (водн.) → метанол + хлорид натрия.

Условия: Нагревание водного раствора щелочи.

\( CH_3Cl + NaOH_{водн.} \xrightarrow{t°} CH_3OH + NaCl \)

Исходное вещество: Хлорметан (CH₃Cl).

Продукт реакции: Метанол (CH₃OH).

3. \( CH_3OH \rightarrow HCOH \)

Реакция: Метанол + оксид меди(II) → формальдегид (метанол) + медь + вода.

Условия: Нагревание, катализатор (Cu).

\( CH_3OH + CuO \xrightarrow{t°, Cu} HCOH + Cu + H_2O \)

(Примечание: также возможна мягкая дегидрогенизация метанола над катализатором.)

Исходное вещество: Метанол (CH₃OH).

Продукт реакции: Формальдегид (метанол, HCOH).

4. \( HCOH \rightarrow HCOOH \)

Реакция: Формальдегид + гидроксид меди(II) → формиат меди(II) + вода + оксид меди(I) (при нагревании) или муравьиная кислота (в данном случае, окисление мягким окислителем).

Условия: Мягкое окисление (например, аммиачным раствором оксида серебра).

\( HCOH + 2[Ag(NH_3)_2]OH \xrightarrow{t°} HCOO NH_4 + 2Ag \downarrow + 3NH_3 + H_2O \)

(Для получения именно HCOOH, продукт реакции с аммиачным раствором оксида серебра, формиат аммония, необходимо подкислить.)

\( HCOO NH_4 + HCl \rightarrow HCOOH + NH_4Cl \)

(Или более простой вариант: окисление перманганатом калия в нейтральной или слабощелочной среде.)

\( 5HCOH + 2KMnO_4 + H_2O \rightarrow 5HCOOH + 2MnO_2 + 2KOH \)

Исходное вещество: Формальдегид (HCOH).

Продукт реакции: Муравьиная кислота (HCOOH).

Ответ: 1. \( CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{hv} CH_3Cl + HCl \) (Метан + хлор → Хлорметан + хлороводород); 2. \( CH_3Cl + NaOH_{водн.} \xrightarrow{t°} CH_3OH + NaCl \) (Хлорметан + гидроксид натрия → Метанол + хлорид натрия); 3. \( CH_3OH + CuO \xrightarrow{t°, Cu} HCOH + Cu + H_2O \) (Метанол + оксид меди(II) → Формальдегид + медь + вода); 4. \( 5HCOH + 2KMnO_4 + H_2O \rightarrow 5HCOOH + 2MnO_2 + 2KOH \) (Формальдегид + перманганат калия → Муравьиная кислота + диоксид марганца + гидроксид калия).