91.(C3) Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: CH₄ → C₂H₂ → X₁ → X₂ → C₆H₅CH₃ → X₃ Укажите условия протекания реакций.

Для решения этой задачи нам нужно проследить цепочку превращений и написать уравнения соответствующих реакций. 1. Первая стадия: Превращение метана (CH₄) в ацетилен (C₂H₂). Для этого необходим пиролиз метана при высокой температуре (около 1500°C) в присутствии катализатора. $$2CH_4 \xrightarrow[t=1500°C]{активированный\ C} C_2H_2 + 3H_2$$ 2. Вторая стадия: Получение вещества X₁ из ацетилена (C₂H₂). Вещество X₁ — это бензол (C₆H₆). Тримеризация ацетилена происходит при пропускании ацетилена над активированным углем при нагревании. $$3C_2H_2 \xrightarrow[t, p]{активированный\ C} C_6H_6$$ 3. Третья стадия: Получение вещества X₂ из бензола (C₆H₆). Вещество X₂ — это хлорбензол (C₆H₅Cl). Реакция хлорирования бензола происходит в присутствии катализатора хлорида алюминия (AlCl₃). $$C_6H_6 + Cl_2 \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5Cl + HCl$$ 4. Четвертая стадия: Превращение хлорбензола (C₆H₅Cl) в толуол (C₆H₅CH₃). Для этого хлорбензол реагирует с хлорметаном в присутствии катализатора. $$C_6H_5Cl + CH_3Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5CH_3 + Cl_2$$ 5. Пятая стадия: Получение вещества X₃ из толуола (C₆H₅CH₃). Вещество X₃ — это смесь орто- и пара-нитротолуолов. Реакция нитрования толуола происходит при взаимодействии с концентрированной азотной кислотой в присутствии серной кислоты. $$C_6H_5CH_3 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} o-C_6H_4(CH_3)NO_2 + p-C_6H_4(CH_3)NO_2 + H_2O$$ Ответ: $$2CH_4 \xrightarrow[t=1500°C]{активированный\ C} C_2H_2 + 3H_2$$ - пиролиз метана $$3C_2H_2 \xrightarrow[t, p]{активированный\ C} C_6H_6$$ - тримеризация ацетилена $$C_6H_6 + Cl_2 \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5Cl + HCl$$ - хлорирование бензола $$C_6H_5Cl + CH_3Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5CH_3 + Cl_2$$ $$C_6H_5CH_3 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} o-C_6H_4(CH_3)NO_2 + p-C_6H_4(CH_3)NO_2 + H_2O$$ - нитрование толуола Условия протекания реакций: * Пиролиз метана: высокая температура (1500°C), активированный уголь. * Тримеризация ацетилена: активированный уголь, температура, давление. * Хлорирование бензола: хлорид алюминия (AlCl₃) в качестве катализатора. * Нитрование толуола: концентрированная азотная кислота, серная кислота (катализатор).