32

Решение: Генетическая связь углеводородов

ЕГЭ · Химия · Задание 32 · Генетическая связь органических веществ
ВысокаяФИПИCF3F15Развёрнутое решение≈ 10 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: $\mathrm{CH_4 \xrightarrow{t^\circ} X_1 \xrightarrow[\text{акт. уголь}]{t^\circ} X_2 \rightarrow \text{толуол} \xrightarrow[ h\nu]{\mathrm{Cl_2}} X_3 \xrightarrow{\mathrm{Na}} X_4$. При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

При пиролизе метана образуется ацетилен, поэтому $X_1$ — ацетилен.

$$2\mathrm{CH_4} \xrightarrow{t^\circ} 2\mathrm{HC\equiv CH}+3\mathrm{H_2}$$
2

Ацетилен при нагревании на активированном угле циклотриомеризуется с образованием бензола, поэтому $X_2$ — бензол.

$$3\mathrm{HC\equiv CH} \xrightarrow[\text{акт. уголь}]{t^\circ} \mathrm{C_6H_6}$$
3

Бензол превращают в толуол реакцией алкилирования хлорметаном в присутствии хлорида алюминия.

$$\mathrm{C_6H_6+CH_3Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5CH_3+HCl}$$
4

При хлорировании толуола на свету замещается атом водорода в боковой цепи, образуется бензилхлорид $X_3$.

$$\mathrm{C_6H_5CH_3+Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_6H_5CH_2Cl+HCl}$$

Бензилхлорид вступает в реакцию Вюрца: две его молекулы соединяются под действием натрия.

$$2\mathrm{C_6H_5CH_2Cl}+2\mathrm{Na}\rightarrow\mathrm{C_6H_5CH_2CH_2C_6H_5}+2\mathrm{NaCl}$$
Ответ

$X_1=\mathrm{HC\equiv CH}$, $X_2=\mathrm{C_6H_6}$, $X_3=\mathrm{C_6H_5CH_2Cl}$, $X_4=\mathrm{C_6H_5CH_2CH_2C_6H_5}$; уравнения приведены с условиями реакций.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Записывают хлорирование толуола в бензольное кольцо вместо замещения водорода в боковой цепи.

Используют неверное уравнение получения бензола: для циклотриомеризации нужны три молекулы ацетилена.

Не указывают катализатор $\mathrm{AlCl_3}$ при алкилировании бензола.

В реакции Вюрца не учитывают две молекулы бензилхлорида и два атома натрия.

Закрепить приёмВ теме «Генетическая связь органических веществ» ещё 91 задача — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 32 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Генетическая связь органических веществ»: в ней 92 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.