Задание №16 — Основы органической химии

Задание №16

Задана следующая схема превращений веществ:

$A l_{4} C_{3} \overset{H_{2} O}{\rightarrow} X \rightarrow Y \overset{к a т ., t^{\circ}}{\rightarrow}$

Определите, какие из указанных веществ являются веществами Х и Y.

1)	CH₄
2)	C₂H₂
3)	C₂H₆
4)	C₄H₆
5)	C₆H₁₂

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Разберем схему превращений по стадиям, опираясь на свойства органических и неорганических веществ.

Шаг 1. Определение вещества X.
Первая реакция в схеме — гидролиз карбида алюминия: Al₄C₃ + H₂O → ...
Карбид алюминия при взаимодействии с водой (или растворами кислот) разлагается с образованием гидроксида алюминия и простейшего алкана — метана. Это классический лабораторный способ получения метана.
Уравнение реакции:
Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃↓ + 3CH₄↑
Следовательно, вещество X — это метан (CH₄), что соответствует варианту №1.

Шаг 2. Анализ конечного продукта и определение вещества Y.
На рисунке в конце схемы изображена структурная формула бензола (шестиугольник с чередующимися двойными связями или кольцом внутри, формула C₆H₆).
Нам нужно понять, через какое промежуточное вещество Y можно получить бензол, исходя из метана (X).
Метан при сильном нагревании (пиролизе) превращается в ацетилен:
2CH₄ → (t° = 1500 °C) C₂H₂ + 3H₂↑
Ацетилен (этин), в свою очередь, способен к реакции тримеризации при пропускании над активированным углем при нагревании, в результате чего образуется бензол:
3C₂H₂ → (C акт., t°) C₆H₆
Таким образом, вещество Y — это ацетилен (C₂H₂), что соответствует варианту №2.

Проверка логики:
Al₄C₃ (карбид алюминия) → CH₄ (метан, X) → C₂H₂ (ацетилен, Y) → C₆H₆ (бензол).
Данная цепочка полностью соответствует условию задачи и химическим свойствам указанных классов соединений.

Ответ: X — 1, Y — 2.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №16Далее