Уравнение реакции с помощью которых можно получить бензол из природного газа (5 видео)

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Содержание

Получение бензола и его
получения бензола
Способы получения аренов
Получение аренов
1. Реакция Вюрца-Фиттига
2. Дегидроциклизация алканов
3. Дегидрирование циклоалканов
4. Декарбоксилирование солей бензойной кислоты
5. Алкилирование бензола и его гомологов
6. Тримеризация ацетилена
7. Получение стирола
Уравнение реакции с помощью которых можно получить бензол из природного газа
🔍 Видео

Видео:6.2. Ароматические углеводороды (бензол и его гомологи): Способы получения. ЕГЭ по химииСкачать

Получение бензола и его

Мы рассмотрим «классические» методы получения бензола — те, которые описаны в каждом учебнике по химии, и рассмотрим получение из разных классов органических соединений, т.к. цепочки реакций, которые предлагаются в ЕГЭ, подразумевают умение получать бензол «из всего» 🙂

«Классические» реакции

Видео:6.3. Ароматические углеводороды (бензол и его гомологи): Химические свойства. ЕГЭ по химииСкачать

получения бензола

Ароматизация нефти.

Обратите внимание на условия реакции — давление, температуру и катализатор. Они означают, что при обычных условиях гексан не вступит в такую реакцию. Алканы вообще довольно нереакционноспособные вещества.

Дегидрирование циклогексана : этот метод хорошо тем, что можно получить не только бензол, но и его гомологи. Для этого надо взять циклогексан с нужным количеством атомов С в боковой цепи

С6H12 → C6H6 + 3H2

Получение гомологов бензола:

Именная реакция — реакция Зелинского. Получение бензола из ацетилена:
3С2H2 → C6H6

Это основные, «классические» способы получения бензола и его гомологов, теперь рассмотрим варианты из заданий ЕГЭ

1. Получение бензола из неорганических веществ:

1 вариант:
Исходное вещество — карбид кальция СaC2:
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 — ацетилен
дальше — реакция Зелинского : 3С2H2 → C6H6 Это самый короткий путь получения.
2 вариант:
Исходное вещество — карбид алюминия Al4C3:

Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4 — метан
2СH4 (1500 °C) → C2H2 + 3H2

дальше — реакция Зелинского

2. Получение бензола и его гомологов из других неорганических веществ:

1) получение бензола из алканов:

СH4 (1500 °C) → C2H2 (С, 600ºС) → С6H6

2) получение бензола и его гомологов из алкенов:

С2H4 → C2H2 →C6H6

Схема: алкен → дибромалкан → циклоалкан → гомолог бензола

CH2=CH-(CH2)4-CH3 + HBr → CH3-CH( Br )-(CH2)4-CH3
CH3-CH(Br)-(CH2)4-CH3 + Br2 → CH3-CH( Br )-(CH2)4-CH2 Br
CH3-CH( Br )-(CH2)4-CH2 Br + Zn → C6H13-СH3 — метилциклогексан + ZnBr2
C6H13-СH3 → С6H5-CH3 + 4H2

Видео:Получение бензола и его гомологов. 1 часть. 11 класс.Скачать

Способы получения аренов

Арены (ароматические углеводороды) – это непредельные (ненасыщенные) циклические углеводороды, молекулы которых содержат устойчивые циклические группы атомов (бензольные ядра) с замкнутой системой сопряженных связей.

Общая формула: C_nH_2n–6 при n ≥ 6.

Видео:ВСЕ ПРО АЛКАНЫ за 8 минут: Химические Свойства и ПолучениеСкачать

Получение аренов

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

1. Реакция Вюрца-Фиттига

Хлорбензол реагирует с хлорметаном и натрием. При этом образуется смесь продуктов, одним из которых является толуол:

Видео:Решение цепочек превращений по химииСкачать

2. Дегидроциклизация алканов

Алканы с углеродной цепью, содержащей 6 и более атомов углерода в главной цепи, при дегидрировании образуют устойчивые шестиатомные циклы, т. е. циклогексан и его гомологи, которые далее превращаются в ароматические углеводороды.

Гексан при нагревании в присутствии оксида хрома (III) в зависимости от условий может образовать циклогексан и потом бензол:

Гептан при дегидрировании в присутствии катализатора образует метилциклогексан и далее толуол:

Видео:Химические свойства бензола и его гомологов. 1 часть. 11 класс.Скачать

3. Дегидрирование циклоалканов

При дегидрировании циклогексана и его гомологов при нагревании в присутствии катализатора образуется бензол или соответствующие гомологи бензола.

Например, при нагревании циклогексана в присутствии палладия образуется бензол и водород

Например, при нагревании метилциклогексана в присутствии палладия образуется толуол и водород

Видео:6.1. Ароматические углеводороды (бензол и его гомологи): Строение, номенклатура, изомерияСкачать

4. Декарбоксилирование солей бензойной кислоты

Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении.

R–COONa + NaOH → R–H + Na₂CO₃

Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe) соли органической кислоты.

Взаимодействие бензоата натрия с гидроксидом натрия в расплаве протекает аналогично реакции получения алканов по реакции Дюма с образованием бензола и карбоната натрия:

Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

5. Алкилирование бензола и его гомологов

Арены взаимодействуют с галогеналканами в присутствии катализаторов (AlCl_3, FeBr₃ и др.) с образованием гомологов бензола.

Например, бензол реагирует с хлорэтаном с образованием этилбензола

Ароматические углеводороды взаимодействуют с алкенами в присутствии хлорида алюминия, бромида железа (III), фосфорной кислоты и др.

Например, бензол реагирует с этиленом с образованием этилбензола

Например, бензол реагирует с пропиленом с образованием изопропилбензола (кумола)

Алкилирование спиртами протекает в присутствии концентрированной серной кислоты.

Например, бензол реагирует с этанолом с образованием этилбензола и воды

Видео:Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

6. Тримеризация ацетилена

При нагревании ацетилена под давлением над активированным углем молекулы ацетилена соединяются, образуя бензол.

При тримеризации пропина образуется 1,3,5-триметилбензол.

Видео:Получение БЕНЗОЛА!Скачать

7. Получение стирола

Стирол можно получить дегидрированием этилбензола:

Стирол можно также получить действием спиртового раствора щелочи на продукт галогенирования этилбензола (1-хлор-1-фенилэтан):

Видео:Составление уравнений химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Уравнение реакции с помощью которых можно получить бензол из природного газа

FOR-DLE.ru — Всё для твоего DLE 😉
Привет, я Стас ! Я занимаюсь так называемой «вёрсткой» шаблонов под DataLife Engine.

На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!

Задание2
Назовите основные продукты химической переработки природного газа и укажите процессы, с помощью которых их получают. Запишите уравнения соответствующих реакций.
Углерод (сажа), водород и ацетилен. Процесс получения: пиролизом (нагреванием без доступа воздуха)
CH₄ t ⟶ C + 2H₂↑
2CH₄ t ⟶ C₂H₂ + 3H₂↑
Синтез-газ. Процесс получения: конверсия (превращение) водяных паров с метаном:
CH₄ + H₂O t ⟶ CO + 3H₂↑
Бензин и метиловый спирт Процесс получения: промышленный синтез :
nCO + (2n+1) H₂ кат. ⟶ C_nH_2n+2 + nH₂O
CO + 2H₂ кат. ⟶ CH₃OH
Галогенпроизводные. Процесс получения: галогенирование (присоединение галогенов) :
CH₄ + Cl₂ свет ⟶ CH₃Cl + HCl
CH₃Cl + Cl₂ свет ⟶ CH₂Cl₂ + HCl
CH₂Cl₂ + Cl₂ свет ⟶ CHCl₃ + HCl
CHCl₃ + Cl₂ свет ⟶ CCl₄ + HCl

Задание 2
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
а) CH₄ ⟶ HC≡CH ⟶ CH₂=CHCl ⟶ (–CH2–CHCl–)_n
2CH₄ t ⟶ HC≡CH + 3H₂
HC≡CH + HCl ⟶ CH₂=CHCl
nCH₂=CHCl кат. ⟶ (―CH₂―CHCl―)_n
б) CH₄ ⟶ CH₃Cl ⟶ CH₃OH ⟶ CO₂
CH₄ + Cl₂ свет ⟶ CH₃Cl + HCl
CH₃Cl + NaOH ⟶ CH₃OH + NaCl
2CH₃OH + 3O₂ ⟶ 2CO₂ + 4H₂O
в) CH₄ ⟶ CO ⟶ C_nH_2n+2
CH₄ + H₂O t ⟶ CO + 3H₂
CO + 2H₂ кат. ⟶ C_nH_2n+2 + nH₂O

Задание 3
Укажите важнейшие месторождения природного газа в Российской Федерации. Найдите их на карте полезных ископаемых нашей страны. Уренгой, Ямбург, Бованенковское, Штокмановское, Ленинградское, Русановское, Заполярное, Медвежье, Астраханское, Западно-Камчатский шельф, Сахалин, Среднеботуобинское нефтегазоконденсатное месторождение, Оренбургское газоконденсатное месторождение, Игримское, Ледовое, Ковыктинское.

Задание 4 Объёмные доли алканов в природном газе некоторого месторождения равны: метан – 82%, этан – 12%, пропан – 6%. Определите их массовые доли.
Дано: φ(CH₄)=82%, φ(C₂H₆)=12%, φ(C₃H₈)=6%
Найти: ω(CH₄)-?, ω(C₂H₆)-?, ω(C₃H₈)-?
Решение
1. Допустим имеется 1 л природного газа. Вычисляем объём каждого газа в смеси природного газа:
V(CH₄)=φ(CH₄)•V(смеси) : 100%=82% • 1 л : 100%= 0,82 л
V(C₂H₆)=φ(C₂H₆)•V(смеси) : 100%=12% • 1 л : 100%= 0,12 л
V(CH₄)=φ(C₃H₈)•V(смеси) : 100%=6% • 1 л : 100%= 0,06 л
2. Вычисляем массу каждого газа.
M(CH₄)=16 г/моль, M(C₂H₆)=30 г/моль, M(C₃H₈)=44 г/моль
m(CH₄)=V(CH₄)•M(CH₄):V_m=0,82 л • 16 г/моль : 22,4 л/моль = 0,586 г
m(C₂H₆)=V(C₂H₆)•M(C₂H₆):V_m=0,12 л • 30 г/моль : 22,4 л/моль = 0,161 г
m(C₃H₈)=V(C₃H₈)•M(C₃H₈):V_m=0,06 л • 44 г/моль : 22,4 л/моль = 0,118 г
3. Вычисляем массу смеси природного газа:
m(смеси)=m(CH₄)+m(C₂H₆)+m(C₃H₈)=0,586 г + 0,160 г + 0,118 г = 0,864 г
4. Определяем массовые доли каждого газа в смеси природного газа.
ω(CH₄)=(m(CH₄):m(смеси)) •100% =(0,586 г : 0,864 г) • 100% = 67,8%
ω( C₂H₆ )=(m( C₂H₆ ):m(смеси)) •100% =(0,161 г : 0,864 г) • 100% = 18,6 %
ω( C₃H₈ )=(m( C₃H₈ ):m(смеси)) •100% =(0,118 г : 0,864 г) • 100% = 13,6 %
Ответ: ω(CH₄)=67,8%, ω(C₂H₆)=18,6%, ω(C₃H₈)=13,6%

Задание 5 Рассчитайте объём воздуха (содержащего 20% кислорода), необходимого для сжигания 100 м 3 природного газа (н.у.), в котором объёмные доли метана, этана, пропана и азота равны соответственно 80%, 12%, 6% и 2%.
Дано: φ(O₂)=20%, V(смеси)=100 м 3 , φ(CH₄)=80%, φ(C₂H₆)=12%, φ(C₃H₈)=6%, φ(N₂)=2%
Найти: V(воздуха)-?
Решение
В смеси природного газа азот не поддерживает горение.
1. Вычисляем объём метана, этана и пропана в смеси природного газа:
V(CH₄)=φ(СН₄)•V(смеси):100%=80%•100 м 3 :100%=80 м 3
V(C₂H₆)=φ(C₂H₆)•V(смеси):100%=12%•100 м 3 :100%=12 м 3
V(C₃H₈)=φ(С₃Н₈)•V(смеси):100%=6%•100 м 3 :100%=6 м 3
2. Составляем химические уравнения сжигания метана, этана и пропана:
СН₄ + 2О₂ → СО₂ + 2Н₂О (1)
2С₂Н₆ + 7О₂ → 4СО₂ + 6Н₂О (2)
2С₃Н₈ + 10О₂ → 6СО₂ + 8Н₂О (3)
Согласно закону объёмных отношений Гей-Люссака по уравнению реакции (1) имеем V(СН₄):V₁(О₂)=1:2 , поэтому
V₁(О₂)=2•V(CH₄)=2•80 м 3 =160 м 3
Согласно закону объёмных отношений Гей-Люссака п о уравнению реакции (2) имеем V(С₂Н₆):V₂(О₂)=2:7 , отсюда по свойству пропорции имеем 2•V(O₂)=7•V(C₂H₆), поэтому V₂(О₂)=7•V(C₂H₆):2=7•12 м 3 : 2=42 м 3
Согласно закону объёмных отношений Гей-Люссака п о уравнению реакции (3) имеем V(С₃Н₈):V₃(О₂)=2:10=1:5 , поэтому
V₃(О₂)=5•V(C₃H₈)=5•6 м 3 =30 м 3