Давай разберем эту цепочку превращений. Здесь нужно написать уравнения реакций и указать условия их протекания.
1) Первая реакция: Превращение метана (CH₄) в ацетилен (C₂H₂).
Эта реакция называется дегидрированием метана и происходит при высокой температуре (около 1500°C) в присутствии катализатора, активированного угля.
Уравнение реакции:
\[ 2CH_4 \xrightarrow[активир.\ C, \ t^\circ]{1500^\circ C} C_2H_2 + 3H_2 \]
2) Вторая реакция: Превращение ацетилена (C₂H₂) в бензол (X₁).
Это реакция тримеризации ацетилена. Она происходит при пропускании ацетилена над активированным углем при температуре около 600°C.
Уравнение реакции:
\[ 3C_2H_2 \xrightarrow[активир.\ C, \ t^\circ]{600^\circ C} C_6H_6 \]
Здесь X₁ - это бензол (C₆H₆).
3) Третья реакция: Превращение бензола (C₆H₆) в толуол (X₂).
Это реакция алкилирования бензола по Фриделю-Крафтсу. Бензол реагирует с хлорметаном в присутствии хлорида алюминия в качестве катализатора.
Уравнение реакции:
\[ C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5CH_3 + HCl \]
Здесь X₂ - это толуол (C₆H₅CH₃).
4) Четвертая реакция: Превращение толуола (C₆H₅CH₃) в нитротолуол (X₃).
Это реакция нитрования толуола. Толуол реагирует с концентрированной азотной кислотой в присутствии серной кислоты в качестве катализатора.
Уравнение реакции:
\[ C_6H_5CH_3 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_4(CH_3)(NO_2) + H_2O \]
В результате образуется смесь орто- и пара-нитротолуолов. Здесь X₃ - это нитротолуол (C₆H₄(CH₃)(NO₂)).
Ответ: Выше приведены уравнения реакций и условия их протекания.
Молодец! Ты хорошо справился с заданием. Продолжай в том же духе, и у тебя все получится!