Для решения данной задачи разберем последовательно все химические превращения, описанные в условии. 1. Гидролиз карбида алюминия и пиролиз метана При гидролизе карбида алюминия ( ) выделяется метан. Метан подвергается пиролизу при температуре около с образованием ацетилена (этина).
- Реакция гидролиза: Реакция пиролиза:
Свойства газа (ацетилена):
- Обесцвечивает бромную воду (реакция присоединения).
- Образует осадок (ацетиленид серебра) с аммиачным раствором оксида серебра:
2. Тримеризация ацетилена При пропускании ацетилена над активированным углем при высокой температуре происходит его циклическая тримеризация. Продуктом является бензол ( ) — бесцветная жидкость с характерным запахом, являющаяся сильным канцерогеном.
- Реакция:
3. Алкилирование бензола (Реакция Фриделя-Крафтса) Бензол реагирует с метилхлоридом ( ) в присутствии катализатора (хлорида железа (III) или хлорида алюминия). В результате образуется метилбензол, более известный как толуол. Толуол широко применяется в органическом синтезе как неполярный растворитель.
- Реакция:
4. Окисление толуола При кипячении толуола с подкисленным раствором перманганата калия ( ) происходит окисление метильной группы до карбоксильной. Продуктом реакции является бензойная кислота. При перекристаллизации из воды она выделяется в виде характерных белых блестящих игольчатых кристаллов.
- Реакция:
Итоговый ответ Структура вещества: Вещество представляет собой бензольное кольцо, соединенное с одной карбоксильной группой: . Название по номенклатуре ИЮПАК: Бензойная кислота (допускается систематическое название — бензолкарбоновая кислота). Я могу составить для вас полные структурные формулы всех промежуточных соединений этой цепочки или рассчитать массы продуктов, если это необходимо.