Для осуществления цепочки превращений от метана (CH4) до конечного продукта X1, который получается при взаимодействии с хлором (Cl2), нужно выполнить несколько последовательных реакций. Давайте рассмотрим каждый шаг подробно.

1. Превращение CH4 в C2H2 (ацетилен):

   Это превращение требует сначала получения промежуточных продуктов. Метан можно превратить в ацетилен через процесс пиролиза или дегидрирования. Однако в лабораторных условиях обычно используют другой подход:

   • Первый шаг — получение хлорметана (CH3Cl) при взаимодействии метана с хлором (Cl2) при нагревании или в присутствии света:
   • CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
   • Далее, хлорметан подвергается дегидрированию с образованием этилена (C2H4):
   • 2 CH3Cl + Zn → C2H4 + 2 ZnCl2
   • Затем этилен дегидрируется до ацетилена:
   • C2H4 → C2H2 + H2
2. Превращение C2H2 в CH3CHO (ацетальдегид):

   Ацетилен можно гидратировать до ацетальдегида. Обычно это происходит через реакцию Кучерова:

   • Ацетилен пропускают через водный раствор ртути(II) сульфата в присутствии серной кислоты:
   • C2H2 + H2O → CH3CHO
3. Превращение CH3CHO в X1 при взаимодействии с Cl2:

   Ацетальдегид может реагировать с хлором, и в зависимости от условий реакции, X1 может быть различным хлорсодержащим продуктом. Общая реакция может выглядеть следующим образом:

   • CH3CHO + Cl2 → CH3COCl + HCl

   Здесь X1 может быть ацетилхлоридом (CH3COCl), который образуется при взаимодействии ацетальдегида с хлором.

Таким образом, чтобы осуществить превращения от CH4 до X1, необходимо последовательно выполнить указанные реакции, следя за условиями каждой стадии. Это требует внимательного подхода к выбору реагентов и условий реакции.