Для решения данной задачи необходимо проанализировать каждую из реакций, указанных в схемах превращений, и составить соответствующие уравнения реакций, а также определить условия их протекания и обозначить вещества X и Y.
Схема 1:
- СН6 (метан) → С2Н5Сl (хлористый этил)
- Метан (СН6) может быть подвергнут реакции галогенирования с хлором (Cl2) в присутствии света (hv) или при повышенной температуре, в результате чего образуется хлористый этил (C2H5Cl).
- С2Н5Сl → C4H10 (бутан)
- Хлористый этил может быть подвергнут реакциям с металлами (например, с магнием) в присутствии диэтилового эфира, что приведет к образованию бутана (C4H10).
- C4H10 → бутен-1
- Бутан (C4H10) может быть дегидрирован (удаление водорода) при нагревании в присутствии катализатора (например, никеля), в результате чего образуется бутен-1 (C4H8).
- бутен-1 + HBr → X
- При присоединении бромоводорода (HBr) к бутену-1 происходит реакция электрофильного присоединения, в результате которой образуется бромбутан (C4H9Br). Это и будет веществом X.
Схема 2:
- C2H4 (этилен) → C2H5OH (этанол)
- Этилен (C2H4) может быть гидратирован (присоединение воды) в присутствии кислоты (например, серной) при повышенной температуре, что приводит к образованию этанола (C2H5OH).
- C2H5OH → C2H4
- Этанол может быть дегидратирован (удаление воды) при нагревании с использованием кислотного катализатора (например, серной кислоты), что приводит к образованию этилена (C2H4).
- C2H4 → CO2
- Этилен может быть окислен, например, с помощью кислорода (O2) при высокой температуре, что приводит к образованию углекислого газа (CO2).
- CO2 + CaCO3 → Y
- Углекислый газ может реагировать с карбонатом кальция (CaCO3) с образованием кальция и углекислого газа, что в конечном итоге приводит к образованию кальция (Ca) и углекислого газа (CO2). Вещество Y будет представлено как CaO (оксид кальция) или CaCO3 (карбонат кальция), в зависимости от условий реакции.
Итог:
- Вещество X: бромбутан (C4H9Br)
- Вещество Y: оксид кальция (CaO)
Условия протекания реакций:
- Галогенирование метана: свет или высокая температура.
- Реакция хлористого этил с магнием: безводные условия, наличие диэтилового эфира.
- Дегидрирование бутана: высокая температура, наличие катализатора (например, никель).
- Гидратация этилена: присутствие кислоты, высокая температура.
- Дегидратация этанола: присутствие кислотного катализатора, высокая температура.
- Окисление этилена: высокая температура, присутствие кислорода.
- Реакция CO2 с CaCO3: может проходить при обычных условиях.