ОСУЩЕСТВИТЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ CH4-->CH3Br-->CH3OH-->CO2

Для осуществления превращений CH₄ → CH₃Br → CH₃OH → CO₂, можно рассмотреть несколько химических процессов, которые будут последовательными стадиями из метана (CH₄) к углекислому газу (CO₂).

1. CH₄ → CH₃Br (метан в бромметан)

   Первый шаг — это замещение водорода в метане на бром. Этот процесс можно осуществить с помощью брома (Br₂) в присутствии света или тепла, что активирует бром, позволяя ему заменить атом водорода на бром:

   $$CH₄ + Br₂ \xrightarrow{\text{свет}} CH₃Br + HBr$$

   Это реакция свободнорадикального замещения, где метан реагирует с бромом при облучении ультрафиолетом, образуя бромметан (CH₃Br) и водородный бром (HBr).

2. CH₃Br → CH₃OH (бромметан в метанол)

   Далее бромметан можно перевести в метанол (CH₃OH) с помощью реакции с водным раствором щелочи, например, гидроксидом натрия (NaOH). В этом случае происходит замещение брома на гидроксильную группу — OH:

   $$CH₃Br + NaOH \rightarrow CH₃OH + NaBr$$

   Эта реакция представляет собой нуклеофильное замещение, где гидроксид-ион (OH⁻) замещает бром-ион (Br⁻) в молекуле бромметана, образуя метанол.

3. CH₃OH → CO₂ (метанол в углекислый газ)

   Последний шаг — это окисление метанола до углекислого газа. Существует несколько способов окисления метанола, но наиболее простым является процесс, при котором метанол окисляется кислородом воздуха при высокой температуре и давлении, например, с использованием катализаторов:

   $$2CH₃OH + 3O₂ \rightarrow 2CO₂ + 4H₂O$$

   Это реакция полного окисления метанола, в результате которой образуется углекислый газ (CO₂) и вода (H₂O).

Итак, весь процесс превращения выглядит следующим образом:

1. CH₄ → CH₃Br (метан превращается в бромметан).
2. CH₃Br → CH₃OH (бромметан превращается в метанол).
3. CH₃OH → CO₂ (метанол окисляется до углекислого газа).

Этот путь включает в себя как реакции замещения, так и окисление, что делает его возможным с использованием стандартных химических реакций.