Составьте уравнения химических реакций по следующим схемам: МЕТАН -> МУРАВЬИНЫЙ АЛЬДЕГИД -> МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ -> МЕТИЛОВЫЙ ЭФИР МУРАВЬИНОЙ КИСЛОТЫ.

Для осуществления цепочки превращений:

Метан → Муравьиный альдегид → Метиловый спирт → Метиловый эфир муравьиной кислоты

необходимо провести три химические реакции.

1. Метан → Муравьиный альдегид

Метан ($\mathrm{CH_4}$) подвергают частичному каталитическому окислению кислородом при повышенной температуре. В результате образуются муравьиный альдегид (формальдегид) и вода.

Уравнение реакции:

Тип реакции: окисление.

2. Муравьиный альдегид → Метиловый спирт

Муравьиный альдегид ($\mathrm{HCHO}$) восстанавливают водородом в присутствии катализатора (например, никеля) при нагревании. В результате образуется метиловый спирт (метанол).

Уравнение реакции:

Тип реакции: восстановление (гидрирование).

3. Метиловый спирт → Метиловый эфир муравьиной кислоты

Метиловый спирт ($\mathrm{CH_3OH}$) взаимодействует с муравьиной кислотой ($\mathrm{HCOOH}$) в присутствии концентрированной серной кислоты при нагревании.

В результате образуются метиловый эфир муравьиной кислоты (метилформиат) и вода.

Уравнение реакции:

Тип реакции: этерификация.

Ответ (все уравнения)

1. $\mathrm{CH_4+O_2\xrightarrow{t^\circ,\ кат.}HCHO+H_2O}$

2. $\mathrm{HCHO+H_2\xrightarrow{Ni,\ t^\circ}CH_3OH}$

3. $\mathrm{HCOOH+CH_3OH\xrightleftharpoons{H_2SO_4,\ t^\circ}HCOOCH_3+H_2O}$

Таким образом, сначала метан окисляют до муравьиного альдегида, затем альдегид восстанавливают до метилового спирта, после чего метанол подвергают реакции этерификации с муравьиной кислотой.

Конечный продукт: метиловый эфир муравьиной кислоты — $\mathrm{HCOOCH_3}$.