Для получения бензола в одну стадию подходят далеко не все вещества, указанные в вариантах. Рассмотрим каждый из предлагаемых вариантов:
А. Метан
Метан (CH₄) — это предельно насыщенный углеводород (алкан). Его молекула не содержит кратных связей, что делает его химически стабильным и менее склонным к реакциям, которые могли бы привести к образованию бензола. Из метана бензол получить нельзя в одну стадию. Реакции, связанные с преобразованием метана в ароматические соединения, требуют сложных многостадийных процессов, например, таких как риформинг.
Б. Ацетилен
Ацетилен (C₂H₂) — это ненасыщенный углеводород (алкин), содержащий тройную связь. Под действием высокой температуры (около 600°C) и катализатора (например, активированного угля) ацетилен может тримеризоваться (собраться из трёх молекул) в молекулу бензола (C₆H₆).
Реакция тримеризации:
[ 3C₂H₂ \xrightarrow[]{t, кат.} C₆H₆ ]
Таким образом, ацетилен является правильным ответом, так как в одну стадию можно получить бензол.
В. Этанол
Этанол (C₂H₅OH) — это спирт, содержащий гидроксильную группу (-OH). Для получения бензола из этанола требуется несколько стадий. Например, сначала этанол дегидрируется до ацетальдегида, затем может быть преобразован в другие соединения, которые при дальнейших реакциях дадут бензол. Однако такой процесс явно не укладывается в одну стадию. Поэтому этанол не подходит для этой задачи.
Г. Этилен
Этилен (C₂H₄) — это ненасыщенный углеводород (алкен), содержащий двойную связь. Для превращения этилена в бензол требуется несколько стадий, таких как полимеризация, дегидрирование или циклизация. Например, этилен сначала может быть преобразован в ацетилен, а затем из ацетилена уже получают бензол. Однако это не одна стадия, поэтому этилен также не подходит.
Правильный ответ: Б. Ацетилен.
Тримеризация ацетилена — это классический пример промышленного способа получения бензола. Эта реакция протекает при высоких температурах и в присутствии катализатора, при этом три молекулы ацетилена соединяются и образуют ароматическое кольцо бензола.