乙醇制取乙烯的实验

您好：工业上所用的乙烯，主要是从石油炼制工厂和石油化工厂所生产的气体里分离出来的。

实验室里是把酒精和浓硫酸混合加热，使酒精分解制得。浓硫酸在反应过程里起催化剂和脱水剂的作用。

制取乙烯的反应属于液——液加热型

乙烯能使酸性KMnO4溶液和快褪色，这是乙烯被高锰酸钾氧化的结果，而甲烷等烷烃却没有这种性质。

乙烯的化学性质——加成反应

把乙烯通入盛溴水的试管里，可以观察到溴水的红棕色很快消失。

乙烯能跟溴水里的溴起反应，生成无色的1，2-二溴乙烷（CH2Br－CH2Br）液体。

这个反应的实质是乙烯分子里的双键里的一个键易于断裂，两个溴原子分别加在两个价键不饱和的碳原子上，生成了二溴乙烷。这种 有机物分子里不饱和碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应叫做加成反应。

乙烯还能跟氢气、氯气、卤化氢以及水等在适宜的反应条件下起加成反应。

乙烯的化学性质——氧化反应

点燃纯净的乙烯，它能在空气里燃烧，有明亮的火焰，同时发出黑烟。

跟其它的烃一样，乙烯在空气里完全燃烧的时候，也生成二氧化碳和水。但是乙烯分子里含碳量比较大，由于这些碳没有得到充分燃烧，所以有黑烟生成。

乙烯不但能被氧气直接氧化，也能被其它氧化剂氧化。

把乙烯通入盛有高锰酸钾溶液（加几滴稀硫酸）的试管里。可以观察到溶液的紫色很快褪去。

乙烯可被氧化剂高锰酸钾（KMnO4）氧化，使高锰酸钾溶液褪色。用这种方法可以区别甲烷和乙烯。

乙烯的化学性质——聚合反应

在适当温度、压强和有催化剂存在的情况下，乙烯双键里的一个键会断裂，分子里的碳原子能互相结合成为很长的链。

这个反应的化学方程式用右式来表示：nCH2=CH2------------(催化剂) -[-CH--CH2-]-n

CH3

反应的产物是聚乙烯，它是一种分子量很大（几万到几十万）的化合物，分子式可简单写为（C2H4）n。生成聚乙烯这样的反应属于聚合反应。在聚合反应里，分子量小的化合物（单体）分子互相结合成为分子量很大的化合物（高分子化合物）的分子。这种聚合反应也是加成反应，所以又属于加成聚合反应，简称加聚反应。

聚乙烯是一种重要的塑料，由于它性质坚韧，低温时仍能保持柔软性，化学性质稳定，电绝缘性高，在工农业生产和日常生活中有广泛应用。

乙烯分子中碳碳原子间以双键相连， C═C双键的键长比C—C单键的键长略短，C═C双键的键能比两倍C—C单键能略小，所以其中的一个键较易断裂，这就决定了乙烯的化学性质比较活泼。

不饱和烃：分子里含有碳碳双键或碳碳三键，碳原子所结合的氢原子数少于饱和链烃的氢原子数，这种烃叫做不饱和烃。乙烯就是一种最简单的不饱和烃。

2.乙烯的实验室制法

(1)反应原理：CH3CH2OH→浓硫酸、170℃→CH2═CH2↑+H2O

(2)发生装置：选用“液+液 气”的反应装置。

(3)收集方法：排水集气法(因乙烯的密度跟空气的密度接近且难溶于水)。

(4)反应类型：消去反应

(5)注意事项：

①反应液中乙醇与浓硫酸的体积比为1∶3。使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率，增加乙烯的产量。

②在圆底烧瓶中加少量碎瓷片、沸石或其他惰性固体，目的是防止反应混合物在受热时暴沸。

③温度计水银球应插在液面下，以准确测定反应液温度。加热时要使温度迅速提高到170，以减少乙醚生成的机会（在140时会生成乙醚）。

④在制取乙烯的反应中，浓硫酸不但是催化剂、吸水剂，也是氧化剂，在反应过程中易将乙醇氧化，最后生成CO2、CO、C等(因此试管中液体变黑)，而硫酸本身被还原成SO2。SO2能使溴水或KMnO4溶液褪色。因此，在做乙烯的性质实验前，应将气体先通过碱石灰将SO2除去，也可以将气体通过10%NaOH溶液以洗涤除去SO2，得到较纯净的乙烯。

⑤空气中若含3.4%～34%的乙烯，遇明火极易爆炸，爆炸程度比甲烷猛烈，所以点燃乙烯时要小心。

3.乙烯的物理性质

通常情况下，乙烯是一种无色稍有气味的气体，密度为1.25g/L，比空气的密度略小，难溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂。

4.乙烯的化学性质

(1)氧化反应：

①常温下极易被氧化剂氧化。如将乙烯通入酸性KMnO4溶液，溶液的紫色褪去，由此可用鉴别乙烯。

②易燃烧，并放出热量，燃烧时火焰明亮，并产生黑烟。

CH2═CH2+3O2 2CO2+2H2O

(2)加成反应：

CH2═CH2+Br2 CH2Br—CH2Br(常温下使溴水褪色)

CH2═CH2+HCl CH3—CH2Cl(制氯乙烷)

CH2═CH2+HOH CH3CH2OH(制酒精)

加成反应：有机物分子中双键(或三键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。

(3)聚合反应： nCH2═CH2 CH2—CH2 n (制聚乙烯)

在一定条件下，乙烯分子中不饱和的C═C双键中的一个键会断裂，分子里的碳原子能互相形成很长的键且相对分子质量很大(几万到几十万)的化合物，叫做聚乙烯，它是高分子化合物。

这种由相对分子质量较小的化合物(单体)相互结合成相对分子质量很大的化合物的反应，叫做聚合反应。这种聚合反应是由一种或多种不饱和化合物(单体)通过不饱和键相互加成而聚合成高分子化合物的反应，所以又属于加成反应，简称加聚反应。

最简单的烯烃。分子式CH2=CH2 。少量存在于植物体内，是植物的一种代谢产物，能使植物生长减慢，促进叶落和果实成熟。无色易燃气体。熔点－169℃，沸点－103.7℃。几乎不溶于水，难溶于乙醇，易溶于乙醚和丙酮。

乙烯分子里的 C=C双键的键长是1.33×10 -10 米，乙烯分子里的 2个碳原子和4个氢原子都处在同一个平面上。它们彼此之间的键角约为120°。乙烯双键的键能是615千焦/摩，实验测得乙烷C—C单键的键长是1.54×10 -10 米，键能 348千焦/摩。这表明C=C双键的键能并不是C—C单键键能的两倍，而是比两倍略少。因此，只需要较少的能量，就能使双键里的一个键断裂。这是乙烯的性质活泼，容易发生加成反应等的原因。

在形成乙烯分子的过程中，每个碳原子以 1个2s轨道和2个2p轨道杂化形成3个等同的sp 2 杂化轨道而成键。这 3个sp 2 杂化轨道在同一平面里，互成 120°夹角。因此，在乙烯分子里形成5个σ键，其中4个是C—H键(sp 2 — s)1个是C—C键(sp 2 — sp 2 )；两个碳原子剩下未参加杂化的2个平行的p轨道在侧面发生重叠，形成另一种化学键：π键，并和σ键所在的平面垂直。如：乙烯分子里的C=C双键是由一个σ键和一个π键形成的。这两种键的轨道重叠程度是不同的。π键是由p轨道从侧面重叠形成的，重叠程度比σ键从正面重叠要小，所以π键不如σ键牢固，比较容易断裂，断裂时需要的能量也较少。

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实验室用无水乙醇和浓硫酸迅速加热到170摄氏度抽取乙烯。

化学方程式为：

               浓H2SO4

CH3CH2OH---------CH2CH2+H2O

                 170度

2．装置：根据反应特点属于液、液加热制备气体，所以选用反应容器圆底烧瓶。需要控制反应物温度在反应物170℃左右，所以需要用温度计且温度计水银球浸入液面以下，但又不能与烧瓶底部接触。由于有气体生成，所以需要在烧瓶中加入沸石（碎瓷片）防止暴沸。　

3．反应原理：

浓H2SO4作用：既是催化剂又是脱水剂，在有机物制取时，经常要使用较大体积比的浓硫酸，通常都是起以上两点作用。

4．收集：乙烯难溶于水，且由于乙烯的相对分子质量为28，仅比空气的相对平均分子质量29略小，故不用排空气取气法而采用排水取气法收集。

5．气体净化：由于在反应过程中有一定的浓硫酸在加热条件下与有机物发生氧化－还原反应使生成的气体中混有SO2、CO2，将导致收集到的气体带有强烈的刺激性气味，因此收集前应用NaOH溶液吸收SO2、CO2。

6．注意事项：要严格控制温度，应设法使温度迅速上升到170℃。因为温度过低，在140℃时分子间脱水而生成过多的副产物乙醚(CH3－CH2－O－CH2－CH3)。温度过高，浓H2SO4使乙醇炭化，并与生成的炭发生氧化－还原反应生成CO2、SO2等气体。

乙醇制乙烯化学方程式如下图：

该反应属于“液体＋液体生成气体型”反应，两种液体混合后，装于圆底烧瓶中，加热要用到酒精灯，只有当温度计插入液面下，但不能接触瓶底，才能准确测出反应时反应液的温度，避免副反应的发生，确保产物的纯度。

扩展资料：

实验注意事项

1、乙醇和浓硫酸体积比1：3。浓H2SO4在此反应中作催化剂与脱水剂的作用，浓H2SO4过量是为了促进反应向正方向进行，如果浓硫酸的量少就会很快变为稀硫酸而达不到实验效果。

2、要迅速升温到170℃。如果低于170℃会有很多的副反应发生。如：分子之间的脱水反应（生成乙醚）。

3、要加入碎瓷片。因为反应液的温度较高，被加热的又是两种液体，所以加热时容易产生暴沸而造成危险，在反应混合液中加一些碎瓷片是为了防止暴沸，避免意外。

一种是：二个乙醇分子分子间脱水，在浓硫酸催化，140℃的条件下缩合为二乙醚，又称乙醚。（此时，浓硫酸作吸水剂。）

另一种就是：一个乙醇分子内脱水，在浓硫酸催化，170℃的条件下生成乙烯。（此时，浓硫酸作脱水剂。）