化学自习室移动版

1． 反应原理及温度: 

实验室中用无水酒精和浓硫酸制取乙烯气体，乙醇首先与浓硫酸作用，脱去一分子水生成硫酸氢乙酯:

C₂H₅OH ＋ HOSO₂OH →C₂H₅OSO₂H ＋ H₂O

若反应在较高的温度( 170 ℃) 和酸过量的条件下进行，由于可供给足够的能量去破坏另一碳氢键，而使硫酸氢乙酯脱去一分子硫酸生成乙烯:

C₂H₅OSO₂OH→CH₂ = CH₂↑ ＋ H₂SO₄

若反应是在较低温度( 140 ℃) 和醇过量的条件下进行，碳氢键的断裂较困难，则硫酸氢乙酯和另一分子醇作用，相互间脱去一分子硫酸，生成乙醚:

C₂H₅OH ＋ C₂H₅OSO₂OH→ C₂H₅OC₂H₅ ＋ H₂SO₄

消去反应和取代反应往往同时发生，只是温度不同，主次不同，所以，在实验刚开始时，就要用强火加热，使温度迅速升高到170℃，以减少乙醚的生成，提高乙烯的产量． 当有乙烯生成后， 则不宜过于强烈加热，否则会发生其他副反应，使反应难以顺利进行．

2． 浓硫酸的作用及用量: 

浓H₂SO₄ 在该反应中除了起催化作用外，还起脱水作用． 由于乙醇的酯化反应是可逆的，为了充分利用乙醇，使浓H₂SO₄保持较高的浓度，促使反应向酯化反应的方向进行，就要增加硫酸的用量． 经验表明: 乙醇与浓硫酸的体积比为1∶3 时实验效果比较好，乙醇的酯化程度最高，得到的乙烯也最多． 随着硫酸氢乙酯的分解，乙烯的生成，反应物中硫酸的量逐渐增多，乙醇量相对减少，故硫酸用量再多也是多余的了． 在加热过程中，反应液的颜色由无色变为棕色，甚至黑褐色． 这是因为浓H₂SO₄具有强氧化性，将部分乙醇氧化成碳、CO、CO₂ 等，而自身被还原为SO₂ ，使制得的乙烯有刺激性气味， 碳的单质则使烧瓶内的液体带上了黑色，发生的主要副反应有:

CH₃CH₂OH ＋ 2H₂SO₄( 浓) → 2C ＋ 2SO₂↑ ＋ 5H₂O

CH₃CH₂OH ＋ 4H₂SO₄( 浓) → 2CO↑ ＋ 4SO₂↑ ＋ 7H₂O

CH₃CH₂OH ＋ 6H₂SO₄( 浓) → 2CO₂↑ ＋ 6SO₂↑ ＋ 9H₂O

3． 反应液中加入碎瓷片、沸石、沙子或其他惰性固体的作用: 

因为被加热的是两种液体，反应液的温度又比较高，所以加热时容易使液体暴沸溅出发生危险． 暴沸是由于在有限的空间内产生较大的气泡而造成的，碎瓷片或沸石具有疏松多孔结构，其微孔中吸附有空气，可以形成许多气化中心，液体沸腾时产生的气泡通过小孔变得细小而均匀，防止产生大的气泡，使加热时液体能够保持平稳，有效地避免了剧烈沸腾、液体跳动现象的发生． 值得注意的是，不能在液体沸腾时加入止暴剂，否则很有可能造成暴沸，也不能用已经使用过的止暴剂．

4． 气体产物的净化及检验: 

酸性杂质气体一般用碱石灰或10%的NaOH 溶液净化，主要气体产物可按以下步骤进行检验:

无水硫酸铜→品红溶液→饱和Fe₂( SO₄)₃或Na₂SO₃溶液→品红溶液→澄清石灰水→溴的CCl₄溶液( 溴水或酸性KMnO₄溶液) ．

提醒: 因为冷的浓硫酸能与乙烯反应，生成新的物质，乙烯不能用浓硫酸来干燥．

CH₂ = CH₂ ＋ H₂SO₄( 浓) →CH₃CH₂OSO₃H