Question

【題目】實驗室制乙烯通常采用95%的乙醇與濃硫酸體積比為1：3混合加熱到170℃方法制得，其制備原理可表示如下：CH3CH2OH+H2SO4(濃)CH3CH2OSO2OH+H2O①

CH3CH2OSO2OH(濃) CH2= CH2 + H2SO4②

(1)濃硫酸在乙烯生成中作用為 ______ ，反應①屬于 ______ 反應，反應②屬于 ______ 反應．

(2)此法在實際操作中由于濃H2SO4的用量大、比熱容高，加熱至170℃所需時間長，有人將乙醇和濃H2SO4的混合液加熱到80℃時，一次性投入一些小碎塊的生石灰，大大縮短了反應所需時間，提高了乙烯的產率，試用速率和平衡理論解釋之 ______

(3)反應過程中乙醇常被炭化，使溶液有黑色物質出現，隨著反應進行炭化現象越來越嚴重，同時還可使制得的乙烯氣體中含有CO2、SO2等氣體，為了減少反應過程中炭化現象又不影響乙烯的生成，下列措施合理的是 ______ ．

A.調整乙醇和濃硫酸的體積比為1：4

B.調整乙醇和濃硫酸的體積比為1：2

C.用大理石代替碎瓷片

D.降低反應體系溫度至140℃

E.用其他脫水劑(如P2O5)代替濃硫酸

(4)如圖為有人設計確認混合氣體中含有乙烯和二氧化硫的實驗裝置圖．(下列試劑可供選擇：品紅溶液、氫氧化鈉溶液、溴水、酸性高錳酸鉀)

A.①②③④中可盛放的試劑分別為①______ ； ②______ ；③ ______ ； ④ ______ ；

B.能說明二氧化硫氣體存在的現象是 ______ ；

C.能確認含有乙烯的現象是 ______ 。

Answer 1

【答案】催化作用 取代酯化 消去 CaO與水反應放熱體系溫度升高，加快反應速率，CaO與H2O反應使H2O量減小促使可逆反應(1)向右移動，CaO與濃H2SO4也反應但反應很快，生石灰與水反應占主導地位 B、C、E 品紅 NaOH溶液 品紅溶液 Br2或酸性KMnO4 裝置①中品紅褪色 裝置③中品紅不褪色，裝置④中溶液褪色

【解析】

(1)對比反應①、②可知反應中硫酸起到催化劑的作用，結合官能團的變化判斷反應類型；

(2)CaO可與水反應，且反應放熱，可加快反應速率且使pH正向移動；

(3)濃硫酸具有脫水性，為減少反應過程中炭化現象又不影響乙烯的生成，不能改變反應溫度，可降低硫酸的使用量或用其它替代品；

(4)制得的乙烯氣體中通常會含有CO2、SO2等氣體，為確認混合氣體中含有乙烯和二氧化硫，利用二氧化硫具有漂白性，乙烯可以使溴水或高錳酸鉀溶液褪色，但檢驗乙烯前，需要把二氧化硫全部除去，一般用氫氧化鈉溶液吸收，吸收后用品紅溶液檢驗是否除凈；試劑選擇為品紅試液檢驗二氧化硫存在、氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫、品紅試液檢驗二氧化硫是否除凈、溴水或高錳酸鉀溶液褪色檢驗乙烯的存在。

(1)對比反應①、②可知反應中硫酸起到催化劑的作用，反應①屬于取代反應或酯化反應，反應②屬于消去反應；

(2)加入氧化鈣，CaO與水反應放熱體系溫度升高，加快反應速率，CaO與H2O反應使H2O量減小促使可逆反應(1)向右移動，CaO與濃H2SO4也反應但反應很快，生石灰與水反應占主導地位；

(3)濃硫酸具有脫水性，為減少反應過程中炭化現象又不影響乙烯的生成，不能改變反應溫度，可降低硫酸的使用量或用其它替代品，則B、C、E正確；

(4)A.制得的乙烯氣體中通常會含有CO2、SO2等氣體，為確認混合氣體中含有乙烯和二氧化硫，利用二氧化硫具有漂白性，乙烯可以使溴水或高錳酸鉀溶液褪色，但檢驗乙烯前，需要把二氧化硫全部除去，一般用氫氧化鈉溶液吸收，吸收后用品紅溶液檢驗是否除凈；試劑選擇為品紅試液檢驗二氧化硫存在、氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫、品紅試液檢驗二氧化硫是否除凈、溴水高錳酸鉀溶液褪色檢驗乙烯的存在，綜上所述，①為品紅；②為NaOH溶液；③為品紅溶液；④Br2或酸性KMnO4；

B.能說明二氧化硫氣體存在的現象是裝置①中品紅褪色；

C.能確認含有乙烯的現象是裝置③中品紅不褪色，裝置④中高錳酸鉀溶液褪色。