【閱前提示】本篇出自『數理化自學叢書6677版』，此版叢書是“數理化自學叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎自學教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學”。當然由于本書是大半個世紀前的教材，很多概念已經與如今迥異，因此不建議零基礎學生直接拿來自學。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎教育但卻很不扎實的學酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數理化自學叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內容較新而且還又增添了25本大學基礎自學內容，直接搞出了一套從初中到大學的一條龍數理化自學教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權風險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數理化自學叢書6677版』上傳成文字版。? ??

第二章烴的衍生物

§2-2乙醇

【01】使氯乙烷跟氫氧化鈉溶液反應，能夠生成什么？

我們知道，氯乙烷是一種鹵代烴。鹵代烴在氫氧化鈉存在下可以水解（§2-1）【山注，化4-2-01第07/08段，傳送門CV22164845】。由氯乙烷水解所生成的叫做乙醇。氯乙烷水解的化學方程式如下：

乙醇的物理性質和分子結構

【02】乙醇是酒的主要成分，俗稱酒精，是具有酒味的無色液體。沸點是78.3℃，比水輕，比重為0.8克/毫升，能以任何比率與水混溶。它是一種良好的溶劑，能溶解多種物質，如碘和油脂等難溶于水的都易溶于乙醇。

【03】由分析結果，知道乙醇的分子式是C?H?O。

【04】從乙醇的分子式和元素的化合價出發(fā)來考慮（碳是4價，氧2價，氫1價），乙醇的結構式可以是：

【05】這兩個結構式是不相同的，主要區(qū)別在于，(1)式中的六個氫原子，其中五個都跟碳原子直接結合，而有一個是通過氧原子來跟碳原子結合的；(2)式中的六個氫原子都是一樣跟碳原子直接結合，沒有一個氫原子是特殊的。究竟那一個式子真實地反映乙醇分子結構的實際情況呢？我們可以根據它的性質來決定。

【06】乙醇能跟鈉起反應而放出氫氣。只要找出每一個乙醇分子在這個反應里失去的是幾個氫原子，就可以決定它的結構式。如果失去的是全部氫原子，那末它的結構式便應當是(2)式【(2)式實際是甲醚的結構式，甲醚不能跟鈉反應】。要是只有一個氫原子可以失去，那末結構式應該是(1)而不是(2)，因為(1)式中反映著有一個氫原子是特殊的，正是這一個特殊的氫原子被鈉所置換了。

【07】那末，究竟失去幾個氫原子呢？這可以通過實驗來回答。

【08】裝置如圖2·1。在燒瓶(a)中先放入金屬鈉，在中間的瓶子(b)里盛滿了水，然后把一定量的無水乙醇通過滴定管加入燒瓶中。當金屬鈉碰到乙醇時就有氫氣產生，所產生的氫氣便把中間瓶子里的水壓入量筒(c)。產生的氫氣有多少體積，量筒中的水也是多少體積。所以只要在反應完畢后觀察量筒中積水的毫升數，便知產生的氫氣是多少毫升。從氫氣的毫升數就能算出乙醇分子中有幾個氫原子被置換了出來。

【09】舉個實例來研究。下面是某次實驗的數據和運算：

【10】(1)數據：

【11】(2)運算：先運用氣態(tài)方程式，把實驗所得的氫氣體積換算成在標準狀況下的體積

再算出1.44毫升乙醇重多少克。

乙醇的比重是0.8克/毫升，∴1.44毫升乙醇重1.44×0.8=1.15克。

最后算出1克分子乙醇放出多少毫升氫氣，這許多氫氣合多少克原子的氫。

已知：1.15克乙醇放出280毫升氫氣，1克分子乙醇重46克（C?H?O=12×2+1×6+16）。

設x=1克分子乙醇所放出氫氣的毫升數，則1.15:46=280:x

x==11200毫升。

【12】1克分子氫氣在標準狀況下占有22.4升即22400毫升的體積，11200毫升的氫適為1克原子的氫。

【13】根據實驗結果證明，乙醇分子中只有一個氫原子被鈉所置換。顯然，就是通過氧原子跟碳原子結合的那個處在特殊位置的氫原子。而這一個氫原子之所以能被置換，一定是受了氧原子的影響，不象其余的五個那樣結合得比較穩(wěn)固的緣故。這樣，就可以肯定只有(1)式才是符合乙醇分子結構的真實情況的。

【14】不過(1)式里的OH原子團還是和無機物堿類中的OH根不同。實驗結果告訴我們，乙醇的水溶液不能導電，而且也不顯堿性反應。上面講過，這里的OH原子團稱為羥基【山注，化4-2-01第08段，傳送門CV22164845】。羥基的結合跟乙醇分子里其他原子一樣，都是以共價鍵相結合的，所以乙醇的式子是：

【15】從共價結合的角度來看，氫、氧兩個原子中間的電子對是偏近于氧原子的，所以羥基中的氫原子雖不能電離，但比其他氫原子具有較大的活動性。

乙醇的化學性質

1、可燃性

【16】乙醇除俗稱酒精外，又叫做“火酒”。從這個名稱可知，它是能夠燃燒的，乙醇燃燒時發(fā)出不易看清的淡藍色火焰，并放出大量的熱：

2、跟堿金屬的反應

【17】上面已講過，乙醇能跟金屬鈉起反應產生氫氣，這就是乙醇分子中羥基上的氫原子比其他氫原子活動性較大的表現，它被鈉置換生成乙醇鈉。反應的化學方程式如下：

【18】乙醇鈉是一種白色固體，在水中不穩(wěn)定，能生成氫氧化鈉。所以在有機反應里可以當作堿來使用：

3、跟氫鹵酸的反應

【19】乙醇還能跟氫鹵酸起反應，例如，乙醇跟氫溴酸起反應，能產生一種油狀液體，叫做溴乙烷。用化學方程式表示：

【20】在這個反應里，濃硫酸起著雙重作用，它既是產生溴化氫的物質，又是生成溴乙烷反應里的脫水劑。因為

【21】是可逆反應，用濃硫酸脫水，有利于正反應的進行。如果用氫氧化鈉中和溴化氫，則反應就逆向進行到底，也就是溴乙烷水解成為乙醇。

【22】在實驗室里，就是根據上述原理，制取溴乙烷的。

【23】在圓底燒瓶內放入溴化鈉2~3克，注入2毫升乙醇，加4毫升硫酸（1:1）。瓶口配單孔塞，在孔中插入長彎玻管，玻管除去彎曲部分外至少要有30厘米長，因為這根管子是兼作冷凝器用的。管的另一端插入盛有冰和水的試管中，燒瓶下面放石棉鐵絲網，同時把燒瓶固定在鐵臺上。裝置如圖2·2。加熱燒瓶，不久，見有蒸氣在冷凝器里凝結成油狀液體，逐漸沉入試管底部，這就是制得的溴乙烷。

4、脫水反應

【24】有機物分子，在一定條件下，分離出水分子的反應，叫做脫水反應。乙醇跟脫水劑濃硫酸共熱，在160~180℃時，分子內失去一分子水而生成乙烯：

【25】如果控制溫度在140℃，則分子間脫水而生成醚：

【26】以上兩個反應里的反應物是一樣的，但在不同條件下，有不同的產物。前者是從每一個乙醇分子中脫去一分子的水，而后者是從每兩個乙醇分子中脫去一分子的水。后一反應的過程，實際分兩個階段進行。乙醇先跟硫酸反應生成硫酸氫乙酯（乙基硫酸）：

【27】硫酸氫乙酯再跟過量的乙醇反應，生成乙醚：

【28】所以乙醚是在乙醇過量和較低溫度下生成的。如果乙醇不過量，溫度較高，生成的就是乙烯。由此可以看出，在有機化學反應里，反應條件是非常重要的，否則就很難得到所需要的產品。

【29】乙醚是無色液體，具有特殊氣味。沸點35℃，比水輕，不易溶于水，極易揮發(fā)。它的蒸氣很容易著火，和空氣混和時還會發(fā)生爆炸，因此在使用時要特別小心。乙醚是許多有機物的良好溶劑。工業(yè)上制作火棉膠和人造絲時都要大量使用，在醫(yī)療上用作外科手術時的全身麻醉劑。

【30】醚也是一類有機化合物。它的分子結構是，一個氧原子—O—和兩個烴基（R和R’）結合而成。是醇的脫水產物。醚類的通式可以用R—O—R’來表示。R和R’代表這兩個烴基，可以相同，也可以不相同。例如：

習題2-2

1、在測定乙醇分子結構的實驗中，為什么必須用無水乙醇跟鈉起反應？

2、在20℃和765毫米時，使23克乙醇完全燃燒，需要多少升的空氣？燃燒結果能生成多少克分子的水和多少升的CO?？放出多少千卡的熱量？【空氣179.1升，H?O?1.5克分子，CO??23.87升，放熱163.8千卡】

3、乙烯的實驗室制法利用的是乙醇的哪一個反應？

4、寫出下列各步反應的方程式，并注明反應條件：C?H?→C?H?Br→C?H?OH→C?H?→CH?CH?Br→C?H??

【解】

5、為什么在用乙醇跟濃硫酸反應制造乙烯的實驗中，會得到乙醚？

6、從醚的結構來判斷，它能否跟金屬鈉反應置換出氫氣來？