【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。    

第二章烃的衍生物

§2-2乙醇

【01】使氯乙烷跟氢氧化钠溶液反应，能够生成什么？

我们知道，氯乙烷是一种卤代烃。卤代烃在氢氧化钠存在下可以水解（§2-1）【山注，化4-2-01第07/08段，传送门CV22164845】。由氯乙烷水解所生成的叫做乙醇。氯乙烷水解的化学方程式如下：

乙醇的物理性质和分子结构

【02】乙醇是酒的主要成分，俗称酒精，是具有酒味的无色液体。沸点是78.3℃，比水轻，比重为0.8克/毫升，能以任何比率与水混溶。它是一种良好的溶剂，能溶解多种物质，如碘和油脂等难溶于水的都易溶于乙醇。

【03】由分析结果，知道乙醇的分子式是C₂H₆O。

【04】从乙醇的分子式和元素的化合价出发来考虑（碳是4价，氧2价，氢1价），乙醇的结构式可以是：

【05】这两个结构式是不相同的，主要区别在于，(1)式中的六个氢原子，其中五个都跟碳原子直接结合，而有一个是通过氧原子来跟碳原子结合的；(2)式中的六个氢原子都是一样跟碳原子直接结合，没有一个氢原子是特殊的。究竟那一个式子真实地反映乙醇分子结构的实际情况呢？我们可以根据它的性质来决定。

【06】乙醇能跟钠起反应而放出氢气。只要找出每一个乙醇分子在这个反应里失去的是几个氢原子，就可以决定它的结构式。如果失去的是全部氢原子，那末它的结构式便应当是(2)式【(2)式实际是甲醚的结构式，甲醚不能跟钠反应】。要是只有一个氢原子可以失去，那末结构式应该是(1)而不是(2)，因为(1)式中反映着有一个氢原子是特殊的，正是这一个特殊的氢原子被钠所置换了。

【07】那末，究竟失去几个氢原子呢？这可以通过实验来回答。

【08】装置如图2·1。在烧瓶(a)中先放入金属钠，在中间的瓶子(b)里盛满了水，然后把一定量的无水乙醇通过滴定管加入烧瓶中。当金属钠碰到乙醇时就有氢气产生，所产生的氢气便把中间瓶子里的水压入量筒(c)。产生的氢气有多少体积，量筒中的水也是多少体积。所以只要在反应完毕后观察量筒中积水的毫升数，便知产生的氢气是多少毫升。从氢气的毫升数就能算出乙醇分子中有几个氢原子被置换了出来。

【09】举个实例来研究。下面是某次实验的数据和运算：

【10】(1)数据：

【11】(2)运算：先运用气态方程式，把实验所得的氢气体积换算成在标准状况下的体积

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氢气，这许多氢气合多少克原子的氢。

已知：1.15克乙醇放出280毫升氢气，1克分子乙醇重46克（C₂H₆O=12×2+1×6+16）。

设x=1克分子乙醇所放出氢气的毫升数，则1.15:46=280:x

x==11200毫升。

【12】1克分子氢气在标准状况下占有22.4升即22400毫升的体积，11200毫升的氢适为1克原子的氢。

【13】根据实验结果证明，乙醇分子中只有一个氢原子被钠所置换。显然，就是通过氧原子跟碳原子结合的那个处在特殊位置的氢原子。而这一个氢原子之所以能被置换，一定是受了氧原子的影响，不象其余的五个那样结合得比较稳固的缘故。这样，就可以肯定只有(1)式才是符合乙醇分子结构的真实情况的。

【14】不过(1)式里的OH原子团还是和无机物碱类中的OH根不同。实验结果告诉我们，乙醇的水溶液不能导电，而且也不显碱性反应。上面讲过，这里的OH原子团称为羟基【山注，化4-2-01第08段，传送门CV22164845】。羟基的结合跟乙醇分子里其他原子一样，都是以共价键相结合的，所以乙醇的式子是：

【15】从共价结合的角度来看，氢、氧两个原子中间的电子对是偏近于氧原子的，所以羟基中的氢原子虽不能电离，但比其他氢原子具有较大的活动性。

乙醇的化学性质

1、可燃性

【16】乙醇除俗称酒精外，又叫做“火酒”。从这个名称可知，它是能够燃烧的，乙醇燃烧时发出不易看清的淡蓝色火焰，并放出大量的热：

2、跟碱金属的反应

【17】上面已讲过，乙醇能跟金属钠起反应产生氢气，这就是乙醇分子中羟基上的氢原子比其他氢原子活动性较大的表现，它被钠置换生成乙醇钠。反应的化学方程式如下：

【18】乙醇钠是一种白色固体，在水中不稳定，能生成氢氧化钠。所以在有机反应里可以当作碱来使用：

3、跟氢卤酸的反应

【19】乙醇还能跟氢卤酸起反应，例如，乙醇跟氢溴酸起反应，能产生一种油状液体，叫做溴乙烷。用化学方程式表示：

【20】在这个反应里，浓硫酸起着双重作用，它既是产生溴化氢的物质，又是生成溴乙烷反应里的脱水剂。因为

【21】是可逆反应，用浓硫酸脱水，有利于正反应的进行。如果用氢氧化钠中和溴化氢，则反应就逆向进行到底，也就是溴乙烷水解成为乙醇。

【22】在实验室里，就是根据上述原理，制取溴乙烷的。

【23】在圆底烧瓶内放入溴化钠2~3克，注入2毫升乙醇，加4毫升硫酸（1:1）。瓶口配单孔塞，在孔中插入长弯玻管，玻管除去弯曲部分外至少要有30厘米长，因为这根管子是兼作冷凝器用的。管的另一端插入盛有冰和水的试管中，烧瓶下面放石棉铁丝网，同时把烧瓶固定在铁台上。装置如图2·2。加热烧瓶，不久，见有蒸气在冷凝器里凝结成油状液体，逐渐沉入试管底部，这就是制得的溴乙烷。

4、脱水反应

【24】有机物分子，在一定条件下，分离出水分子的反应，叫做脱水反应。乙醇跟脱水剂浓硫酸共热，在160~180℃时，分子内失去一分子水而生成乙烯：

【25】如果控制温度在140℃，则分子间脱水而生成醚：

【26】以上两个反应里的反应物是一样的，但在不同条件下，有不同的产物。前者是从每一个乙醇分子中脱去一分子的水，而后者是从每两个乙醇分子中脱去一分子的水。后一反应的过程，实际分两个阶段进行。乙醇先跟硫酸反应生成硫酸氢乙酯（乙基硫酸）：

【27】硫酸氢乙酯再跟过量的乙醇反应，生成乙醚：

【28】所以乙醚是在乙醇过量和较低温度下生成的。如果乙醇不过量，温度较高，生成的就是乙烯。由此可以看出，在有机化学反应里，反应条件是非常重要的，否则就很难得到所需要的产品。

【29】乙醚是无色液体，具有特殊气味。沸点35℃，比水轻，不易溶于水，极易挥发。它的蒸气很容易着火，和空气混和时还会发生爆炸，因此在使用时要特别小心。乙醚是许多有机物的良好溶剂。工业上制作火棉胶和人造丝时都要大量使用，在医疗上用作外科手术时的全身麻醉剂。

【30】醚也是一类有机化合物。它的分子结构是，一个氧原子—O—和两个烃基（R和R’）结合而成。是醇的脱水产物。醚类的通式可以用R—O—R’来表示。R和R’代表这两个烃基，可以相同，也可以不相同。例如：

习题2-2

1、在测定乙醇分子结构的实验中，为什么必须用无水乙醇跟钠起反应？

2、在20℃和765毫米时，使23克乙醇完全燃烧，需要多少升的空气？燃烧结果能生成多少克分子的水和多少升的CO₂？放出多少千卡的热量？【空气179.1升，H₂O 1.5克分子，CO₂ 23.87升，放热163.8千卡】

3、乙烯的实验室制法利用的是乙醇的哪一个反应？

4、写出下列各步反应的方程式，并注明反应条件：C₂H₆→C₂H₅Br→C₂H₅OH→C₂H₄→CH₃CH₂Br→C₄H₁₀

【解】

5、为什么在用乙醇跟浓硫酸反应制造乙烯的实验中，会得到乙醚？

6、从醚的结构来判断，它能否跟金属钠反应置换出氢气来？