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【種花家務(wù)·化學(xué)】4-1-08乙炔——『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』

2023-02-28 14:50 作者:山嵓 0人讀過 | 我要投稿

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

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計(jì)算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。? ?

第一章烴——Ⅱ不飽和鏈烴

§1-8乙炔

【01】在不飽和鏈烴里，除烯屬烴外，還有炔屬烴。它們分子里的氫原子的數(shù)目，比相應(yīng)的烯烴所含有的還要少。炔屬烴里最簡(jiǎn)單的化合物是乙炔。

【02】我們?cè)趯W(xué)習(xí)碳元素的性質(zhì)時(shí)（第一冊(cè)§3-3）【山注，化1-3-03第14~16段，CV20558157】，知道碳在高溫下能跟金屬化合生成金屬的碳化物。其中最有價(jià)值的是碳化鈣（CaC?，俗稱電石）。碳化鈣跟水作用，就產(chǎn)生乙炔。乙炔也是石油化工的重要產(chǎn)物。

乙炔的物理性質(zhì)

【03】乙炔俗稱電石氣，是一種無色、無嗅的氣體【純凈的乙快沒有臭味，但由于工業(yè)上的碳化鈣里，常含有磷化鈣和硫化鈣等雜質(zhì)，所以制得的乙炔，有磷化氫和硫化氫的臭味】。它的比重是1.16克/升，比空氣稍輕些，在相同狀況下和同體積的空氣的重量比是0.8966。乙炔略溶于水。

乙炔的分子結(jié)構(gòu)

【04】乙炔的分子式是C?H?。它分子里的氫原子數(shù)，顯然比乙烯還要少。也就是說，乙炔分子里的碳原子的化合價(jià)更不飽和。根據(jù)碳原子是4價(jià)和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果推知，在乙炔分子里的2個(gè)碳原子之間，共用3對(duì)電子，寫它的結(jié)構(gòu)式時(shí)用三個(gè)短劃“≡”來表示，這叫做叁鍵。乙炔的化學(xué)性質(zhì)，確是符合于這個(gè)推論的。因此，乙炔的分子結(jié)構(gòu)，可以用下列各種圖式表示：

乙炔的化學(xué)性質(zhì)

【05】由于分子結(jié)構(gòu)里存在著叁鍵，它的性質(zhì)顯得比乙烯更活潑。

1、氧化反應(yīng)

【06】和乙烯一樣，乙炔也很容易被氧化劑所氧化，所以它也能使高錳酸鉀溶液褪色，由此亦可看出，不飽和鏈烴的不穩(wěn)定性，是由于分子中存在著雙鍵和叁鍵的緣故。

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【07】由于乙炔的含碳量（92.7%）比甲烷、乙烯都要高些（相應(yīng)的含氫量就比較少），當(dāng)它在空氣里燃燒時(shí)，碳來不及氧化，因而產(chǎn)生濃煙，火焰也特別光亮，可以用來照明。

【08】乙炔在氧氣里燃燒時(shí)，火焰溫度可達(dá)3000℃左右，稱氧炔焰，可用來焊接或切割金屬，這在第一冊(cè)§2-4里已講過了【山注，化1-2-04第2~4段，傳送門CV20367213】。

2、加成反應(yīng)

【09】和乙烯相似，乙炔也能跟氫氣、鹵素、鹵化氫和水等物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，所以，乙炔也能使溴水褪色。乙炔跟溴的反應(yīng)，可以分步表明如下：

【10】從上式中可以看出，乙炔的每1分子可以加入4個(gè)溴原子形成飽和的鹵代烷。這一事實(shí)，有力地證明了它分子里存在著叁鍵。

【11】乙炔跟氫氣一同加熱，在鎳粉的催化下，能逐步加成，先成乙烯，最后成為乙烷：

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【12】乙炔跟氯化氫進(jìn)行加成反應(yīng)，可以生成氯乙烯，這個(gè)反應(yīng)在普通情況下進(jìn)行比較困難，但當(dāng)有催化劑（氯化汞HgCl?）存在時(shí)，就能順利進(jìn)行：

$CH%5C!%E2%89%A1%5C!CH%2BH%5C!%E2%80%94%5C!Cl%5Cquad%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E5%8A%A0%E7%83%AD%7D%5Cquad%20%5Cmathop%7BCH_2%5C!%3D%5C!CHCl%7D%5Climits_%7B%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF%7D$

【13】氯乙烯是一種無色氣體，在光和熱的作用下，能象乙烯那樣，聚合成為高分子的聚氯乙烯：

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【14】聚氯乙烯是一種應(yīng)用很廣泛的塑料，在第五章里還要討論。

【15】乙炔跟水進(jìn)行加成，則生成乙醛。在學(xué)習(xí)第二章烴的衍生物時(shí)（§2-10）再作討論。

3、聚合反應(yīng)

【16】乙炔在不同條件下，可以發(fā)生不同的聚合反應(yīng)，生成不同的聚合物。其中最重要的聚合物之一是乙烯基乙炔CH?=CH一C≡CH【乙烯基乙炔是合成橡膠的原料.見第五章合成橡膠部分】，可以看作是乙烯基CH?=CH一代換了乙炔分子里的一個(gè)氫原子，成為二分子乙炔的聚合物：

【17】乙炔通過加熱到600℃的裝有活性炭的管子里時(shí)，能聚合成苯C?H?：

$3C_2H_2%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%AD%7D_%7B600%C2%B0C%7DC_6H_6%25%2B%E3%80%90%E5%B1%B1%E6%B3%A8%EF%BC%8CB%E7%AB%99%E4%B8%93%E6%A0%8F%E5%85%AC%E5%BC%8F%E4%BB%A3%E7%A0%81%E3%80%91%0A$

乙炔的制取

【18】乙炔是氣焊（或氣割）金屬的燃料（第一冊(cè)§2-4）【山注，化1-2-04第2~4段，傳送門CV20367213】，又是制造塑料和合成有機(jī)物的原料。實(shí)驗(yàn)室里都是用碳化鈣跟水反應(yīng)來制取乙炔的：

【19】在實(shí)驗(yàn)室里制取乙炔的裝置很簡(jiǎn)單，用一支底上有孔的試管，里面填入一些碎玻璃片，放進(jìn)幾塊碳化鈣，再配一個(gè)帶有導(dǎo)管的單孔塞，連接橡皮管和尖嘴玻管，把這支試管插入盛有水的燒杯中，裝置如圖1·10。當(dāng)水面接觸到碳化鈣時(shí)，就有乙塊產(chǎn)生，從尖嘴逸出。

【20】產(chǎn)生乙炔后，把橡皮管彎過來，使尖嘴管插入盛有高錳酸鉀酸性溶液的試管里，溶液的紫紅色很快就會(huì)消失。再把乙炔通入溴水里，溴水的棕紅色也會(huì)很快消失。最后在尖嘴管口點(diǎn)火，乙炔能在管口燃燒，發(fā)出明亮的火焰和濃煙。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，都證明了上面所敘述的乙炔所具有的性質(zhì)。

標(biāo)簽：化學(xué)中學(xué)乙炔數(shù)理化自學(xué)叢書