一道关于“乙烯制备”的原创题 乙烯的制备
时间：2019-02-05 03:32:54 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：乙烯的制备是中学化学中的一个重要实验，目前教材中采用P2O5作脱水剂制备乙烯，具有反应速度快、反应温度低、副产物少、污染小等优点。本试题从实验原理、装置的改进、副反应的发生、KOH溶液的作用、反应原料及催化剂的选择等方面进行编制，旨在考查学生的实验分析能力和探究能力。
关键词：乙烯制备；原创题
文章编号：1005-6629(2011)11-0050-02 中图分类号：G632.479 文献标识码：B
1命题意图
本试题以乙烯实验室制备为素材，通过创设一组真实的问题情境，如使装置受热均匀的方法、实验中涉及到的相关化学方程式、相关试剂的作用以及反应物的浓度、催化剂的选择等，考查学生对实验原理、实验方法、实验中的探究方案和过程等的掌握程度，应用相关实验知识分析解决实际问题的能力。题中给出了_一系列与解题相关的信息，如：反应温度最好控制为150℃～160℃、磷酸酯为酸性或中性且均为沸点较低易挥发易溶于水的物质、不同浓度乙醇的反应效率、不同催化剂对反应产率的影响等，这些信息的给出，能着重考查学生对相关信息的处理和加工的能力。本试题涉及到实验中化学方程式的书写、装置的改进、试剂的作用、反应条件的选择等，既能考查实验涉及的基础知识，又能考查该实验的分析和探究能力，试题以课本实验为落脚点进行延伸，能很好体现高考说明“有利于推进普通高中化学课程改革，有利于正确引导高中化学教学”的命题指导思想。
2原创试题
组装如图1所示的实验装置，在试管中加入2gP2O5，并注入4mL95％乙醇，加热制备乙烯气体。试回答下列问题：
(1)该实验的反应原理是(用化学方程式表示)__；
(2)用酒精灯对试管直接加热，由于升温陕而极易发生混合液的暴绋，导致乙醇汽化涌出，此外，也易因受热不均匀使得试管内气流不稳定，发生倒吸的几率高，所以有人将该实验装置改进为图2的实验装置，已知该反应的最佳温度为150℃～160℃，图中烧杯的作用就是使试管受热均匀，则烧杯中盛放的液体为(填序号)__；A.水浴 B.油浴 C.甘油浴
(3)已知在实验过程中P205与乙醇能发生作用，因反应物的用量不同，会生成酸陛或中性的磷酸酯，它们均为易溶于水的物质，沸点较低易挥发。试写出生成磷酸乙酯的化学方程式__；(已知：磷酸的分子可写成HOPO(OH)2)
(4)实验中KOH溶液的作用是__；
(5)为了探究不同浓度乙醇的反应效率，分别用体积为4mL的无水乙醇和不同浓度的乙醇溶液在150℃时进行实验，实验开始后用秒表对稀酸性高锰酸钾溶液褪色的整个过程进行计时，实验结果如表1所示。
试根据上表所列数据分析，教材中采用95％乙醇而不采用无水乙醇进行实验的原因是__。
(6)乙烯实验制备的催化剂有多种，如可采用浓硫酸、氧化铝、石棉绒等，表2中列出的是不同催化剂对温度的要求和对制备乙烯产率的影响。
从上表可以看出，本实验最佳的催化剂是__，如果用浓硫酸作催化剂有什么不良后果__。
3解题思路
本实验的目的是为了探究制备乙烯的反应条件，即不同的反应条件对实验的影响。如温度对实验的影响，该反应的最佳温度为150℃～160℃，由于温度超过了100℃，所以不适于用水浴加热，适合用甘油浴。关于生成磷酸乙酯的化学方程式书写主要是要搞清所给信息――磷酸的分子可写成HOPO(OH)2，即磷酸的分子中的3个羟基都可以参与反应，生成的产物分别是磷酸乙酯、磷酸二乙酯、磷酸三乙酯，生成磷酸乙酯时是磷酸分子中的一个羟基参与了反应，结合酯化反应的原理可得CH3CH2OH+HOPO(OH)2→CH3CH2OPO(OH)2+H2O。实验中相关试剂的作用在实验题中较为常见，如本题中的KOH溶液，其作用一是可以吸收挥发出的乙醇，根据题中所给信息――磷酸酯为酸性或中性且均为沸点较低易挥发易溶于水的物质，所以其作用二是可以吸收反应生成的磷酸酯类物质。从表1可以看出，使用95％的乙醇溶液或无水乙醇对酸性高锰酸钾溶液褪色时间没有明显差别，使用95％的乙醇溶液完全可以达到预期的实验效果。从表2还可以看出，本实验最佳的催化剂是P2O5，因为产率较高且温度相对较低，而使用浓硫酸，不但产率低、反应温度高，还有一个重要原因是乙醇易炭化且会生成二氧化碳和二氧化硫等杂质气体影响实验。
4参考答案
(1)CH3CH2OH→CH2=CH2↑+H2O (2)c
(3)CH3CH2OH+HOPO(OH)2→CH3CH2OPO(OH)2+H2O
(4)吸收挥发出的乙醇和磷酸酯
(5)使用95％的乙醇溶液或无水乙醇对酸性高锰酸钾溶液褪色时间没有明显差别，使用95％的乙醇溶液完全可以达到预期的实验效果
(6)P2O5、乙醇易炭化且会生成二氧化碳和二氧化硫等杂质气体
参考文献：
[1]陆燕海，王强.P20s催化乙醇制乙烯实验反应条件的探究[J].化学教学2010，(8)：15.
[2]袁加程.p2O5做脱水剂制备乙烯实验的研究[J].化学教学.2004.(4)：4.
