新人教版《有机化合物》素材1

第三章有机化合物教学资源1.无水酒精的制取普通酒精含乙醇%（质量分数）和水%，这是恒沸点混合物即共沸物，它的沸点是78.15℃，比纯乙醇的沸点（78.5在实验室中制备无水酒精时，是在%酒精中加入生石灰（CaO）加热回流，使酒精中的水跟氧化钙反应，生成不挥发的氢氧化钙来除去水分，然后再蒸馏，这样可得%的无水酒精。如果还要去掉残留的少量水，可以加入金属镁来处理，可得100%乙醇，叫做绝对酒精。工业上制备无水酒精的方法是在普通酒精中加入一定量的苯，再进行蒸馏。于64.9℃沸腾，蒸出苯、乙醇和水的三元恒沸混合物（比例为74∶∶），这样可将水全部蒸出。继续升高温度，于68.3℃蒸出苯和乙醇的二元混合物（比率为∶），可将苯全部蒸出。最后升高温度到近年来，工业上也使用强酸性阳离子交换树脂（具有极性基团，能强烈吸水）来制取无水酒精。2乙醇的生理作用乙醇即酒精，以不同的比例存在于各种酒中，它在人体内可以很快发生作用，改变人的情绪和行为。这是因为酒精在人体内不需要经过消化作用，就可直接扩散进入血液中，并分布至全身。酒精被吸收的过程可能在口腔中就开始了，到了胃部，也有少量酒精可直接被胃壁吸收，到了小肠后，小肠会很快地大量吸收。酒精吸收进入血液后，随血液流到各个器官，主要是分布在肝脏和大脑中。酒精在体内的代谢过程，主要在肝脏中进行，少量酒精可在进入人体之后，马上随肺部呼吸或经汗腺排出体外，绝大部分酒精在肝脏中先与乙醇脱氢酶作用，生成乙醛，乙醛对人体有害，但它很快会在乙醛脱氢酶的作用下转化成乙酸。乙酸是酒精进入人体后产生的唯一有营养价值的物质，它可以提供人体需要的热量。酒精在人体内的代谢速率是有限度的，如果一个人饮酒的速率大于体内代谢的速率，酒精就会在体内器官，特别是在肝脏和大脑中积蓄，积蓄至一定程度即出现酒精中毒症状。如果在短时间内饮用大量酒精，初始酒精会使人兴奋、减轻抑郁程度，这是因为酒精压抑了某些大脑中枢的活动，这些中枢在平时对极兴奋行为起抑制作用。这个阶段不会维持很久，接下来，大部分人会变得安静、忧郁、恍惚、直至不省人事，严重时甚至会因心脏被麻醉或呼吸中枢失去功能而造成窒息死亡。3.甲醇、乙醇──车用新燃料石油资源日趋枯竭的趋势迫使人们去解决汽油问题。为此人们一方面致力于汽油的人工合成，另一方面努力寻找代用汽油。目前已找到的代用汽油有甲醇、乙醇、氢气等。工业发达国家相继出现过甲醇汽车、乙醇汽车和氢气汽车。目前使用和研究较多的是甲醇和乙醇，简要介绍如下：（1）甲醇（CH3OH）甲醇是一种性能优良的汽车新燃料，它的主要优点是辛烷值高，没有污染。实践证明，当汽油中掺入甲醇后，由于它的抗震性能好，无需再加四乙基铅。这种混合燃料燃烧完全，热利用效率高，排放的气体中无铅，一氧化碳和其他残留的碳氢化合物量大大减少，从而减轻了环境污染。甲醇作为汽车燃料的使用方法有两种，一种是甲醇与汽油混用，一般在汽油中掺入15%～20%的甲醇；另一种是甲醇单独使用。甲醇能作为汽车燃料，是因为它与汽油有许多相似之处，如两者的相对密度相同；燃烧时的火焰温度相近，甲醇为1900℃，汽油为2100℃；发火点接近，甲醇为470℃，汽油为430℃。但甲醇燃烧的热值比较低，为22990kJ·kg-1，大约相当于汽油的一半；而且蒸发潜热大，为1129kJ·kg甲醇作为能源是一种优良的液体燃料，不仅是汽车的良好燃料，也是很好的发电燃料。甲醇能否成为现代能源的一大支柱，关键在于甲醇成本的降低，有人认为如果甲醇的价格减到目前价格的1/20，则可能成为现实。自20世纪20年代以来，甲醇一直是由一氧化碳经高温、高压和使用固体催化剂加氢的方法制得：CO+2H2CH3OH降低甲醇成本的关键是催化剂。最初使用锌铬氧（ZnO-Cr2O3）作催化剂，由于它的催化活性低，反应需在350～450℃的高温和～MPa的高压下才达到具有经济意义的转化。1966年以后，英国、日本、美国和西德发展了以氧化铜为基础的锌、铬三元催化剂。这种催化剂使操作压力和温度分别降到～MPa和250～300℃，从而降低了成本。但这种催化剂对硫中毒比较敏感，这意味着原料合成气必须经严格净化才行。另外，从理论上分析，合成甲醇的反应是一个分子数减少的放热反应，因而降低温度和提高压力都有利于甲醇得率的提高。在常压下，当温度低于140℃时ΔG才是负值，这意味着在常压下，只有当温度低于140℃时，合成甲醇的反应才能自发进行；当压力为～MPa时，才能获得经济上可行的甲醇得率。如果能寻找到一种更活泼的低温催化剂，使反应降低到至于原料合成气（CO和H2的混合物），可通过煤的气化；也可由天然气通过甲烷与水蒸气的反应获得：CH4+H2O→CO+3H2近年来，有人提出将甲醇与合成氨装置联合组建，利用合成氨装置中水煤气变换反应生成的CO2与甲烷和水蒸气在800℃3CH4+CO2+2H2O4CO+8H2（2）乙醇（CH3CH2OH）乙醇也是一种抗震性能好、无污染的理想燃料，它的相对密度（）、沸点（78℃）都与汽油相近，热值为1kJ·kg-1用乙醇代替汽油也有与汽油混用和单独使用两种方法。目前应用较广的是与汽油