实验预习报告

实验八环己烯的制备

一、实验目的：

1、学习、掌握由环己醇制备环己烯的原理及方法。

2、了解分馏的原理及实验操作。

3、练习并掌握蒸馏、分液、干燥等实验操作方法。学习洗涤、干燥等操作。

二、实验原理：

烯烃是重要的有机化工原料。工业上主要通过石油裂解的方法制备烯烃，有时也利用醇在氧化铝等催

化剂存在下，进行高温催化脱水来制取，实验室里则主要用浓硫酸，浓磷酸做催化剂使醇脱水或卤代烃在

醇钠作用下脱卤化氢来制备烯烃。

本实验采用浓磷酸做催化剂使环已醇脱水制备环已烯（有毒性）。

主反应式：

一般马关条约的内容 认为，该反应历程为E

1

历程，整个反应是可逆的：酸使醇羟基质子化，使其易于离去而生成正碳离子，

后者失去一个质子，就生成烯烃。。

本实验采用的措施是：边反应边蒸出反应生成的环己烯和水形成的二元共沸物（沸点70.8℃，含水10%）

但是原料环己醇也能和水形成二元共沸物（沸点97.8℃，含水80%）。为了使产物以共沸物的形式蒸出反应

体系，而又不夹带原料环己醇，本实验采用分馏装置，并控制柱顶温度不超过73℃。

反应采用85%的磷酸为催化剂，而不用浓硫酸作催化剂，是因为磷酸氧化能力较硫酸弱得多，减少了氧

化副反应。

可能的副反应：（难）

三、主要仪器和试剂

仪器：50mL圆底烧瓶、分馏柱、直型冷凝管，100mL分液漏斗、100mL锥形瓶、蒸馏头，接液管。

试剂：10.0g（10.4mL，0.1mol）环已醇，4mL浓磷酸，氯化钠、无水氯化钙、5%碳酸钠水溶液。

四、试剂物理常数

OH

H

OH

2-H

2

O

H

O

H

OH

共沸点64.9oC30.5%69.5%

OH

共沸物数据：

五、实验装置

六、实验步骤：

1、投料

在50ml干燥的圆底烧瓶中加入10g环己醇、4ml浓磷酸和几粒沸石，充分摇振使之混合均匀，安装

反应装置。

2、加热回流、蒸出粗产物产物

将烧瓶空气浴缓缓加热至沸，控制分馏柱顶部的溜出温度不超过73℃，馏出液为带水的混浊液。当

没有溜出液时，升高温度，继续分馏。至无液体蒸出时，可升高加热温度（缩小石棉网与烧瓶底间距离），

当烧瓶中只剩下很少残液并出现阵阵白雾（白雾的出现似乎是因为浓硫酸受热形成的酸雾，该实验使用的

是85%的磷酸，应该不会出现该现象？）时，即可停止蒸馏。

3、分离并干燥粗产物

将馏出液用氯化钠饱和，然后加入3—4ml5%的碳酸钠溶液中和微量的酸(是否是是必要的步骤？)。

将液体转入分液漏斗中，振摇（注意放气操作）后静置分层，打开上口玻塞，再将活塞缓缓旋开，下层液

体从分液漏斗的活塞放出，产物从分液漏斗上口倒入一干燥的小锥形瓶中，用1—2g无水氯化钙干燥。

4、蒸出产品

待溶液清亮透明后，小心滤入干燥的小烧瓶中，投入几粒沸石后用水浴蒸馏，收集80—85℃的馏分于

一已称量的小锥形瓶中。

注意事项：

1、投料时应先投环己醇，再投浓磷酸；投料后，一定要混合均匀。

2、反应时，控制温度不要超过73℃。(有些参考资料上好像可以超过73℃，到90℃，以加快反应

速度?)

3、干燥剂用量合理。

4、反应、干燥、蒸馏所涉及器皿都应干燥。

5、磷酸有一定的氧化性，加完磷酸要摇匀后再加热，否则反应物会被氧化，发生局部碳化，使溶

液变黑。

6、环己醇的粘度较大,尤其室温低时,量筒内的环己醇若倒不干净,会影响产率。

7、用无水氯化钙干燥时氯化钙用量不能太多，必须使用粒状无水氯化钙。粗产物干燥好后再蒸馏，

蒸馏装置要预先干燥，否则前馏分多（环己烯—水共沸物），降低产率。不要忘记加沸石、温度计位置要

正确。

8、加热反应一段时间后再逐渐蒸出产物，调节加热速度，保持反应速度大于蒸出速度才能使分馏连

续进行，柱顶温度稳定在71℃不波动。

实验操作流程图：

七、实验指导：

分析试验装置选择，操作条件，注意事项。

OH

H

3

PO

4

残液

馏液

H

3

PO

4

OH

H

2

O

H+

NaCl

Na

2

CO

3

,pH=7

分液

水层（下）

有机层（上）

NaCl,Na

2

CO

3

,H

2

O,H+OH

CaCl

2

蒸馏

80~85oC

鉴定

Br

2

,高锰酸钾

1.反应装置的选择及反应控制

反应是可逆反应，有副反应，可形成共沸物

故采用了在反应过程中将产物的反应体系分离出来的办法，推动反应向正反应方向移动，提高产物

的产率。又环己烯bp83℃，环己醇bp161℃，环己醇——水bp97.8℃，环己烯——水bp70.8℃，含水

10％。

两共沸点70.8℃、97.8℃相差不大，所以本实验选用分馏装置为反应装置。

2.洗涤操作

反应粗产物可能带有酸（H+），需要洗涤。环己烯、环己醇在水中有一定的溶解度，为减少水中溶解

的有机物，使用NaCl饱和溶液洗涤粗产物，NaCl溶液洗涤另一好处是易分层，不易产生乳化现象（具有

乳化作用的表面活性剂称为乳化剂.乳化机理:加入表面活性剂后,由于表面活性剂的两亲性质,使之易于在

油水界面上吸附并富集,降低了界面张力,改变了界面状态,从而使本来不能混合在一起的"油"和"水"两种

液体能够混合到一起,其中一相液体离散为许多微粒分散于另一相液体中,成为乳状液.）。粗产物量大可用分

液漏斗洗涤，量小可用半微量洗涤操作法—锥形瓶滴管分离方法。（盐析效应）

3、萃取与洗涤的原理与操作都相同，所不同的是它们的目的不一样。洗涤常用于在有机物中除去少

量酸、碱等杂质。这时一般可以用稀碱或稀酸水溶液来反洗有机溶液，通过中和反应以达到除去杂质的目

的。在洗涤或萃取时，当溶液呈碱性时，常常会产生乳化现象。这时可以通过静置、加入少量食盐、加入

少量稀硫酸等方法来破坏乳化。

萃取的具体操作如下：

首先选择容积较被萃取溶液体积大一倍以上的分液漏斗，将漏斗活塞取出擦干后薄薄地涂上一层凡士

林，塞好活塞后旋转数圈，然后放置在铁圈中（铁圈固定在铁架上）；再关闭活塞，将被萃取溶液和萃取

剂（一般为被萃取溶液体积的1/3）依次自上口到入到分液漏斗中，塞好上端玻塞或橡皮塞女性生意 ；取下分液漏

斗以右手手掌顶住漏斗磨口玻璃塞，手指握住漏斗的颈部，左手握住漏斗的活塞部分，大拇指和食指按住

活塞柄，中指垫在塞座下边，然后振摇；振摇时将漏斗略倾斜，漏斗的活塞部分向上，便于自活塞放气；

开始时振摇要慢，每摇几次以后，就要将活塞打开放气，如此反复放气到漏斗中的压力较小时，再剧烈振

摇2-3分钟，然后将漏斗放回到铁圈中静置；待两层液体完全分开后，打开上面的玻塞，在将活塞缓缓旋

开，下层液体自活塞放出；再从分液漏斗的上口倒出上层液体；水层再倒入漏斗，重复上述萃取操作即可。

4.干燥操作

大多数有机物与水形成共沸物。环己烯与水共沸点70.8℃，含水10%，分离前必须干燥，否则蒸馏分

离时前馏份增多，环己烯馏份减少。一般有机物蒸馏前都要干燥操作。

生成的水为18%，生成的环己烯为82%，因此，生成的环

己烯可由生成的H

2

O以共沸物的形式完全蒸出反应体系，使环

己醇完全转化。

（注意干燥剂:无水氯化钙

干燥原理:干燥水较适合，因它还可除去少量环己醇

干燥剂的选择:基本原则是干燥剂不能与被干燥的物质起化学反应，干燥剂也不能溶解在被干燥的物

质里；当干燥未知物质的溶液时，一定要使用化学惰性的干燥剂，譬如硫酸镁或硫酸钠；干燥效能的高低

取决于干燥剂吸水后结晶水水合物的蒸汽压的大小，蒸汽压越小干燥效能越高；

操作方法:在实际操作中，应当将被干燥的液体中的水分尽可能分离干净，不应有任何可见的水层。

将该液体置于锥形瓶中，用药勺取适量的干燥剂放入液体中，加塞振摇片刻。如发现干燥剂附着瓶壁互相

粘结，表明干燥剂不够，应予添加。一般每10毫升液体约需0.5~1克干燥剂。经干燥后，液体由浑浊变澄

清，表明液体中的水分已基本除去）。

5.产物环己烯分离的控制——蒸馏

干燥后的环己烯粗产物中有环己醇，环己烯bp83.3℃，环己醇bp161℃，沸点差大，又有机物蒸馏

时易产生碳化、聚合`等反应。所以选择水浴加热、蒸馏方法分离粗产物，收集82℃—85℃馏分。

(蒸馏所用仪器都应充分干燥。接收产品的锥形瓶应事先称重)

6.操作注意事项（操作要点）

1）环己醇粘度大，转移时不要损失。

2）H

3

PO

4

有氧化性，混合均匀后在加热，小火加热。

3）反应时，先小火加热，反应一段时间后，再从分馏柱顶分出环己烯—水共沸物。

4）由于环已烯与水形成共沸物（沸点70.8℃，含水10%）；环已醇与环已烯形成共沸物（沸点64.9℃，

含环已醇30.5%）；环已醇与水形成共沸物（沸点97.8℃，含水80%）。因此，在加热时温度不可过高，蒸

馏速度不宜太快，以减少未作用的环已醇蒸出。控制分馏柱顶温度<90℃（考虑温度计、操作误差，控制

<90℃）。

5）反应终点的判断可参考下面几个参数：a)反应进行60分钟左右；b)反应瓶中出现白雾；

6)分液时，水层应尽可能分离完全，否则将增加无水氯化钙的用量，使产物更多地被干燥剂吸附而招

致损失，这里用无水氯化钙干燥较适合，因它还可除去少量环己醇。

7)在蒸馏已干燥的产物时，蒸馏所用仪器都应充分干燥。

八、思考下雪天开车 题

1．如果你的实验产率太低，试分析主要在哪些操作步骤中造成损失？

答：(1)环己醇的粘度较大，尤其室温低时，量筒内的环己醇很难倒净而影响产率。(2)磷酸和环己醇

混合不均，加热时产生碳化。(3)反应温度过高、馏出速度过快，使未反应的环己醇因与水形成共沸混合

物或产物环己烯与水形成共沸混合物而影响产率。(4)干燥剂用量过多或干燥时间过短，致使最后蒸馏是

前馏份增多而影响产率。

2、本实验提高产率的措施是什么？

答：本实验主反应为可逆反应，提高反应采取的措施是：边反应边蒸出反应生成的环己烯和水

形成的二元共沸物，并控制柱顶温度不超过85℃。

3．用85%磷酸催化工业环已醇脱水合成环已烯的实验中，将磷酸加入环已醇中，立即变成红色，试分

析原因何在？如何判断你分析的原因是正确的？

答：该实验只涉及两种试剂：环已醇和85%磷酸。磷酸有一定的的氧化性，混合不均，磷酸局部浓度

过高，高温时可能使环已醇氧化，但低温时不能使环已醇变红。那么，最大的可能就是工业环已醇中混有

杂质。工业环已醇是由苯酚加氢得到的，如果加氢不完全或精制不彻底，会有少量苯酚存在，而苯酚却及

易被氧化成带红色的物质。因此，本实验现象可能就是少量苯酚被氧化的结果。将环已醇先后用碱洗、水

洗涤后，蒸馏得到的环已醇，再加磷酸，若不变色则可证明上述判断是正确的。

4．用磷酸做脱水剂比用浓硫酸做脱水剂有什么优点？

答：(1)磷酸的氧化性小于浓硫酸，不易使反应物碳化；(2)无刺激性气体SO2放出。

5．在粗产品环已烯中加入饱和食盐水的目的是什么？.在纯化环己烯时，用等体积的饱和食盐水洗涤，

而不用水洗涤，目的何在？

答：加饱和食盐水的目的是尽可能的除去粗产品中的水分，有利于分层；减少水中溶解的有机物;在

纯化有机物时，常用饱和食盐水洗涤，而不用水直接洗涤是利用其盐析效应，可降低有机物在水中的溶解

度，并能加快水、油的分层。

6．用简单的化学方法来证明最后得到的产品是环已烯？

答：1）取少量产品，向其中滴加溴的四氯化碳溶液，若溴的红棕色消失，说明产品是环已烯。2）取

少量产品，向其中滴加冷的稀高锰酸钾碱性溶液，若高锰酸钾的紫色消失，说明产品是环已烯。

7、实验中，为什么要控描写山水的成语 制柱顶温度不超过85℃？

答：由于环己烯和水形成的二元共沸物（含水10%）沸点是70.8℃，而原料环己醇也能和水形

成二元共沸物（沸点97.8℃，含水80%）。为了使产物以共沸物的形式蒸出反应体系，而又不夹带原料环

己醇，本实验采用分馏装置，并控制柱顶温度不超过85℃。

8、蒸馏时，加入沸石的目的是什么？

答：沸石就是未上釉的瓷片敲碎而成青春的名言名句 的小粒。它上面有很多毛细孔，当液体加热时，能产生细小的气

泡，成为沸腾中心。这样可以防止液体加热时产生过热现象，防止暴沸，使沸腾保持平稳。一般加热回流、

蒸馏、分馏、水蒸汽发生器产生水蒸汽都需要加沸石。但减压民族复兴作文 蒸馏、水蒸气蒸馏、电动搅拌反应不需要加

沸石。在一次持续蒸馏时，沸石一直有效；一旦中途停止沸腾或蒸馏，原有沸石即失效，再次加热蒸馏时，

应补加新沸石。如果事先忘了加沸石，决不能在液体加热到沸腾时补加。因为这样会引起剧烈暴沸，使液

体冲出瓶外，还容易发生着火事故。故应该在冷却一段时间后再补加。

9、使用分液漏斗有哪些注意事项？

答：使用分液漏斗洗涤和萃取时，有以下注意事项：

（1）分液漏斗在长期放置时，为防止盖子的旋塞粘接在一起，一般都衬有一层纸。使用前，要先去

掉衬纸，检查盖子和旋塞是否漏水。如果漏水，应涂凡士林后，再检验，直到不漏才能用。涂凡士林时，

应在旋塞上涂薄薄一层，插上旋转几周；但孔的周围不能涂，以免堵塞孔洞。

（2）萃取时要充分振摇，注意正确的操作姿势和方法。

（3）振摇时，往往会有气体产生，要及时放气。

（4）分液时，下层液体应从旋塞放出，上层液体应从上口倒出。

（5）分液时，先把顶上的盖子打开，或旋转盖子，使盖子上的凹缝或小孔对准漏斗上口颈部的小孔，

以便与大气相通。

（6）在萃取和分液时，上下两层液体都应该保留到实验完毕，以防止操作失误时，能够补救。

（7）分液漏斗用毕，要洗净，将盖子和旋塞分别用纸条衬好。

10、用无水氯化钙干燥有哪些注意事项？

答：（1）一般要在干燥的小锥形瓶中进行干燥。（2）一般用块状的无水氯化钙进行干燥，便于后面

的分离。（3）用无水氯化钙干燥的时间一般要在半个小时以上，并不时摇动。但实际实验中，由于时间关

系，只能干燥5~10分钟。因此，水是没有除净的，在最后蒸馏时，会有较多的前馏分（环己烯和水的共

沸物）蒸出。

11、查药品物理常数的途径有哪些？

答：在进行或设计一个有机合成实验之前，必须首先弄清楚反应物料和生成物的物理常数，这样在反

应、分离纯化时，才能设计出合理的工艺路线，操作时才能做到心中有数。通常查找物理常数有四个途径：

（1）在教材书中，每一章的物理性质都列出了一些常见化合物的物理常数。另外，在多数实验教材

书的附表中，也列有一些常见溶剂和物料物理常数。

（2）在图书馆中，查阅相关的手册。主要查阅有机化合物手册、有机合成手册、化学手册、物理化

学手册等。

（3）在网上查找，有些网站和化学品电子手册专门提供物理常数。

（4）在实验室的试剂瓶上，一般都列有主要物理性质的常数。