高一化學(xué)校本課程課題：《探索生活中的化學(xué)世界》（十一）為什么北京奧運(yùn)火炬燃料用丙烷

當(dāng)火炬的燃料溫度至20℃時，燃料罐內(nèi)的丙烷燃料會產(chǎn)生10個左右大氣壓的壓力，而結(jié)實(shí)的“祥云”的燃料罐可以承受150個大氣壓。因此，完全不必?fù)?dān)心火炬燃料因壓力過大產(chǎn)生外泄。當(dāng)外界溫度低至-20℃時，丙烷燃料產(chǎn)生的大氣壓僅為2個，在如此低的大氣壓下，如何保證火炬的能源供給源源不斷呢？穩(wěn)壓閥和回?zé)峁軐⒔鉀Q這一問題。

以往的奧運(yùn)會火炬采用的是混合燃料，需要配備保溫車以保持燃料的溫度和產(chǎn)生的壓力，北京2008奧運(yùn)會火炬使用回?zé)峁埽瑢⒒鹁嫒紵a(chǎn)生的熱量用以加熱燃料。這樣，燃料罐不用借助外部加熱裝置的幫忙，就能使燃料產(chǎn)生足夠的壓力，支持火炬熊熊燃燒。

燃料為丙烷，符合環(huán)保要求，這是一種價格低廉的常用燃料。近幾屆奧運(yùn)會都用丙烷等混合氣體做燃料。2008年北京奧運(yùn)會火炬也使用燃料為丙烷，丙烷燃燒生成CO2和H2O也就是水和二氧化碳C3H8+5O2=點(diǎn)燃=3CO2+4H20

北京奧運(yùn)會火炬選擇了丙烷。丙烷燃燒后主要產(chǎn)生水蒸氣和二氧化碳，不會對環(huán)境造成污染。更重要的是，丙烷可以適應(yīng)比較寬的溫度范圍，在零下40攝氏度時仍能產(chǎn)生1個以上飽和蒸氣壓，高于外界大氣壓，形成燃燒；而且，丙烷產(chǎn)生的火焰呈亮黃色，火炬手跑動時，動態(tài)飄動的火焰在不同背景下都比較醒目。

認(rèn)識奧運(yùn)會火炬很徹底嘛，連其燃料也積極去了解。好吧，如果你不嫌我羅嗦就順路看看丙烷的化學(xué)性質(zhì)吧。

中文名稱：丙烷

英文名稱：propane

CASNo.：74-98-6

分子式：C3H8

分子結(jié)構(gòu)：C原子以sp3雜化軌道成鍵、分子為非極性分子。

分子量：44.10

理化特性

主要成分：純品

外觀與性狀：無色氣體，純品無臭。

熔點(diǎn)(℃)：-187.6

沸點(diǎn)(℃)：-42.1

相對密度(水=1)：0.58(-44.5℃)

相對蒸氣密度(空氣=1)：1.56

飽和蒸氣壓(kPa)：53.32(-55.6℃)

燃燒熱(kJ/mol)：2217.8

臨界溫度(℃)：96.8

臨界壓力(Mpa)：4.25

閃點(diǎn)(℃)：-104

引燃溫度(℃)：450

爆炸上限%(V/V)：9.5

爆炸下限%(V/V)：2.1

溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚。

主要用途：用于有機(jī)合成。可作生產(chǎn)乙烯和丙烯的原料或煉油工業(yè)中的溶劑；丙烷、丁烷和少量乙烷的混合物液化后可用作民用燃料，即液化石油氣。

健康危害：本品有單純性窒息及麻醉作用。人短暫接觸1％丙烷，不引起癥狀；10％以下的濃度，只引起輕度頭暈；接觸高濃度時可出現(xiàn)麻醉狀態(tài)、意識喪失；極高濃度時可致窒息。

燃爆危險：本品易燃。

危險特性：易燃?xì)怏w。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與氧化劑接觸猛烈反應(yīng)。氣體比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會著火回燃。

化學(xué)性質(zhì)：在低溫下容易與水生成固態(tài)水合物，引起天然氣管道的堵塞。丙烷在較高溫度下與過量氯氣作用，生成四氯化碳和四氯乙烯Cl2C=CCl2；在氣相與硝酸作用，生成1-硝基丙烷CH3CH2CH2NO2、2-硝基丙烷(CH3)2CHNO2、硝基乙烷CH3CH2NO2和硝基甲烷CH3NO2的混合物。上丙烷可從油田氣和裂化氣中分離得到。

在空氣中燃燒化學(xué)方程式:C3H8+5O2====3CO2+4H20

丙烷

【理化性質(zhì)】丙烷（propane,C3H8）常溫下為無色、無臭氣體。易燃、易爆?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。分子量40.09，熔點(diǎn)-187.7℃,沸點(diǎn)-42.17℃,蒸氣密度1.52g/L,爆炸極限為2.1%～9.5%,在650℃時分解為乙烯和乙烷.

【職業(yè)接觸】丙烷主要存在于油田氣、天然氣、煉廠氣中。用于制造乙烯、丙烯、含氧化合物和低級硝基烷。在生產(chǎn)或使用過程中均有機(jī)會接觸。

【毒性】丙烷屬微毒類，為單純麻醉劑，對眼和皮膚無刺激，直接接觸可致凍傷。

1.急性毒性當(dāng)丙烷濃度〈3600mg/m3時無明顯作用。1%濃度使狗血液動力學(xué)改變，3.3%時可降低心肌收縮力，致使平均主動脈壓心搏出量減少，肺血管阻力增加。對猴，10%濃度對心肌產(chǎn)生影響，20%時加重，且出現(xiàn)呼吸抑制。大鼠和小鼠吸入混合氣體（丙烷占50.15%,乙烷占19.3%,丙烯占15.1%)50g/m3,均無中毒癥狀;5～65g/m3時條件反射異常;110～126g/m3時,輕度麻醉;達(dá)到400～500g/m3時,表現(xiàn)為麻醉狀態(tài),部分動物出現(xiàn)深度麻醉,但均無死亡。

人在1%濃度下無影響，10%可出現(xiàn)輕度頭暈，但無刺激癥狀。

2.慢性毒性每日暴露于丙烷為主的混合氣8.5～12.16g/m3,2h,連續(xù)6個月,動物除體重略低于對照組外,一般情況尚好,浮游試驗(yàn)時間縮短,神經(jīng)活動早期2個月以抑制為主,后以興奮為主。體溫調(diào)節(jié)有輕度改變，早期低，后趨正常。血紅蛋白輕度減少，脫離接觸后可以恢復(fù)。組織學(xué)僅有輕微變化，表現(xiàn)為肺少量出血，肝腎有不明顯的蛋白變性。

【臨床表現(xiàn)】接觸較高濃度丙烷、丁烷混合氣，可出現(xiàn)頭暈、頭痛、興奮或嗜睡、惡心、嘔吐、流涎，血壓較低、脈搏慢、神經(jīng)生理反射減弱，但不出現(xiàn)病理反射。嚴(yán)重者可出現(xiàn)麻醉狀態(tài)，甚至意識障礙。

長期接觸低濃度的100～300g/m3毒品與化學(xué)(下)

四、冰毒、搖頭丸

1．麻黃、麻黃素、冰毒、搖頭丸

麻黃是我國特產(chǎn)而著名于世的中藥，4000余年前已用作發(fā)汗和興奮止咳藥。1887年日本人長井長義氏首先從我國產(chǎn)麻黃中純制出其主要有效成分稱麻黃堿或麻黃素。我國陳克恢氏研究了它的藥理作用和療效，用于哮喘的治療。

人們發(fā)現(xiàn)用碘化氫及黃磷處理麻黃素時生成的脫氧麻黃素，即甲基苯丙胺（Methamphetamine）對中樞神經(jīng)的興奮作用遠(yuǎn)大于麻黃素。

1933年美國人ＡｒｅｎｓＧ．Ａ又發(fā)現(xiàn)，當(dāng)脫氧麻黃素再失去Ｎ-甲基后生成的苯基氨基丙烷、亦音譯成安非他明（ａｍｐｈｅｔａｍｉｎｅ）同樣有興奮神經(jīng)作用，還報道了他本人用后的興奮狀態(tài)和欣快陶醉感。于是在1935年于美國和1941年于日本開始把它們作為抗疲勞劑出售，并被日本軍國主義用在高強(qiáng)度作業(yè)的工人、夜戰(zhàn)士兵和“敢死隊(duì)員”的身上。

甲基苯丙胺常用的是右旋體鹽酸鹽，它是一種無色片狀結(jié)晶，熔點(diǎn)170℃～175℃，故俗稱“冰毒”。它易溶于水、乙醇、不溶于乙醚，游離堿有氨臭。

3，4-亞甲二氧基甲基苯丙胺，俗稱搖頭丸，是安非他明的另一種衍生物。早在80多年前已經(jīng)被合成，并認(rèn)為是一種毒性很小的興奮劑而用于通宵舞會或狂歡舞會上。直到最近幾年才報道了大量急性中毒和死亡的病例。

2．毒性

冰毒、安非他明、搖頭丸等均為法定禁止濫用的興奮劑，其中以冰毒對中樞神經(jīng)的興奮作用最強(qiáng)。健康成人攝入1ｍｇ～5ｍｇ冰毒時可以暫時消除睡意，疲勞，并能提高工作效率，然而由于失去對疲勞的自然警告，而陷入過度勞累狀態(tài)，這時會出現(xiàn)食欲減退、血壓升高、氣管擴(kuò)張等癥狀。

用藥量達(dá)20ｍｇ時即出現(xiàn)急性中毒，表現(xiàn)為不眠、不安寧、嘔吐、頭痛、發(fā)汗、眩暈、口渴、腹瀉、心悸亢進(jìn)等癥狀。重癥時呈注意力渙散、虛脫以至昏睡。連續(xù)用藥在產(chǎn)生耐藥性的同時出現(xiàn)慢性中毒癥狀、并把它稱為“苯丙胺中毒性精神病”。初期有多語，對種種刺激過敏、躁、郁循環(huán)性病態(tài)，繼之，在幻聽、幻視的錯亂狀態(tài)下，呈現(xiàn)被殺、被跟蹤、嫉妒等多種妄想癥。進(jìn)而會發(fā)生突然殺人、縱火、強(qiáng)奸等多種犯罪行為。

ＭＤＭＡ這類藥物在促進(jìn)攝入人的情感增盛的同時，誘發(fā)產(chǎn)生5-羥色胺（5-ＨＴ）綜合癥，使末稍神經(jīng)受損。尤其處在情感增盛的人群和高溫、高噪音、易脫水的環(huán)境中更加強(qiáng)了它的毒性，使人搖頭不止、行為失控，最后導(dǎo)致免疫力下降、肝腎功能衰竭，以至死亡。

五、大麻

1．大麻與麻煙

大麻（Ｃａｎｎａｂｉｓｓａｔｉｖａ）俗稱火麻，?？浦参?，是一年生雌雄異株草本。高約3ｍ，葉有對生長柄，我國古代就有種植，但主要用其韌皮纖維制麻布、繩索及紙張，種子榨油制油漆，火麻仁入藥。大麻雌株能分泌出具有致幻作用的樹脂，尤其是印度大麻，由于氣候條件，不僅樹脂含量多，且致幻作用也強(qiáng)。

大麻的雌花株梢稱為麻。花期將花穗連同小葉一起摘下，曬干后作成稱為“麻煙”的嗜好品直接或與煙草混合吸食。我國云貴山區(qū)及新疆沿絲綢之路一帶，過去就有吸麻煙解乏的習(xí)慣。

從麻中得到的油樹脂（8％～20％）干固后的膏狀物常稱大麻（ｈａｓｈｉｓｈ）。但大麻是一種僅次于鴉片的麻醉劑，我國漢末醫(yī)學(xué)家華佗在行腹部手術(shù)時使用的稱為麻沸散的麻醉藥中據(jù)說就含有大麻，此外它還可用于止痛、解痙和松弛肌肉上。然而近年來由于大量被世界各地一些青少年所濫用，而帶來了嚴(yán)重的社會問題，我國刑法明確規(guī)定，大麻是一種非法種植的植物。

大麻的油樹脂中能分離出多種稱為大麻酚類和大麻酚酸的化合物。但其中主要致幻物質(zhì)是四氫大麻酚（ＴＨＣ），以后還證明了大麻酚的四氫衍生物都有興奮神經(jīng)作用。

2．毒性

大麻中毒時主要呈現(xiàn)類似二乙麥角酰胺（Ｌｙｓｅｒｇｉｄｅ；ＬＳＤ）及仙人球毒堿或稱麥斯卡林（Ｍｅｓｃａｌｉｎｅ）樣神經(jīng)異常，即出現(xiàn)妄想、幻覺，“幸福感”、“陶醉感”，在睡意加強(qiáng)的同時，又會喪失時、空感覺，在伴隨幻聽、幻視的出現(xiàn)，還會有心律加速、血壓升高、口渴等癥，如再繼續(xù)吸食，則陷入眩暈、虛脫狀態(tài)。

由于大麻品種和制品的差異，其中ＴＨＣ含量也很不同，一般內(nèi)服ＴＨＣ純品0．12ｍｇ／ｋｇ或吸食0．05ｍｇ／ｋｇ時即可以現(xiàn)幻覺。大麻的致死量有很大個體差異，對大鼠而言，其ＴＨＣ致死中量（ＬＤ50）為175ｍｇ／ｋｇ。春天為什么讓人興奮

據(jù)《生命時報》報道紐約大學(xué)的研究人員說，冬天人體會分泌較高水平的褪黑素，這種激素能控制睡眠周期，讓睡眠時間更長。春天到來時，眼內(nèi)光敏組織感知到白晝時間延長，會向大腦發(fā)送減少褪黑素分泌的信號，這會讓人清醒時間增加，大腦更加活躍。另一方面，體內(nèi)一種調(diào)節(jié)情緒的神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺水平在春季也會升高，這可能是興奮、精力充沛、內(nèi)心狂熱等春季興奮癥狀的根源。

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