實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙酯的反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)裝置如下:
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
投料 1 : 1 產(chǎn)率 65%
1 : 10 97%
(在120 ℃下測(cè)定)
已知:相關(guān)物理性質(zhì)(常溫常壓)
| 密度g/mL | 熔點(diǎn)/℃ | 沸點(diǎn)/℃ | 水溶性 |
乙醇 | 0.79 | -114 | 78 | 溶 |
乙酸 | 1.049 | 16.2 | ~117 | 溶 |
乙酸乙酯 | 0.902 | ?84 | ~76.5 | 不溶 |
合成反應(yīng):
在三頸瓶中加入乙醇5 mL,硫酸5 mL,2小片碎瓷片。漏斗加入乙酸14.3 mL ,乙醇20 mL。冷凝管中通入冷卻水后,開(kāi)始緩慢加熱,控制滴加速度等于蒸餾速度,反應(yīng)溫度不超過(guò)120 ℃。
分離提純:
將反應(yīng)粗產(chǎn)物倒入分液漏斗中,依次用少量飽和的Na2CO3溶液、飽和NaCl溶液、飽和CaCl2溶液洗滌,分離后加入無(wú)水碳酸鉀,靜置一段時(shí)間后棄去碳酸鉀。最終通過(guò)蒸餾得到純凈的乙酸乙酯。
回答下列問(wèn)題:
(1)酯化反應(yīng)的機(jī)制
用乙醇羥基氧示蹤
用醋酸羥基氧示蹤
含氧18水占到總水量的一半,酯也一樣。這個(gè)實(shí)驗(yàn)推翻了酯化反應(yīng)為簡(jiǎn)單的取代反應(yīng)。請(qǐng)你設(shè)想酯化反應(yīng)的機(jī)制 。
(2)酯化反應(yīng)是一個(gè)可逆的反應(yīng),120 ℃時(shí),平衡常數(shù)K= 。
為了使正反應(yīng)有利,通常采用的手段是:
①使原料之一過(guò)量。誰(shuí)過(guò)量 ?
無(wú)水乙醇3600元/噸,冰醋酸2900元/噸。每摩乙醇 元,每摩冰醋酸 元。
②不斷移走產(chǎn)物[例如除水,乙酸乙酯、乙醇、水可形成三元恒沸物(沸點(diǎn):70.2 ℃),乙酸不能形成三元恒沸物]。綜上所述選擇 過(guò)量。
(3)加入碎瓷片的作用是________;如果加熱一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片,應(yīng)該采取的正確操作是________(填正確答案標(biāo)號(hào))。
A.立即補(bǔ)加 B.冷卻后補(bǔ)加 C.不需補(bǔ)加 D.重新配料
(4)濃硫酸與乙醇如何混合? 。
(5)控制滴加乙酸和乙醇混和液的速度等于蒸餾速度目的是? 。
(6)蒸出的粗乙酸乙酯中主要有哪些雜質(zhì)? 。
飽和的Na2CO3溶液洗滌除去乙酸。如何判斷是否除凈? 。
用飽和NaCl溶液洗滌除去殘留的Na2CO3溶液,為什么不用水? 。
用飽和CaCl2溶液直接洗滌起什么作用: 。
(1)先加成反應(yīng)生成后消去失水,失水有兩種可能分別生成
和
(2分)
(2)(2分) ① 0.1656 (1分) 0.174 (1分)
②乙醇 (1分)
(3)防暴沸 (1分) B (1分)
(4)先加入乙醇后加入硫酸,邊振蕩加滴加。(1分)
(5)保證乙醇量是乙酸量10倍以上,提高乙酸的轉(zhuǎn)化率。(1分)
(6)乙醚、乙酸、乙醇和水(1分) pH試紙檢驗(yàn)不顯酸性(1分)
減少乙酸乙酯溶解(1分) 除去少量的乙醇(1分)
【解析】
試題分析:(1)用醋酸羥基氧示蹤
將C—O單鍵變C=O的是消去反應(yīng)。而含氧18水占到總水量的一半,酯也一樣。說(shuō)明是同一個(gè)碳原子上存在—OH和—18OH兩個(gè)羥基。酯化反應(yīng)的機(jī)制為先加成反應(yīng)生成后消去失水,失水有兩種可能分別生成
和
。
(2)酯化反應(yīng)是一個(gè)可逆的反應(yīng),120 ℃時(shí),平衡常數(shù)。
①因無(wú)水乙醇3600元/噸,每摩乙醇 =0.1656元;
冰醋酸2900元/噸。每摩冰醋酸=0.174元。
使原料之一過(guò)量,應(yīng)為價(jià)格低廉的乙醇。
(3)加入碎瓷片的作用是防暴沸;如果加熱一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片,反應(yīng)液的溫度過(guò)高,應(yīng)該采取的正確操作是冷卻后補(bǔ)加。
(4)濃硫酸與乙醇混合屬于濃硫酸的稀釋,先加入乙醇后加入硫酸,邊振蕩加滴加。
(5)控制滴加乙酸和乙醇混和液的速度等于蒸餾速度目的是保證乙醇量是乙酸量10倍以上,提高乙酸的轉(zhuǎn)化率。
(6)根據(jù)乙酸、乙醇之間和乙醇本身的反應(yīng),蒸出的粗乙酸乙酯中主要含有乙醚、乙酸、乙醇和水。
飽和的Na2CO3溶液洗滌除去乙酸。pH試紙檢驗(yàn)不顯酸性判斷已經(jīng)除凈乙酸。用飽和NaCl溶液洗滌除去殘留的Na2CO3溶液,是微粒減少乙酸乙酯溶解。用飽和CaCl2溶液直接洗滌可以除去少量的乙醇。
考點(diǎn):化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)?疾榉磻(yīng)物的混合方法及其計(jì)量與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系;產(chǎn)品雜質(zhì)的確定與提純方法。
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已知溫度T時(shí)水的離子積常數(shù)為。該溫度下,將濃度為amol/L的一元酸HA與b mol/L的一元堿BOH等體積混合,可判定該溶液呈中性的依據(jù)是
A.a(chǎn)=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,
D.混合溶液中,
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能在無(wú)色溶液中大量共存的一組離子是
A.Cu2+、SO42—、OH—、K+ B.Fe3+、Cl—、NO3—、H+
C.K+、CO32—、Cl— 、H+ D.H+、Na+、Cl—、SO42—
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短周期元素X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,Y為IA族元素,X與Z同主族,3種元素原子的最外層電子數(shù)之和為13,下列判斷正確的是
A.Y元素位于第2周期 B.Y、Z均能與X形成不只一種化合物
C.X是ⅤA族元素 D.氫化物的穩(wěn)定性:HnZ > HnX
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化合物F是一種重要的有機(jī)合成中間體,它的合成路線如下:
(1)化合物F中含氧官能團(tuán)的名稱是 和 ,由B生成C的化學(xué)反應(yīng)類型是 。
(2)寫(xiě)出化合物C與乙酸反應(yīng)生成酯的化學(xué)方程式:
(3)寫(xiě)出化合物B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。
(4)某化合物是D的同分異構(gòu)體,且分子中只有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。寫(xiě)出該
化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 (任寫(xiě)一種)。
(5)請(qǐng)根據(jù)已有知識(shí)并結(jié)合相關(guān)信息,寫(xiě)出以苯酚()和CH2=CH2為原料制備
有機(jī)物 的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑任用)。
合成路線流程圖示例如下:
H2C== CH2 CH3CH2Br
CH3CH2OH
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符合下列條件的有機(jī)物同分異構(gòu)體共有(不考慮立體異構(gòu)) ( )
①分子式為C6H14O ②在銅或銀催化劑的條件下可以被空氣中的氧氣氧化為醛
A.6種 B.7種 C.8種 D.9種
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五種物質(zhì)中:
(1)能與NaOH溶液反應(yīng)的有________(填寫(xiě)序號(hào),下同);
(2)能發(fā)生銀境反應(yīng)的有________;
(3)既能發(fā)生酯化反應(yīng),又能發(fā)生消去反應(yīng)的有___________;
(4)能和NaHCO3反應(yīng)的有______________.
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某有機(jī)物在氧氣中充分燃燒,生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1:2,則下列說(shuō)法中正確的是
A.分子中C、H、O原子個(gè)數(shù)之比為1:2:3 B.分子中C、H個(gè)數(shù)之比為1:2
C.分子中可能含有氧原子 D.此有機(jī)物的分子式一定為CH4
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現(xiàn)有一瓶標(biāo)簽上注明為葡萄糖酸鹽(鈉、鎂、鈣、鐵)的復(fù)合制劑,某同學(xué)為了確認(rèn)其成分,取部分制劑作為試液,設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn):(已知:控制溶液pH=4時(shí),F(xiàn)e(OH)3沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀)該同學(xué)得出的結(jié)論正確的是
A.根據(jù)現(xiàn)象1可推出該試液中含有Na+
B.根據(jù)現(xiàn)象2可推出該試液中并不含有葡萄糖酸根
C.根據(jù)現(xiàn)象3和4可推出該試液中含有Ca2+,但沒(méi)有Mg2+
D.根據(jù)現(xiàn)象5可推出該試液中一定含有Fe2+
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