Question

8．如圖為實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙醋的裝置．
已知下列數(shù)據(jù)：

物質(zhì)	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	密度/g•cm-3
乙醇	-114	78	0.789
乙酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	-83.6	77.5	0.900
濃H2SO4		338	1.84

（1）寫出試管a中主要發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式CH₃COOH+CH₃CH₂OH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O．
（2）導(dǎo)管要插在試管b中飽和Na₂CO₃溶液的液面以上，原因是：防止倒吸．
（3）試管b中飽和Na₂CO₃的作用：除去揮發(fā)出來的乙酸和乙醇；降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分層．
（4）開始用小火加熱試管a中的混合液，其原因是乙酸、乙醇、乙酸乙酯沸點(diǎn)接近且較低，大火加熱，反應(yīng)物大量蒸發(fā)損失．
（5）生成乙酸乙酷的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全變成生成物，反應(yīng)一段時(shí)間后，就達(dá)到了該反應(yīng)的限度，也即達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)．下列描述能說明乙醇與乙酸的酷化反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的有②④⑤（填序號）．
①單位時(shí)間里，生成1mol乙酸乙酯，同時(shí)生成1mol水
②單位時(shí)間里，生成1mol乙酸乙酯，同時(shí)生成I mol乙酸
③單位時(shí)間里，消耗1mol乙醇，同時(shí)消耗1mol乙酸
④正反應(yīng)的速率與逆反應(yīng)的速率相等
⑤混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化
（6）若120g乙酸和184g乙醇反應(yīng)生成106g乙酸乙酯，則該反應(yīng)的產(chǎn)率為60.2%（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）乙酸和乙醇在濃硫酸作用下發(fā)生酯化反應(yīng)，生成乙酸乙酯和水；
（2）為防止倒吸，導(dǎo)管要插在試管b中飽和Na₂CO₃溶液的液面以上；
（3）飽和碳酸鈉溶液與乙酸反應(yīng)除去乙酸、同時(shí)降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層；
（4）乙酸、乙醇、乙酸乙酯沸點(diǎn)接近且較低，易蒸發(fā)；
（5）乙醇與乙酸的反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，各組分的含量不變、正逆反應(yīng)速率相等，以此來解答；
（6）根據(jù)方程式CH₃COOH+CH₃CH₂OH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O進(jìn)行計(jì)算即可．

解答 解：（1）乙酸和乙醇在濃硫酸作用下發(fā)生酯化反應(yīng)，生成乙酸乙酯和水，反應(yīng)方程式為CH₃COOH+CH₃CH₂OH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O，
故答案為：；
（2）為防止倒吸，導(dǎo)管要插在試管b中飽和Na₂CO₃溶液的液面以上；故答案為：防止倒吸；
（3）制備乙酸乙酯時(shí)常用飽和碳酸鈉溶液，目的是中和揮發(fā)出來的乙酸，使之轉(zhuǎn)化為乙酸鈉溶于水中；溶解揮發(fā)出來的乙醇；降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分層得到酯，
故答案為：除去揮發(fā)出來的乙酸和乙醇；降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分層；
（4）乙酸、乙醇、乙酸乙酯沸點(diǎn)接近且較低，大火加熱，反應(yīng)物大量蒸發(fā)損失，所以用小火加熱試管a中的混合液，故答案為：乙酸、乙醇、乙酸乙酯沸點(diǎn)接近且較低，大火加熱，反應(yīng)物大量蒸發(fā)損失；
（5））①單位時(shí)間里，生成1mol乙酸乙酯，同時(shí)生成1mol水，不能體現(xiàn)正逆反應(yīng)速率，不能判定平衡狀態(tài)，故不選；
②單位時(shí)間里，生成1mol乙酸乙酯，同時(shí)生成1mol乙酸，正逆反應(yīng)速率相等，能判定平衡狀態(tài)，故選；
③單位時(shí)間里，消耗1mol乙醇，同時(shí)消耗1mol乙酸，不能體現(xiàn)正逆反應(yīng)速率，不能判定平衡狀態(tài)，故不選；
④正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，能判定平衡狀態(tài)，故選；
⑤反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化，能判定平衡狀態(tài)，故選；
故答案為：②④⑤．
（6）n（CH₃COOH）=$\frac{120g}{60g/mol}$=2mol n（C₂H₅OH）=$\frac{184g}{46g/mol}$=4mol，所以乙醇過量，應(yīng)以乙酸計(jì)算，2mol乙酸完全酯化可生成乙酸乙酯2mol×88g/mol=176g，故該反應(yīng)的產(chǎn)率為：$\frac{106g}{176g}$×100%=60.2%，故答案為：60.2%．

點(diǎn)評 本題考查了有機(jī)物的區(qū)分和乙酸乙酯的制備，題目難度不大，解答時(shí)須注意酯化反應(yīng)的原理和飽和碳酸鈉溶液的作用．