Question

在實驗室，可以用如圖所示的裝置制取乙酸乙酯．請回答下列問題：
（1）左側(cè)試管中需加濃硫酸做

 

和吸水劑，右側(cè)試管中盛放的試劑是

 

，右側(cè)導(dǎo)氣管的下端不能插入液面以下，其目的是

 

．
（2）寫出實驗室用乙醇和乙酸制取乙酸乙酯的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．
（3）該反應(yīng)是典型的可逆反應(yīng)，若不把生成的乙酸乙酯及時蒸餾 出來，反應(yīng)一段時間后，就會達到化學(xué)平衡狀態(tài)．下列能說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的有（填序號）

 

．
①單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol水；
②單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol乙酸；
③單位時間里，消耗1mol乙醇，同時消耗1mol乙酸；
④混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化．
（4）若現(xiàn)有乙酸 90g、乙醇138g發(fā)生酯化反應(yīng)得到66g乙酸乙酯，試計算該反應(yīng)的產(chǎn)率為

 

．（產(chǎn)率指的是某種生成物的實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值）

Answer 1

考點：乙酸乙酯的制取

專題：有機物的化學(xué)性質(zhì)及推斷

分析：（1）乙酸與乙醇在濃硫酸催化作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動；飽和碳酸鈉溶液與乙酸反應(yīng)除去乙酸、同時降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層；導(dǎo)管伸入液面下可能發(fā)生倒吸；
（2）乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱反應(yīng)生成乙酸乙酯，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變，以此判斷平衡狀態(tài)；
（4）先判斷過量情況，根據(jù)反應(yīng)方程式及不足量計算出生成乙酸乙酯的質(zhì)量，然后計算出乙酸乙酯的產(chǎn)率．

解答： 解：（1）乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)，需濃硫酸作催化劑，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動，濃硫酸的作用為催化劑，吸水劑；
制備乙酸乙酯時常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，目的是除去乙醇和乙酸，便于聞乙酸乙酯的香味，降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層；
右側(cè)導(dǎo)氣管的下端伸入液面下會發(fā)生倒吸現(xiàn)象，所以不能伸入液面以下；
故答案為：催化劑；飽和碳酸鈉溶液；防止倒吸； 
（2）酯化反應(yīng)的本質(zhì)為酸脫羥基，醇脫氫，乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯和水，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)為：CH₃COO H+CH₃CH₂OH

濃硫酸

△

CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，
故答案為：CH₃COO H+CH₃CH₂OH

濃硫酸

△

CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；      
（3）①單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol水，都表示正反應(yīng)速率，不能說明到達平衡狀態(tài)，故①錯誤；
②單位時間里，生成1mol乙酸乙酯表示正反應(yīng)速率，生成1mol乙酸表示逆反應(yīng)速率，等于化學(xué)計量數(shù)之比，說明到達平衡，故②正確；
③單位時間里，消耗1mol乙醇，同時消耗1mol乙酸，都表示正反應(yīng)速率，不能說明到達平衡狀態(tài)，故③錯誤；
④混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)已經(jīng)到達平衡狀態(tài)，故④正確；
故答案為：②④；
（4）90g乙酸的物質(zhì)的量為：

90g

60g/mol

=1.5mol，
138g乙醇的物質(zhì)的量為：

138g

46g/mol

=3mol，
1.5mol乙酸完全反應(yīng)消耗1.5mol乙醇，顯然乙醇過量，理論上生成的乙酸乙酯的物質(zhì)的量需要按照乙酸的量進行計算，
根據(jù)反應(yīng)CH₃COOH+CH₃CH₂OH

濃硫酸

△

CH₃COOCH₂CH₃+H₂O可知，理論上生成乙酸乙酯的物質(zhì)的量為1.5mol，而實際上生成了66g，
則乙酸乙酯的產(chǎn)率為：

66g

88g/mol×1.5mol

×100%=50%，
故答案為：50%．

點評：本題考查了乙酸乙酯的制備、有關(guān)化學(xué)方程式的計算，題目難度中等，注意掌握乙酸乙酯的制備原理和實驗方法，明確實驗基本操作方法及轉(zhuǎn)化率的計算方法．