Question

1．乙酸乙酯是重要的有機(jī)合成中間體，廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)．實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙酯的化學(xué)方程式如下：CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOC₂H₅+H₂O
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（C{H}_{3}COO{C}_{2}{H}_{5}）}{c（C{H}_{3}COOH）c（{C}_{2}{H}_{5}OH）}$．
（2）為證明濃硫酸在該反應(yīng)中起到了催化劑和吸水劑的作用，某同學(xué)利用如圖所示裝置進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始先用酒精燈微熱3min，再加熱使之微微沸騰3min．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后充分振蕩試管Ⅱ再測(cè)有機(jī)層的厚度，實(shí)驗(yàn)記錄如表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	試管Ⅰ中試劑	試管Ⅱ中試劑	測(cè)得有機(jī)層的厚度/cm
A	3mL乙醇、2mL乙酸、1mL 18mol•L-1濃H2SO4	飽和Na2CO3溶液	5.0
B	3mL乙醇、2mL乙酸		0.1
C	3mL乙醇、2mL乙酸、6mL 3mol•L-1 H2SO4		1.2
D	3mL乙醇、2mL乙酸、鹽酸		1.2

①實(shí)驗(yàn)D的目的是與實(shí)驗(yàn)C相對(duì)照，證明H⁺對(duì)酯化反應(yīng)具有催化作用．實(shí)驗(yàn)D中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是6mL和6mol•L^-1．
②分析實(shí)驗(yàn)A（填實(shí)驗(yàn)編號(hào)）的數(shù)據(jù)，可以推測(cè)出濃H₂SO₄的吸水性，提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率．濃H₂SO₄的吸水性能夠提高乙酸乙酯產(chǎn)率的原因是濃硫酸吸收酯化反應(yīng)生成的水，降低了生成物濃度，使平衡向生成乙酸乙酯方向移動(dòng)．
③加熱有利于提高乙酯乙酯的產(chǎn)率，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高乙酸乙酯的產(chǎn)率反而降低，可能的原因是乙酸、乙醇都易揮發(fā)，溫度過(guò)高可能使乙酸、乙醇大量揮發(fā)使產(chǎn)率降低，溫度過(guò)高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義判斷，為反應(yīng)物與生成物的濃度冪之積的比值，注意水為純液體；
（2）①對(duì)比試驗(yàn)關(guān)鍵是要采用控制變量，即控制一個(gè)變量，其它條件不變，所以可以從控制變量的角度來(lái)分析解答；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)A和實(shí)驗(yàn)B的數(shù)據(jù)進(jìn)行解答；水在酯化反應(yīng)中為生成物，從生成物對(duì)化學(xué)平衡的影響角度分析；
③乙酸和乙醇容易揮發(fā)，且溫度過(guò)高容易發(fā)生副反應(yīng)．

解答 解：（1）水為純液體，則CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOC₂H₅+H₂O的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（C{H}_{3}COO{C}_{2}{H}_{5}）}{c（C{H}_{3}COOH）c（{C}_{2}{H}_{5}OH）}$，
故答案為：$\frac{c（C{H}_{3}COO{C}_{2}{H}_{5}）}{c（C{H}_{3}COOH）c（{C}_{2}{H}_{5}OH）}$；
（2）①本題是研究實(shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C相對(duì)照，證明H⁺對(duì)酯化反應(yīng)具有催化作用的條件，題中采用了一個(gè)變量，實(shí)驗(yàn)C3mol•L^-1 H₂SO₄，實(shí)驗(yàn)D鹽酸，所以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C中H⁺的濃度一樣，實(shí)驗(yàn)C3mL乙醇、2mL乙酸、3mol•L^-1 H₂SO₄，實(shí)驗(yàn)D3mL乙醇、2mL乙酸、鹽酸，要保證溶液體積一致，才能保證乙醇、乙酸的濃度不變，鹽酸體積為6mL，實(shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C中H⁺的濃度一樣，所以鹽酸的濃度為6mol•L^-1，
故答案為：6，6；
②對(duì)照實(shí)驗(yàn)A和B可知：試管Ⅰ中試劑實(shí)驗(yàn)A比實(shí)驗(yàn)B多1mL18mol•L^-1 濃硫酸，但是試管Ⅱ中試劑中測(cè)得有機(jī)層乙酸乙酯的厚度，實(shí)驗(yàn)A為5.0cm，而實(shí)驗(yàn)B只有0.1cm，說(shuō)明濃硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率；酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，濃硫酸吸收酯化反應(yīng)生成的水，降低了生成物濃度，使平衡向生成乙酸乙酯方向移動(dòng)，
故答案為：A；濃硫酸吸收酯化反應(yīng)生成的水，降低了生成物濃度，使平衡向生成乙酸乙酯方向移動(dòng)；
③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)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高，乙酸乙酯的產(chǎn)率反而降低，是由于乙酸、乙醇都易揮發(fā)，使產(chǎn)率降低，或因溫度過(guò)高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低，如乙醇在140℃，在濃硫酸催化下脫水生成乙醚，
故答案為：乙酸、乙醇都易揮發(fā)，溫度過(guò)高可能使乙酸、乙醇大量揮發(fā)使產(chǎn)率降低，溫度過(guò)高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了乙酸乙酯的制備方法，為高頻考點(diǎn)，題目還涉及溫度對(duì)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響等知識(shí)，題目難度中等，注意把握乙酸乙酯的制備原理和實(shí)驗(yàn)方法，明確影響反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的因素．