Question

酯是重要的有機(jī)合成中間體，廣泛應(yīng)用于溶劑、增塑劑、香料、粘合劑及印刷、紡織等工業(yè)。乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)制法常采用如下反應(yīng)：

CH₃COOH＋C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅＋H₂O

請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問題：

(1)欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有         、         等。

(2)若用上圖所示裝置來制備少量的乙酸乙酯，產(chǎn)率往往偏低，其原因可能為           、

         等。

(3)此反應(yīng)以濃硫酸為催化劑，可能會(huì)造成          、         等問題。

(4)目前對(duì)該反應(yīng)的催化劑進(jìn)行了新的探索，初步表明質(zhì)子酸離子液體可用作此反應(yīng)的催化劑，且能重復(fù)使用。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示(乙酸和乙醇以等物質(zhì)的量混合)

同一反應(yīng)時(shí)間	同一反應(yīng)溫度
反應(yīng)溫度/℃	轉(zhuǎn)化率(%)	選擇性(%)*	反應(yīng)時(shí)間/h	轉(zhuǎn)化率(%)	選擇性(%)*
40	77.8	100	2	80.2	100
60	92.3	100	3	87.8	100
80	92.6	100	4	92.3	100
120	94.5	98.7	6	93.0	100
*選擇性100%表示反應(yīng)生成的產(chǎn)物是乙酸乙酯和水

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列             (填字母)為該反應(yīng)的最佳條件。

A.120℃，4h     B.80℃，2h    C.60℃，4h   D.40℃，3h

② 當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到120℃時(shí)，反應(yīng)選擇性降低的原因可能為    _____。

Answer 1

【答案】

(1)增大乙醇的濃度     移去生成物

(2)原料來不及反應(yīng)就被蒸出   溫度過高，發(fā)生了副反應(yīng)  冷凝效果不好，部分產(chǎn)物揮發(fā)了(任填兩種)

(3)產(chǎn)生大量的酸性廢液(或造成環(huán)境污染)   部分原料炭化   催化劑重復(fù)使用困難    催化效果不理想(任填兩種)

(4)①C    ②乙醇脫水生成了乙醚

【解析】本題為實(shí)驗(yàn)探究題，主要考查考生對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素及影響化學(xué)平衡因素的掌握程度。(1)由于酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故可采用增大乙醇的濃度或降低乙酸乙酯的濃度(如移去)，或移去H₂O等措施。(2)乙酸乙酯產(chǎn)率低可從試劑和裝置兩個(gè)方面來考慮，試劑方面可能是反應(yīng)物來不及反應(yīng)就被蒸出或反應(yīng)溫度過高發(fā)生了副反應(yīng)；從裝置來看則可能是冷凝效果不好，部分產(chǎn)品揮發(fā)了等。(3)由于濃H₂SO₄具有強(qiáng)氧化性和脫水性，故可造成一方面產(chǎn)生酸性廢氣，同時(shí)使部分原料炭化，甚至?xí)�產(chǎn)生SO₂等大氣污染物，當(dāng)然催化劑的重復(fù)使用也較困難，催化效率也不高等都是需要解決的問題。(4)由表中數(shù)據(jù)可以看出，溫度升高轉(zhuǎn)化率越高，但在120 ℃有副反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化率越高；但溫度高能耗高，時(shí)間長(zhǎng)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量低，綜合考慮本題答案為C。