Question

8．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)．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)利用日圖所示裝置進(jìn)行了以下四個實驗，實驗開始先用酒精燈微熱3min，再加熱使之微微沸騰3min．實驗結(jié)束后充分振蕩試管2，再測試管2中有機(jī)層的厚度，實驗記錄如下：

實驗 編號	試管1中的試劑	試管2中試劑	測得有機(jī)層的厚度/cm
A	3mL乙醇、2mL乙酸、1mL 18mol/L濃硫酸	飽和Na2CO3碳酸鈉溶液	5.0
B	3mL乙醇、2mL乙酸		0.1
C	3mL乙醇、2mL乙酸、6mL 3mol/L硫酸		1.2
D	3mL乙醇、2mL乙酸、鹽酸		1.2

（1）寫出實驗A中試管1反應(yīng)的化學(xué)方程式CH₃COOH+C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅+H₂O．
（2）實驗D的目的是與實驗C相比照，證明H⁺對酯化反應(yīng)具有催化作用．實驗D中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是6mL和6mol/L．
（3）分析實驗A（填實驗編號）的數(shù)據(jù)，可以推測出濃硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率．濃硫酸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．
（4）加熱有利于提高乙酸乙酯的產(chǎn)率，但實驗發(fā)現(xiàn)溫度過高乙酸乙酯的產(chǎn)率反而降低，可能的原因是乙酸、乙醇都易揮發(fā)，溫度過高可能使乙酸、乙醇大量揮發(fā)使產(chǎn)率降低，溫度過高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)酯化反應(yīng)原理可知，羧酸脫去羥基醇脫氫；
（2）對比試驗關(guān)鍵是要采用控制變量，即控制一個變量，其它條件不變，所以可以從控制變量的角度來分析解答；
（3）根據(jù)實驗A和實驗B的數(shù)據(jù)進(jìn)行解答；水在酯化反應(yīng)中為生成物，從生成物對化學(xué)平衡的影響角度分析
（4）乙酸和乙醇容易揮發(fā)，且溫度過高容易發(fā)生副反應(yīng)．

解答 解：（1）由于酯化反應(yīng)中，羧酸脫去的是羥基，醇脫去氫原子，生成乙酸乙酯和水，其反應(yīng)方程式為CH₃COOH+C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅+H₂O；
故答案為：CH₃COOH+C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅+H₂O；
（2）本題是研究實驗D與實驗C相對照，證明H⁺對酯化反應(yīng)具有催化作用的條件，題中采用了一個變量，實驗C3mol•L^-1 H₂SO₄，實驗D鹽酸，所以達(dá)到實驗?zāi)康�，實驗D與實驗C中H⁺的濃度一樣，實驗C3mL乙醇、2mL乙酸、3mol•L^-1 H₂SO₄，實驗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，實驗D與實驗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；
（3）對照實驗A和B可知：試管Ⅰ中試劑實驗A比實驗B多1mL18mol•L^-1 濃硫酸，但是試管Ⅱ中試劑中測得有機(jī)層乙酸乙酯的厚度，實驗A為5.0cm，而實驗B只有0.1cm，說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，
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；
（4）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)，實驗發(fā)現(xiàn)溫度過高，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)，溫度過高可能使乙酸、乙醇大量揮發(fā)使產(chǎn)率降低，溫度過高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低．

點評 本題考查了乙酸乙酯的制備方法、溫度對反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響等知識，題目難度中等，注意把握乙酸乙酯的制備原理和實驗方法，明確影響反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的因素．