Question

【題目】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)室利用下圖A裝置制備乙酸乙酯。

(1)若實(shí)驗(yàn)中用乙酸和含18O的乙醇作用，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：______．與教材采用的實(shí)驗(yàn)裝置不同，此裝置中采用了球形干燥管，其作用是______．

(2)為了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)利用上圖所示裝置進(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)束后充分振蕩小試管Ⅱ再測(cè)有機(jī)層的厚度，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	試管I中的試劑	試管II中的試劑	有機(jī)層的厚度/cm
A	2mL乙醇、1mL乙酸 1mL18molL-1濃硫酸	飽和Na2CO3	3.0
B	2mL乙醇、1mL乙酸		0.1
C	2mL乙醇、1mL乙酸 3mL2molL-1H2SO4		0.6
D	2mL乙醇、1mL乙酸、鹽酸		0.6

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______mL和______molL-1。

②分析實(shí)驗(yàn)______(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。

(3)若現(xiàn)有乙酸90g，乙醇138g發(fā)生酯化反應(yīng)得到88g乙酸乙酯，試計(jì)算該反應(yīng)的產(chǎn)率為______。

(4)為充分利用反應(yīng)物，甲、乙兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩個(gè)裝置(乙同學(xué)待反應(yīng)完畢冷卻后，再用飽和碳酸鈉溶液提取燒瓶中的產(chǎn)物)．你認(rèn)為最合理的是______。

Answer 1

【答案】CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O 冷凝和防止倒吸 3 4 AC 66.7% 乙

【解析】

實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯是由乙酸和乙醇在濃硫酸作催化劑加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)制取乙酸乙酯，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。C、D中氫離子濃度應(yīng)該相等。A、C加入不同濃度的硫酸，分析實(shí)驗(yàn)A、C的數(shù)據(jù)，判斷提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率的措施。利用實(shí)際產(chǎn)物的質(zhì)量除以理論產(chǎn)量得到產(chǎn)率。圖甲、乙兩個(gè)裝置，圖乙裝置的原料利用率較高，據(jù)此分析。

(1)若實(shí)驗(yàn)中用乙酸和含18O的乙醇作用，酸失去羥基，醇失去羥基上的氫原子，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O；與教材采用的實(shí)驗(yàn)裝置不同，此裝置中采用了球形干燥管，可以增大氣體的吸收面積，其作用是冷凝和防止倒吸；

(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，所取酸的體積和濃度應(yīng)該相同，由于實(shí)驗(yàn)C使用3mL2molL-1H2SO4，氫離子的濃度為2molL-1×2=4molL-1，實(shí)驗(yàn)D中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是3mL和4molL-1；

②分析實(shí)驗(yàn)AC的數(shù)據(jù)，濃硫酸的濃度越高，得到的酯的量越多，可以推測(cè)出濃H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率；

(3)乙酸90g，乙醇138g發(fā)生酯化反應(yīng)得到88g乙酸乙酯，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)方程式為：

經(jīng)分析乙醇過(guò)量，乙酸的量不足，用乙酸的質(zhì)量計(jì)算乙酸乙酯的質(zhì)量，設(shè)得到的乙酸乙酯的質(zhì)量為x，，得到x=132g，產(chǎn)率為=66.7%；

(4) 圖中甲、乙兩個(gè)裝置的不同點(diǎn)為，乙裝置能將易揮發(fā)的反應(yīng)物乙酸和乙醇冷凝回流到反應(yīng)容器中，繼續(xù)反應(yīng)，而甲不可，所以最合理的是乙。