Question

8．如图为实验室制备乙酸乙醋的装置．
已知下列数据：

物质	熔点/℃	沸点/℃	密度/g•cm-3
乙醇	-114	78	0.789
乙酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	-83.6	77.5	0.900
浓H2SO4		338	1.84

（1）写出试管a中主要发生反应的化学方程式CH₃COOH+CH₃CH₂OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O．
（2）导管要插在试管b中饱和Na₂CO₃溶液的液面以上，原因是：防止倒吸．
（3）试管b中饱和Na₂CO₃的作用：除去挥发出来的乙酸和乙醇；降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分层．
（4）开始用小火加热试管a中的混合液，其原因是乙酸、乙醇、乙酸乙酯沸点接近且较低，大火加热，反应物大量蒸发损失．
（5）生成乙酸乙酷的反应是可逆反应，反应物不能完全变成生成物，反应一段时间后，就达到了该反应的限度，也即达到化学平衡状态．下列描述能说明乙醇与乙酸的酷化反应已达到化学平衡状态的有②④⑤（填序号）．
①单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol水
②单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成I mol乙酸
③单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化
（6）若120g乙酸和184g乙醇反应生成106g乙酸乙酯，则该反应的产率为60.2%（保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）乙酸和乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水；
（2）为防止倒吸，导管要插在试管b中饱和Na₂CO₃溶液的液面以上；
（3）饱和碳酸钠溶液与乙酸反应除去乙酸、同时降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层；
（4）乙酸、乙醇、乙酸乙酯沸点接近且较低，易蒸发；
（5）乙醇与乙酸的反应已达到化学平衡状态，各组分的含量不变、正逆反应速率相等，以此来解答；
（6）根据方程式CH₃COOH+CH₃CH₂OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O进行计算即可．

解答 解：（1）乙酸和乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水，反应方程式为CH₃COOH+CH₃CH₂OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O，
故答案为：；
（2）为防止倒吸，导管要插在试管b中饱和Na₂CO₃溶液的液面以上；故答案为：防止倒吸；
（3）制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液，目的是中和挥发出来的乙酸，使之转化为乙酸钠溶于水中；溶解挥发出来的乙醇；降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分层得到酯，
故答案为：除去挥发出来的乙酸和乙醇；降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分层；
（4）乙酸、乙醇、乙酸乙酯沸点接近且较低，大火加热，反应物大量蒸发损失，所以用小火加热试管a中的混合液，故答案为：乙酸、乙醇、乙酸乙酯沸点接近且较低，大火加热，反应物大量蒸发损失；
（5））①单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol水，不能体现正逆反应速率，不能判定平衡状态，故不选；
②单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol乙酸，正逆反应速率相等，能判定平衡状态，故选；
③单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol乙酸，不能体现正逆反应速率，不能判定平衡状态，故不选；
④正反应速率与逆反应速率相等，能判定平衡状态，故选；
⑤反应混合物中各物质的浓度不再变化，能判定平衡状态，故选；
故答案为：②④⑤．
（6）n（CH₃COOH）=$\frac{120g}{60g/mol}$=2mol n（C₂H₅OH）=$\frac{184g}{46g/mol}$=4mol，所以乙醇过量，应以乙酸计算，2mol乙酸完全酯化可生成乙酸乙酯2mol×88g/mol=176g，故该反应的产率为：$\frac{106g}{176g}$×100%=60.2%，故答案为：60.2%．

点评 本题考查了有机物的区分和乙酸乙酯的制备，题目难度不大，解答时须注意酯化反应的原理和饱和碳酸钠溶液的作用．